莊君峰 上海鐵路局科研所

翻車(chē)機(jī)軌道衡的檢定方法及存在問(wèn)題分析

莊君峰 上海鐵路局科研所

介紹翻車(chē)機(jī)軌道衡的發(fā)展，作用和系統(tǒng)組成。2012年結(jié)合我國(guó)自動(dòng)軌道衡檢定的實(shí)際情況，翻車(chē)機(jī)軌道衡被歸入到了JJG781-2002《數(shù)字指示軌道衡》檢定規(guī)程進(jìn)行檢定，但是具體檢定方法還不是很明確。簡(jiǎn)要闡述翻車(chē)機(jī)軌道衡的檢定方法，并針對(duì)目前安裝調(diào)試中存在主要問(wèn)題進(jìn)行分析。

翻車(chē)機(jī)軌道衡；數(shù)字傳感器；檢定方法；問(wèn)題分析

1 引言

翻車(chē)機(jī)是指一種用來(lái)翻卸鐵路敞車(chē)散料的大型機(jī)械設(shè)備?？蓪㈣F路敞車(chē)翻轉(zhuǎn)或傾斜使之卸料的裝卸機(jī)械，適用于運(yùn)輸量大的港口和冶金、煤炭、發(fā)電等工業(yè)部門(mén)。翻車(chē)機(jī)軌道衡是一種安裝在C型翻車(chē)機(jī)本體下的專(zhuān)用計(jì)量器具。翻車(chē)機(jī)軌道衡使用翻車(chē)機(jī)本體作為稱(chēng)重臺(tái)面--承載器，其稱(chēng)重過(guò)程受翻車(chē)機(jī)控制系統(tǒng)控制，與翻車(chē)機(jī)控制系統(tǒng)配合工作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)稱(chēng)量的功能。翻車(chē)機(jī)軌道衡在不進(jìn)行計(jì)量時(shí)翻車(chē)機(jī)系統(tǒng)仍能進(jìn)行貨車(chē)的正常翻卸工作。翻車(chē)機(jī)軌道衡具有精度高、稱(chēng)量速度快、安裝方便、無(wú)占地面積、節(jié)約基建費(fèi)用和人力資源等諸多優(yōu)勢(shì)。

2 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

翻車(chē)機(jī)軌道衡最早應(yīng)用于上世紀(jì)80年代，當(dāng)時(shí)計(jì)量受微處理器和計(jì)算機(jī)技術(shù)等方面的限制種類(lèi)較少，大型衡器多采用機(jī)械杠桿式。伴隨著傳感器和計(jì)算機(jī)技術(shù)、高速數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)量技術(shù)及設(shè)備得到長(zhǎng)足發(fā)展。動(dòng)態(tài)軌道衡突破了過(guò)衡低速度和軌道連接方式等技術(shù)障礙，先后研制出了高速軌道衡、不斷軌動(dòng)態(tài)軌道衡及曲軌段軌道衡。

翻車(chē)機(jī)軌道衡系統(tǒng)主要分為三個(gè)部分：一是稱(chēng)重部分，完成系統(tǒng)稱(chēng)重；二是信號(hào)控制部分，完成與翻車(chē)機(jī)的信號(hào)接收與發(fā)送；三是上傳數(shù)據(jù)處理部分，主要進(jìn)行稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)記錄及處理自動(dòng)、手動(dòng)信號(hào)的采集和發(fā)送。系統(tǒng)流程如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)流程圖

翻車(chē)機(jī)安裝在箱式框梁測(cè)力臺(tái)面上，通過(guò)主動(dòng)輪與從動(dòng)輪的嚙合傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)鐵路敞車(chē)翻卸（如圖2所示）。數(shù)字稱(chēng)重傳感器位于箱式框梁的四角。翻車(chē)機(jī)處于0°時(shí)，將此時(shí)狀態(tài)作為稱(chēng)重零點(diǎn)，標(biāo)定儀表零點(diǎn)。翻車(chē)機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，需要有抱閘使翻車(chē)機(jī)翻轉(zhuǎn)到一定角度時(shí)停止，在長(zhǎng)期使用過(guò)程中由于減速機(jī)油箱缺油或抱閘磨損等因素導(dǎo)致0°輕微偏移，改變空間質(zhì)心，造成稱(chēng)重零點(diǎn)漂移，因此要定期進(jìn)行機(jī)械檢查。

圖2 翻車(chē)機(jī)主視圖

3 檢定規(guī)程

JJG234-2012《自動(dòng)軌道衡》檢定規(guī)程已于2012年3月2日由國(guó)家質(zhì)檢總局批準(zhǔn)，并于2012年9月2日正式實(shí)施，該規(guī)程結(jié)合我國(guó)自動(dòng)軌道衡檢定的實(shí)際情況，保留了JJG234-1990《動(dòng)態(tài)稱(chēng)量軌道衡》和JJG709-1990《非機(jī)車(chē)牽引動(dòng)態(tài)稱(chēng)量軌道衡》檢定規(guī)程中行之有效的內(nèi)容，并將翻車(chē)機(jī)軌道衡歸入到檢定規(guī)程JJG781-2002《數(shù)字指示軌道衡》中進(jìn)行檢定。

3.1 檢定方法

（1）檢定前的準(zhǔn)備

稱(chēng)量檢定前，可利用廠內(nèi)煤車(chē)滿(mǎn)載上衡進(jìn)行翻車(chē)3次。

（2）置零準(zhǔn)確度

不帶零點(diǎn)跟蹤裝置的軌道衡，先將軌道衡置零，然后測(cè)定使示值由零變?yōu)榱闵弦粋€(gè)分度值所施加的砝碼，按照規(guī)程中7.2.2.5誤差計(jì)算方法--閃變點(diǎn)法，確定零點(diǎn)誤差。帶零點(diǎn)跟蹤裝置的軌道衡，將示值擺脫自動(dòng)置零和零點(diǎn)跟蹤范圍(如加放10e的砝碼)，然后按照規(guī)程中的方法計(jì)算零點(diǎn)誤差。

（3）稱(chēng)量性能

①最小秤量：18t；

②最大允許誤差改變的點(diǎn)：25t（中準(zhǔn)確度級(jí)e=50kg時(shí)）；

③最大秤量：80t。

以上秤量點(diǎn)應(yīng)檢定一個(gè)往返，如果軌道衡裝配了自動(dòng)置零或零點(diǎn)跟蹤裝置，在檢定中可以運(yùn)行。

其中檢定最大秤量80t點(diǎn)時(shí)可采用以下兩種方法：

（a）可使用T6FK或T7檢衡車(chē)2輛，從2輛檢衡車(chē)中分別吊出砝碼小車(chē)，并在每輛砝碼小車(chē)上加裝砝碼，使砝碼小車(chē)總質(zhì)量為40t。將2輛砝碼小車(chē)（總質(zhì)量為80t）分別放置承載器上，檢定一個(gè)往返。

（b）可使用T6FK或T7檢衡車(chē)1輛，另外需使用廠內(nèi)鐵路敞車(chē)1輛和其它配重物，將鐵路敞車(chē)進(jìn)行預(yù)稱(chēng)量得出質(zhì)量值，以總質(zhì)量為40t砝碼小車(chē)放置在承載器上，檢定往返5次，共計(jì)10次稱(chēng)量，求出稱(chēng)量示值的最大值與最小值之差即重復(fù)性誤差，若該秤量點(diǎn)的重復(fù)性誤差不大于所對(duì)應(yīng)的最大允許誤差絕對(duì)值的1/3，將裝載配重物的鐵路敞車(chē)推至承載器，檢定往返3次，共計(jì)6次稱(chēng)量，記錄稱(chēng)量示值I，求出平均值，用平均值與該秤量點(diǎn)的系統(tǒng)誤差△計(jì)算得到鐵路敞車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)值，然后將檢衡車(chē)中的砝碼放入鐵路敞車(chē)內(nèi)，使敞車(chē)總質(zhì)量約為80t，然后進(jìn)行檢定一個(gè)往返。

（4）偏載

用總質(zhì)量為40t砝碼小車(chē)對(duì)承載器的始端、支承點(diǎn)、相鄰兩對(duì)支承點(diǎn)的中部和末端進(jìn)行檢定，往返1次。如果軌道衡具有自動(dòng)置零或零點(diǎn)跟蹤功能，檢定期間不能運(yùn)行。

（5）鑒別力

在最小秤量18t、50%最大秤量40t和最大秤量大于80t進(jìn)行鑒別力檢定。根據(jù)使用檢衡車(chē)的不同可在規(guī)程中7.2.2.4所選擇的稱(chēng)量檢定中同時(shí)進(jìn)行鑒別力檢定。

無(wú)指示較小分度值(不大于0.2e)的軌道衡，采用下述方法進(jìn)行檢定：將砝碼小車(chē)或檢衡車(chē)推至軌道衡上，然后依次加放0.1d的小祛碼，直到示值I確實(shí)地增加了一個(gè)實(shí)際分度值為I+d。

（6）重復(fù)性

砝碼小車(chē)或檢衡車(chē)應(yīng)單方向上軌道衡，至少重復(fù)檢定3次，

秤量點(diǎn)：40t和80t。

每次檢定前應(yīng)將軌道衡調(diào)至零點(diǎn)位置。如果軌道衡具有自動(dòng)置零或零點(diǎn)跟蹤功能，檢定時(shí)應(yīng)運(yùn)行。

（7）檢定結(jié)果分析

檢定完成后，根據(jù)允差對(duì)照表，對(duì)檢定結(jié)論進(jìn)行評(píng)定。數(shù)字指示軌道衡最大允許誤差見(jiàn)表1、表2；動(dòng)態(tài)軌道衡最大允許誤差見(jiàn)表3。

表1 JJG781-2002數(shù)字指示軌道衡最大允許誤差對(duì)照表

表2 JJG781-2002數(shù)字指示軌道衡最大允許誤差對(duì)照表

表3 JJG234-1990動(dòng)態(tài)軌道衡最大允許誤差對(duì)照表

4 存在問(wèn)題分析

造成檢定困難主要有以下原因。首先是翻車(chē)機(jī)本體機(jī)械結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)量的影響，檢測(cè)砝碼的重量通過(guò)剛性結(jié)構(gòu)傳遞給C型端環(huán)，兩個(gè)端環(huán)通過(guò)嚙合齒輪方式傳遞給水平稱(chēng)量框架。力值傳遞環(huán)節(jié)多和傳遞線(xiàn)路長(zhǎng)使得傳感器不能檢測(cè)施加在翻車(chē)機(jī)本體上重量微弱變化（如通過(guò)閃變點(diǎn)檢測(cè)零點(diǎn)誤差），影響采集檢測(cè)數(shù)據(jù)；其次傳感器量程的選擇非常關(guān)鍵，翻車(chē)機(jī)本體重量被檢測(cè)重車(chē)總重量為220t。選擇傳感器時(shí)，每只傳感器最小量程為55t。軌道衡所使用的傳感器一般都是級(jí)的傳感器，按照OIMLR60國(guó)際建議及誤差分配原則，級(jí)傳感器用于制造檢定分度數(shù)不大于3000的Ⅲ級(jí)秤。秤的檢定分度數(shù)超過(guò)了傳感器的最大檢定分度數(shù)，違背了秤用傳感器的計(jì)量學(xué)要求和計(jì)量中誤差分配原則。造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，使得檢定時(shí)不確定性因素增大，檢測(cè)數(shù)據(jù)不可靠。

實(shí)施新規(guī)程后，翻車(chē)機(jī)軌道衡安裝調(diào)試階段工作量、安裝精度等將有所增加，主要體現(xiàn)在以下方面。

（1）傳感器安裝：選擇零點(diǎn)、輸出靈敏度接近的傳感器進(jìn)行組秤；確保傳感器底板到翻車(chē)機(jī)大梁之間的安裝尺寸符合設(shè)計(jì)要求；傳感器下底板與翻車(chē)機(jī)大梁之間需設(shè)計(jì)銅編織線(xiàn)等可靠接地裝置；使用墊鐵進(jìn)行高度調(diào)整時(shí)，墊鐵數(shù)量盡可能少，厚的放置在下方。調(diào)整完畢后使用電焊將墊鐵與安裝板進(jìn)行點(diǎn)焊。

（2）翻車(chē)機(jī)本體限位拉桿的調(diào)整：設(shè)有軌道衡的翻車(chē)機(jī)較多采用縱向、橫向拉桿的進(jìn)行限位。軌道衡安裝時(shí)需要對(duì)拉桿的安裝及受力情況進(jìn)行檢查調(diào)整，使每對(duì)拉桿受力均勻，保證拉桿在工作時(shí)只受限位方向的力而不受垂直方向的分力。

（3）翻車(chē)機(jī)本體的調(diào)整與檢查：需要檢查翻車(chē)機(jī)本體與基礎(chǔ)之間、水平稱(chēng)量框架與擋煤板之間的距離，相互間不要產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。如發(fā)現(xiàn)此類(lèi)問(wèn)題，需及時(shí)向安裝單位提出并加以處理，為保證后續(xù)檢定的順利進(jìn)行，翻車(chē)機(jī)本體與基礎(chǔ)、水平稱(chēng)量框架與擋煤板之間留有不小于10mm的間隙。

（4）傳感器輸出的調(diào)整∶在安裝時(shí)需要根據(jù)傳感器的輸出確認(rèn)安裝效果,由于翻車(chē)機(jī)在不工作時(shí)屬于非平衡狀態(tài)，造成重心偏離翻車(chē)機(jī)中心線(xiàn),使得傳感器受力不平衡，不能一味追求四只傳感器輸出一致。

（5）詳細(xì)調(diào)試∶調(diào)試首先確保砝碼車(chē)上下翻車(chē)機(jī)時(shí)稱(chēng)重系統(tǒng)完全歸零；其次，同一檢定點(diǎn)有良好的重復(fù)性；再次，調(diào)整電位器（數(shù)字差傳感器調(diào)整內(nèi)碼輸出系數(shù)）保證偏載達(dá)到檢定規(guī)程要求；最后，重新進(jìn)行零點(diǎn)及量程的標(biāo)定，對(duì)每只傳感器輸出進(jìn)行細(xì)調(diào)，確保感量測(cè)量值等滿(mǎn)足規(guī)程的要求。必要時(shí)再次進(jìn)行零點(diǎn)和量程的標(biāo)定。

5 結(jié)束語(yǔ)

由于卸載效率高，翻車(chē)機(jī)軌道衡的數(shù)量在不斷的增加。隨著科技的進(jìn)步，翻車(chē)機(jī)軌道衡的不足和缺陷必將得到改進(jìn)提高。通過(guò)本文的簡(jiǎn)單介紹分析，希望在各方技術(shù)工作人員的共同努力下，使翻車(chē)機(jī)軌道衡的技術(shù)性能、檢定和校準(zhǔn)方法能夠得到進(jìn)一步的發(fā)展，確保使用單位的翻車(chē)機(jī)軌道衡性能穩(wěn)定可靠檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確規(guī)范。

[1]JJG709-90，非機(jī)車(chē)牽引動(dòng)態(tài)稱(chēng)量軌道衡（含翻車(chē)機(jī)軌道衡）檢定規(guī)程[S].

[2]JJG781-2002,數(shù)字指示軌道衡檢定規(guī)程[S].

責(zé)任編輯：宋飛 羅建敏
來(lái)稿時(shí)間：2013-12-4