張守謙 上海鐵路局科研所

敞開式專用砝碼車建標(biāo)系統(tǒng)的研制

張守謙 上海鐵路局科研所

介紹敞開式專用砝碼車建標(biāo)裝置的設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)功能及研制意義。在當(dāng)前檢衡車資源缺乏的情況下，為鐵路貨車超偏載檢測(cè)裝置（以下簡(jiǎn)稱：超偏載）、路用自動(dòng)軌道衡（以下簡(jiǎn)稱：路用衡）的使用中檢驗(yàn)、期間核查及汽車衡、吊鉤秤、鉤頭秤的檢定提供了一種補(bǔ)充方案。

敞開式；砝碼車；檢測(cè)

1 引言

近年來，鐵路貨運(yùn)安全越來越受到重視，鐵路總公司與各鐵路局不斷加大貨運(yùn)安全設(shè)備方面的投入。在鐵路貨運(yùn)計(jì)量安全檢測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)中，超偏載和路用衡不斷在全路各編組站及貨場(chǎng)內(nèi)安裝使用。這些設(shè)備在檢測(cè)貨物裝載狀態(tài)，確保鐵路運(yùn)輸安全方面起著極為重要的作用。但隨之而產(chǎn)生的是數(shù)量如此之多的設(shè)備的檢測(cè)和校準(zhǔn)問題。由于國(guó)家軌道衡計(jì)量站配屬的檢衡車數(shù)量有限，只能滿足上述計(jì)量設(shè)備常規(guī)年檢的需要。而日常超偏載和路用衡運(yùn)用中發(fā)現(xiàn)問題，如更換主要部件或受道床和外界因素影響，均會(huì)影響其檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在這種情況下，需要對(duì)維護(hù)過的超偏載和路用衡進(jìn)行檢測(cè)校準(zhǔn)。因此研制敞開式專用砝碼車建標(biāo)裝置具有十分迫切的重要意義。

2 設(shè)計(jì)方案

2.1 設(shè)計(jì)思想

應(yīng)用全金屬C70敞車作為專用砝碼車載體，裝載加固接近70t固態(tài)物質(zhì)，到準(zhǔn)確度等級(jí)高于0.1%的靜態(tài)軌道衡上進(jìn)行比對(duì)，建立臨時(shí)標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量的專用砝碼車，經(jīng)過路局運(yùn)輸部門報(bào)批，以路用車輛名義在局管內(nèi)對(duì)各貨運(yùn)站的超偏載、路用衡作檢測(cè)調(diào)試及校準(zhǔn)復(fù)核使用。

2.2 設(shè)計(jì)功能

（1）超偏載檢測(cè)調(diào)試

使用敞開式專用砝碼車檢測(cè)超偏載，可用門吊在兩只設(shè)有九宮格的砝碼框架中的一只或兩只的一側(cè)吊走 (2-3)t砝碼，即可完成偏載、偏重設(shè)置，可方便地對(duì)超偏載進(jìn)行檢測(cè)調(diào)試。

（2）路用衡檢測(cè)調(diào)試

在專用砝碼車中砝碼均衡安置的情況下可以對(duì)路用衡進(jìn)行檢測(cè)調(diào)試。

（3）汽車衡、吊鉤秤、鉤頭秤檢定調(diào)試

把大質(zhì)量砝碼分二部分安置在上述砝碼車內(nèi)。一部分近期未檢定的砝碼整齊排放在砝碼車的兩端作為整車配重質(zhì)量，另一部分經(jīng)過檢定的專用砝碼車安置在特制的砝碼框架（且須配重標(biāo)定）中用以汽車衡、吊鉤秤、鉤頭秤的檢定。

使用敞開式專用砝碼車建標(biāo)裝置可滿足汽車衡、吊鉤秤、鉤頭秤的檢定，檢測(cè)過程較T7、T6FK檢衡車（用于檢定靜態(tài)軌道衡的專用車）方便，極大地提高了工作效率，降低了檢定工作成本。檢定汽車衡時(shí)應(yīng)用貨場(chǎng)龍門吊或汽車吊可方便地用起吊鋼絲繩吊起敞開式專用砝碼車內(nèi)4只特制砝碼框架，根據(jù)實(shí)際需要可組合、可復(fù)合成不同的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量（總計(jì)有M12等級(jí)砝碼60t，另加4只特制砝碼框架），運(yùn)送至汽車衡并應(yīng)用局部替代法來檢定100t、80t、50t、30t的汽車衡。檢定40 t、30t、20t龍門吊鉤頭秤或吊鉤秤時(shí)可直接分滿量程40t及20t、10t、1t4個(gè)稱量點(diǎn)直接起吊經(jīng)組合、復(fù)合的特制砝碼框架（含砝碼），大大提高了操作安全性和檢定效率。

為了達(dá)到檢定汽車衡、吊鉤秤、鉤頭秤的量傳條件，車載的60t砝碼及4只特制砝碼框架由上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院進(jìn)行檢定，其準(zhǔn)確度達(dá)到M12等級(jí)（1/10000），根據(jù)量傳過程中計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器高于被傳遞裝置3倍準(zhǔn)確度的要求，本系統(tǒng)砝碼準(zhǔn)確度可以滿足汽車衡、吊鉤秤、鉤頭秤商用級(jí)秤準(zhǔn)確度等級(jí)要求。

2.3 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

（1）專用車砝碼兩端各放置9t、中間放置10t砝碼，嵌入砝碼框架之間用于固定位置（見圖1）。

（2）每只特制砝碼框架設(shè)置9個(gè)重心點(diǎn)，分別放置9只1 t砝碼，四邊用工字鋼包圍，下方設(shè)計(jì)4只牛腿作承重和吊裝鋼絲繩懸臂梁，其中2只中間設(shè)置九宮格，用以吊裝砝碼實(shí)現(xiàn)超偏載檢測(cè)設(shè)偏用（見圖2）。

（3）車廂底部設(shè)置防滑橡膠墊，防止砝碼框架側(cè)滑，前后兩側(cè)正好嵌入敞車車邊位置。

圖1 砝碼安放示意圖

圖2 砝碼框架示意圖

3 測(cè)量不確定度評(píng)定

3.1 概述

（1）測(cè)量方法：將專用砝碼車在數(shù)字指示軌道衡上用直接比較法測(cè)量。

（2）環(huán)境條件：4h溫度變化≤5℃；相對(duì)濕度≤80%。

（3）被測(cè)對(duì)象：專用砝碼車，總質(zhì)量為86770kg。

（4）測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)：數(shù)字指示軌道衡，Max=100000kg，e=d=20 kg，n=5000。

3.2 數(shù)學(xué)模型

式中：E為軌道衡的化整前的誤差，P為軌道衡的化整前的示值，m為整車的質(zhì)量值，I為軌道衡的示值，e為檢定分度值，△m為附加的小砝碼值。

3.3 輸入量m的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

（1）標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的A類評(píng)定

用吳涇化工廠軌道衡對(duì)專用砝碼車進(jìn)行重復(fù)性測(cè)量，其引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量，通過10次重復(fù)測(cè)量得到測(cè)量值，其結(jié)果如表1所示。

表1 專用砝碼車整車質(zhì)量測(cè)量值

一般重復(fù)性測(cè)量取3次平均值得到，故

（2）標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的B類評(píng)定

(a)軌道衡稱量誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量uB1(m)

軌道衡在m＞40000kg稱量的最大允許誤差為30kg，取其1/3為10kg,估計(jì)其為均勻分布，包含因子，可以得出軌道衡稱量誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uB1(m)，則

(b)測(cè)量方法引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量uB2(m)

(c)電源電壓和電磁干擾等因素引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量uB3(m)

（3）輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總（具體情況見表2）

表2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總表

3.4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(m)有4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量uA(m)、uB1(m)、uB2(m)和uB3(m)構(gòu)成，且相互獨(dú)立，合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc(m)的計(jì)算為。

3.5 擴(kuò)展不確定度評(píng)定

首先進(jìn)行被測(cè)量分布的估計(jì)，由于輸入量有4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量，取k=2，則U=kuc(m) =12.11kg。

3.6 測(cè)量不確定度的報(bào)告

專用砝碼車總重的擴(kuò)展不確定度U是由合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc(m)乘以包含因子k=2得到,即U=12kg。

4 結(jié)論

根據(jù)運(yùn)用期間超偏載、路用衡的最大允許誤差為1%，按照量值傳遞的要求，敞開式專用砝碼車整車質(zhì)量的最大允許誤差為0.3%。從實(shí)測(cè)結(jié)果分析，其示值誤差遠(yuǎn)小于0.3%，可以滿足對(duì)超偏載、路用衡檢測(cè)調(diào)試的要求。車載的60t砝碼及4只特制砝碼框架經(jīng)檢定，其準(zhǔn)確度等級(jí)均能達(dá)到M12級(jí)（1/10000），可以滿足對(duì)汽車衡、吊鉤秤、鉤頭秤商用級(jí)秤檢定的要求。

敞開式專用砝碼車建標(biāo)裝置的研制，在當(dāng)前檢衡車資源缺乏的情況下，為超偏載和路用衡的檢測(cè)調(diào)試和校準(zhǔn)復(fù)核提供了補(bǔ)充方案。同時(shí)，在結(jié)構(gòu)上將國(guó)家軌道衡計(jì)量站的檢衡車（封閉式）改造為敞開式，使檢定人員可充分利用車站貨場(chǎng)龍門吊的有利條件，方便地進(jìn)行吊裝組合運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)設(shè)偏以及對(duì)汽車衡、鉤頭秤的檢定，極大地提高了檢定效率。

[1]JJF(鐵道)606-2011《鐵道貨車超偏載檢測(cè)裝置期間核查規(guī)范》.

[2]JJG234-2012《自動(dòng)軌道衡》.

[3]JJG539-1997《數(shù)字指示秤》.

[4]JJF1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》.

[5]JJG(鐵道)129-2004《鐵道貨車超偏載檢測(cè)裝置》.

責(zé)任編輯：宋飛 羅建敏

來稿時(shí)間：2014-7-23