Вагонные весы вниижт

 

Использование: взвешивание движущихся железнодорожных вагонов. Сущность изобретения: рельсовые вставки 2 смонтированы раздельно от рельсового пути 1 на опорах 3 в лафетах 7. Опоры 3 представляют собой стаканы 4, закрытые пробкой 18 и крышкой 8. Внутри последних размещена шейка 14 РВ 2, опирающаяся цилиндрическим выступом 16 в пуансон 19 и через шарик 21 в сердечник измерительного датчика 22. Первичная обмотка 25 измерительного датчика 22 подключена к источнику переменного тока, а вторичная обмотка 26 включена в измерительные мосты 34 системы взвешивания. Выпрямленное напряжение преобразуется в цифровой код 45, который запоминается элементами памяти и через мультиплексоры 43 побайтно передается в ЭВМ. Преобразователь измеренного веса в цифровой код 45 отдельного канала измерительного датчика 22 содержит компаратор 49, инвертор 50, триггер 51 и счетчик 52. Выходы счетчика 52 соединены цифроаналоговым преобразователем 54. Взвешивание вагонов производится по сигналам четырех дополнительных датчиков 39 в момент прохождения колес по центру рельсовой вставки 2. 1 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к устройствам взвешивания движущихся железнодорожных вагонов.

Известны вагонные весы, содержащие установленное отдельно от рельсовой колеи основание с рельсовым участком и опоры с наклеенными тензодатчиками (Патент США N 4134464, кл. G 01 G 19/04, 1979).

К недостаткам весов относится невысокая прочность крепления тензодатчиков к опорам, постоянная их переклейка и тарировка, что снижает эксплуатационную надежность.

Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому результату являются вагонные весы, содержащие раздельно от рельсового пути жестко закрепленные на лафетах опоры, на которых установлены рельсовые вставки, и систему взвешивания с измерительными датчиками (заявка Великобритании N 1421182, кл. G 01 G 19/04, 1976).

Недостатком весов является высокая погрешность взвешивания при перекатывании колеса по рельсовым вставкам, шарнирно уложенным на опорах.

Предлагаемые весы решают задачу повышения точности взвешивания движущихся вагонов.

Существенными признаками, необходимыми для решения задача, являются следующие общие с прототипом: рельсовые вставки установлены на опорах раздельно от рельсового пути; измерительные датчики и система взвешивания.

Совокупность отличительных признаков имеет следующий вид: измерительные и дополнительные датчики смонтированы по два с каждой стороны рельсового пути. Причем на шейке рельсовой вставки выполнен цилиндрический выступ, установленный в пробке стакана с возможностью контакта через регулировочную шайбу, пуансон и шарик с верхней опорной площадкой измерительного датчика, а его нижняя опорная площадка размещена в пазу на дне стакана, установленного фланцами в отверстиях снизу лафета и закрытого крышкой, закрепленной винтами на подкладке сверху лафета.

При этом уровень головки рельсовых вставок и рельсового пути один и тот же, что обеспечивает беспрепятственное по ним движение вагонов.

В системе взвешивания измерительные датчики выполнены трансформаторными, первичные обмотки которых подключены к источнику переменного тока, а вторичные обмотки включены в измерительные мосты с преобразователями с возможностью преобразования выпрямленного напряжения в цифровой код, запоминания элементами памяти и передачи через мультиплексоры побайтно в ЭВМ. Они снабжены дополнительными датчиками, установленными с возможностью фиксации положения колес строго по центру измерительных датчиков и подачи команды на начало измерения веса движущихся вагонов.

На фиг. 1 приведен общий вид описываемых весов; на фиг.2 то же, вид сбоку; на фиг. 3 то же, вид сверху; на фиг. 4 лафет с опорой; на фиг. 5 - вид лафета сверху; на фиг. 6 сечение А-А на фиг. 4; на фиг. 7 сечение Б-Б на фиг. 5; на фиг. 8 сечение В-В на фиг. 2; на фиг. 9 сечение Г-Г на фиг.2; на фиг. 10 сечение Д-Д на фиг.7; на фиг. 11 структурная схема системы взвешивания на фиг. 12 принципиальная схема одного канала системы взвешивания.

Вагонные весы содержат рельсовый путь 1, раздельно от которого установлены рельсовые вставки 2. Опоры 3 состоят из стаканов 4, закрепленных фланцами 5 в отверстиях 6 на лафетах 7, и крышек 8, прикрепленных винтами 9 на подкладках 10 к лафетам 7. Последние уложены на соседние шпалы 11 под двумя рельсовыми вставками 2. Крышки 8 стаканов 4 охвачены с боковых сторон накладками 12, соединяющими отрезки рельсового пути 1. Каждая рельсовая вставка 2 выполнена без подошвы и имеет головку 13 с шейкой 14, помещенную во внутреннюю полость 15 крышки 8. В нижней части шейки 14 цилиндрический выступ 16 размещен в отверстии 17 пробки 18 на стакане 4. Пуансон 19 и регулировочная шайба 20 установлены с возможностью контакта через шарик 21 с измерительным датчиком 22. Каждый измерительный датчик 22 состоит из основания 23, сердечника 24 и первичной 25 и вторичной 26 обмоток. Верхняя опорная площадка 27 расположена над сердечником 24 и имеет под шарик 21 сферическое углубление 28. Аналогичное углубление 29 выполнено в пуансоне 19. Под сердечником 24 расположена нижняя опорная площадка 30, установленная в пазу 31 на дне стакана 4. Защитный кожух 32 выполнен разъемным.

На шпалах 11 и лафетах 7 для рельсов смонтированы специальные крепления 33.

Система взвешивания состоит из четырех измерительных блоков, на вход каждого из которых приходят сигналы с соответствующих измерительных датчиков 22. Каждый измерительный блок содержит измерительный мост 34, компаратор 35, блок разрешения счета 36 и счетчик 37. На счетный вход каждого из счетчиков 37 приходят импульсы с генератора 38. Сброс и подготовка к работе блоков 36 и счетчиков 37 производится сигналом от дополнительных датчиков 39, фиксирующих положение колес транспортного средства строго по центру датчиков 22, чем обеспечивается высокая точность измерения. Выход счетчика 37 соединен с блоком цифроаналогового преобразователя 40, выход которого соединен со вторым входом компаратора 35. Блоки 34-37 и 40 образуют собственно измерительный блок 41. Выход счетчика 37 каждого из блоков 41 соединен с блоком памяти 42, который, в свою очередь, соединен с блоком мультиплексоров 43. По сигналам 44 опроса ЭВМ на выходе блока 43 появляется код 45 значение измеренного веса движущегося объекта, который передается в ЭВМ.

На фиг. 12 показан вариант принципиальной схемы одного из четырех каналов системы взвешивания. Первичная обмотка 25 измерительного датчика 22 подключена к источнику переменного тока (U₁), а вторичная обмотка 26 от измерительного моста 46 через делитель на резисторах 47 и 48, компаратор 49, инвертор 50 и триггер фиксации кода 51 подключена к счетчику 52 с генератором 53. Выходы счетчика 52 соединены со входом цифроаналогового преобразователя 54, выход которого подключен ко второму входу компаратора 49. Далее постоянно запоминающее устройство 55 подключено к мультиплексору 56, соединенному с входным 57 и выходным портами 58 ЭВМ.

Весы работают следующим образом.

Состав загруженных или порожних вагонов наезжает на вагонные весы. Взвешивание вагонов производится потележечно, т. е. в момент прохода четырех колес по четырем рельсовым вставкам и с последующим сложением у каждого вагона. Колеса вагона, прокатываясь по рельсовому пути 1 и рельсовым вставкам 2, воздействуют через них и регулировочные шайбы 20, пуансоны 19 и шарики 21 на измерительные датчики 22, сердечники 24 которых вместе с обмотками 25, 26 помещены в защитные кожухи 32 и вставлены в стаканы 4, являющиеся опорами 3 для рельсовых вставок 2. Каждый датчик 22 выполнен магнитоанизотропным типа ДМ и обеспечивает высокую точность измерений в сложных условиях эксплуатации и не требует больших средств для ухода за ним и замены после выхода из строя. Сердечник 24 из сплава 44 НХТЮ собран вместе с основанием 23, верхней 27 и нижней 30 опорными площадками. Стакан 4 с датчиком 22 закрыты пробкой 18 и крышкой 8, помещены в отверстие 6 лафета 7. Выступающие фланцы 5 смонтированы на подкладке 10 посредством винтов 9. При этом крышка 8 установлена под углом, равным углу наклона датчика 22 к вертикали. Данное условие необходимо для строго вертикальной передачи нагрузки вагона через колеса на датчик 22. Размеры шейки 14 рельсовой вставки 2 (вдоль пути), расположенной во внутренней полости 15 крышки 8 и в отверстии 17 пробки 18, огpаничиваются следующим соотношением: B 2d, где B ширина внутренней полости 15; d диаметр отверстия 17.

Пример 1. Если диаметр отверстия d 50 мм, то ширина внутренней полости В 100 мм.

Пример 2. В результате испытаний выбраны оптимальные размеры d 75 мм, В 150 мм, при которых рельсовая вставка 2 с цилиндрическим выступом 16, опираясь на шарик 21 в сферических углублениях 28, 29 при проходе вагонного колеса, сохраняет устойчивое вертикальное положение. При этом ее головка находится между накладками 12. Рельсовый путь 1 пришит к шпалам 11 и лафетам 7 специальными креплениями 33. Надежность работы датчиков 22 обеспечивается также установкой их нижних опорных площадок 30 в пазы 31 стаканов 4.

Со вторичной обмотки 26 измерительного датчика 22 измеренный сигнал поступает на мост 46, выпрямленное напряжение с которого через делитель на резисторах 47 и 48 подается на вход компаратора 49. С выхода компаратора 49 через инвертор 50 сигнал приходит на триггер фиксации кода 51, который выполняют роль блока разрешения счета. С выхода триггера 51 сигнал приходит на вход разрешения счета счетчика 52, на счетный вход которого подаются импульсы опорной частоты с генератора 53. Таким образом, на выходах счетчика 52 будет подсчитано число импульсов генератора 53 за то время, пока на входе разрешения счета C cчетчика 52 будет присутствовать уровень лог. 1. На входы P триггера 51 и счетчика 52 приходят сигналы сброс c датчиков, фиксирующих положение колес вагона по центру измерительных датчиков 22, поэтому измерение веса датчиками 22 начинается после сброса триггера 51 и счетчика 52, т. е. в момент нахождения колес по центру датчиков 22. С выходов счетчика 52 подсчитанное число импульсов подается на цифроаналоговый преобразователь 54 и постоянное запоминающее устройство 55. С выхода цифроаналогового преобразователя 54 аналоговый сигнал подается на второй вход компаратора 49. Таким образом, при равенстве напряжений на входах компаратора 49, на выходе инвертора 50 лог. 1 меняется на лог. 0 и триггер 51 вырабатывает сигнал остановки счета.

С выхода постоянного запоминающего устройства 55 полученный код подается на коммутируемые входы мультиплексора 56, на адресные входы которого подаются коды опроса с выходного порта ЭВМ 58. При этом полученный код побайтно передается с выхода мультиплексора на входной порт ЭВМ 57.

Формула изобретения

1. Вагонные весы, содержащие раздельно от рельсового пути жестко закрепленные на лафетах опоры, на которых установлены рельсовые вставки, и систему взвешивания с измерительными датчиками, отличающиеся тем, что они снабжены дополнительными датчиками, установленными с возможностью фиксации положения колес строго по центру измерительных датчиков и подачи команды на начало измерения веса движущихся вагонов, а измерительные датчики смонтированы по два с каждой стороны рельсового пути и под каждой рельсовой вставкой, расстояние между которыми должно быть не менее расстояния между осями колес одной тележки вагона и не более расстояния между крайними осями колес соседних вагонов, причем на шейке рельсовой вставки выполнен цилиндрический выступ, установленный в пробке стакана с возможностью контакта через регулировочную шайбу, пуансон и шарик с верхней опорной площадкой измерительного датчика, а его нижняя опорная площадка размещена в пазу на дне стакана, установленного фланцами в отверстиях снизу лафета и закрытого крышкой, закрепленной винтами на подкладке сверху лафета, при этом в системе взвешивания измерительные датчики выполнены трансформаторными, первичные обмотки которых подключены к источнику переменного тока, а вторичные обмотки включены в измерительные мосты с преобразователями с возможностью преобразования выпрямленного напряжения в цифровой код, запоминаемый элементами памяти и передачи через мультиплексоры побайтно в ЭВМ.

2. Вагонные весы по п. 1, отличающиеся тем, что система взвешивания с измерительными датчиками содержит компаратор, один из входов которого соединен с измерительным мостом, а выход компаратора через инвертор и триггер соединен с входом "разрешение счета" счетчика, счетный вход которого имеет сигналы тактовой частоты от генератора, а выходы счетчика соединены с входом цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с вторым входом компаратора с возможностью сброса триггера и счетчика датчиком фиксации положения колес вагона.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12