Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАГРУЗОК ВАГОННЫХ ОСЕЙ У ПРОХОДЯЩИХ ПО ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГЕ ВАГОНОВ

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано для дорожного контроля осевых нагрузок вагонов.

Известно устройство для поосного взвешивания вагонов в движении, содержащее весовую платформу, опирающуюся на весоизмерительные датчики, подключенные к автокомпенсатору, выходные ключи которого соединены с вычислительным блоком, вход «Итог» которого через первый ключ соединен с датчиком нуля, триггер результата, второй ключ и триггер исключения локомотива, датчик и счетчик небалансов, схема ИЛИ, одновибратор и конденсатор, причем датчик небалансов соединен со счетным входом счетчика небалансов, нечетные выходы которого через схему ИЛИ подключены к входу «Регистрация» автокомпенсатора и через второй ключ к входу «Гашение» вычислительного блока, к которому подключен также через первый ключ и одновибратор, выход триггера результата, счетный вход второго ключа и вход «Сброс» счетчика небалансов соединены с датчиком нуля.

(SU 1076769, кл. G01G 19/04, 1982 г.)

Данное устройство имеет сложную конструкцию. Оно не является оценочным с точки зрения перегруза вагонной оси, тем самым нарушается основное условие контроля перегрузки вагонных осей для безопасного движения вагонов по железной дороге.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности является устройство для контроля нагрузок вагонных осей у проходящих по железной дороге вагонов, содержащее весы в виде грузоприемной платформы, установленной на фундаменте в разрез железнодорожного пути на тензодатчиках, выходы которых подключены к весоизмерительному преобразователю, блок памяти, блок сравнения сигналов с допустимым значением осевой нагрузки, датчик счета осей, блок индикации и регистрации. (SU 1649298, кл. G01G 19/04, 1989 г.)

Недостаток состоит в том, что данным устройством не решается задача отцепки перегруженного вагона от состава поезда, т.к. при взвешивании не измеряется скорость передвижения вагонов по весам и не перепроверяются фактические показания весов.

Технический результат изобретения заключается в расширении области измерения на вагонных весах за счет определения фактических величин осевых нагрузок вагонов на железнодорожный путь с контролем их скорости и последующей проверкой правильности показаний весов.

Указанный результат достигается тем, что в устройство для контроля нагрузок вагонных осей у проходящих по железной дороге вагонов, содержащее весы в виде грузоприемной платформы, установленной на фундаменте в разрез железнодорожного пути на тензодатчиках, выходы которых подключены к весоизмерительному преобразователю, блок памяти, блок сравнения сигналов с допустимым значением осевой нагрузки, датчик счета осей, блок индикации и регистрации, согласно изобретению введены процессор, блок определения скорости и реверсивный счетчик, при этом к процессору подключены блок памяти и выходы реверсивного счетчика, блока сравнения и весоизмерительного преобразователя, к управляющему входу которого подключен выход блока определения скорости, а выход процессора подключен к блоку индикации и регистрации, при этом входы реверсивного счетчика и блока сравнения подключены соответственно к датчику счета осей и выходу весоизмерительного преобразователя.

Сущность предлагаемого устройства поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема весов, на фиг.2 - сигналы осевых нагрузок четырехосного вагона и на фиг.3 - алгоритм расчета перегруза и перекоса вагона.

Устройство для контроля нагрузок вагонных осей у проходящих по железной дороге вагонов содержит весы в виде грузоприемной платформы 1, установленной на фундаменте в разрез железнодорожного пути на тензодатчиках 2. Выходы тензодатчиков 2 подключены к весоизмерительному преобразователю 3, к управляющему входу которого подключен выход блока 4 определения скорости.

Блок 5 сравнения сигналов с допустимым значением осевой нагрузки соединен с блоком задания предельной нагрузки 6 и подключен к процессору 7 ЭВМ.

Кроме этого, содержит блок индикации и регистрации 8, блок памяти 9 и переключатель режима управления 10. Датчик счета осей 11 через реверсивный счетчик 12 подсоединен к процессору 7, к которому подключены блок памяти 9 и выходы блока 5 сравнения и весоизмерительного преобразователя 3, выход которого соединен с входом блока 5 сравнения. К управляющему входу весоизмерительного преобразователя 3 подключен выход блока определения скорости 4.

Выход процессора 7 подключен к блоку индикации и регистрации 8. Входы реверсивного счетчика 12 и блока сравнения 5 подключены соответственно к датчику счета осей 11 и выходу весоизмерительного преобразователя 3.

Устройство работает следующим образом.

Контроль вагонных осей у проходящих по железной дороге вагонов включает взвешивание всех осей вагонов на платформе электронных весов 1. С помощью тензодатчиков 2 осуществляется взвешивание каждой оси вагона с двумя колесами. Полученные данные отдельного вагона суммируются в весоизмерительном преобразователе 3 и поступают в процессор 7. Одновременно в процессор 7 поступает информация о номере вагона с реверсивного счетчика 12, вход которого соединен с датчиком 11 счета осей. Поступившая в процессор 7 информация о массе брутто в динамике m_i (где i=1…n - порядковые номера вагонов в составе поезда) записывается в блок 9 памяти.

При прямом направлении движения поезда реверсивный счетчик 12 работает в режиме прямого счета. Установка режима работы реверсивного счетчика 12 (прямой счет, обратный счет, сброс показаний) осуществляется с помощью переключателя 10 режима, управление которым может осуществляться вручную или с клавиатуры пользователем (на чертеже не показано). При повторном измерении, когда состав движется в обратном направлении, реверсивный счетчик 12 устанавливается в режим обратного счета. За счет этого обеспечивается соответствие информации о номере вагона, поступающей в процессор 7, информации об измеренных параметрах этого вагона.

В результате взвешивания на весах 1 величину массы каждой оси сравнивают с допустимыми значениями осевой нагрузки, которые устанавливают с помощью блока 6 задания предельной нагрузки (с учетом разрешенной 22 т или 23,5 т) на железнодорожный путь. В случае превышения измеренных параметров допустимой величины блок сравнения 5 выдает в процессоре 7 сигнал, информирующий о необходимости отцепки данного вагона от состава поезда.

Следует учесть, что скорость движения состава вагонов должна быть:

V_i+1=V_i±ΔV,

где V_i+1 - скорость последующего вагона, км/ч;

V_i - скорость предыдущего вагона, км/ч;

ΔV - приращение скорости на каждом взвешиваемом вагоне, км/ч.

Фактическая скорость движения вагонов по весам 1 определяется (график на фиг.2) с учетом длины базы вагона L, т.е. расстояния между его тележками и продолжительностью t между сигналами первой и третьей осью вагона или между тележками.

Для скорости 10 км/ч эта продолжительность составит:

При рывках, толчках и торможении вагонов блок 4 определения скорости формирует сигнал, который поступает на управляющий вход весоизмерительного преобразователя 3 и блокирует его функционирование. С выхода весоизмерительного преобразователя 3 в процессор 7 поступает информация о прекращении обработки данных, при этом в блоке 8 индикации и регистрации отображается «Режим взвешивания нарушен». В этом случае обработка данных не производится.

Например, скорость движения V состава из 50 вагонов равна 10 км/ч, приращение скорости на каждом вагоне ΔV=0,1 км/ч. Скорость передвижения 20 вагона по весам должна быть не более 10±0,1×20 км/ч от 8 до 12 км/ч. При такой скорости состав либо идет накатом, замедляя ход, либо медленно ускоряется без рывков.

Разрешается поступать следующим образом. Если после взвешивания окажется, что величина массы хотя бы одной оси превышает приведенные в технической литературе 22 т (23,5 т), то состав вагонов или данный вагон с перегрузом возвращают на весы 1. Только в этом случае повторно у вагонов взвешивают каждую ось и полученный процессором 7 результат взвешивания m_j (где j=1…n - порядковые номера вагонов в составе поезда) сравнивают с результатами первого взвешивания m_i. Номер вагона также определяют путем суммирования каждых четырех осей, используя реверсивный счетчик 12, работающий в режиме обратного счета. Оси локомотива, как и в первом случае, не учитываются. Это предусматривается программой работы процессора 7.

В случае, если разность результатов первого и второго взвешиваний не превышает допустимую погрешность весов δ≤m_j-m_i, то определяют необходимость отцепки данного вагона от состава поезда. Должны совпадать порядковые номера вагона в составе поезда при первом и втором взвешиваниях, т.е. это должен быть один и тот же вагон.

Скорость движения состава вагонов по платформе весов 1 контролируется указанным способом. В случае, если разность результатов первого и второго взвешиваний превышает допустимую погрешность весов δ≤m_j-m_i то определяют правильность показаний весов 1. Когда взвешен один и тот же вагон два раза и разность показаний весов больше значения 5, значит весы неисправны и требуют вмешательства метрологических служб. После устранения несоответствия на них можно продолжать работать.

Проверку правильности показаний весов 1 на станции легче производить путем повторного прокатывания по ним как минимум одного и того же вагона. При этом производят установку на платформе весов 1 каждой из четырех осей этого вагона, взвешивают каждую ось в отдельности, суммируют результаты массы брутто четырех осей указанного вагона и получают массу брутто вагона в статике. Сравнивают полученную массу с массой брутто этого вагона в динамике, т.е. при движении, как одиночного вагона. Разрешено его взвешивание в составе поезда.

В случае превышения разности этих показаний допустимой погрешности весов δ весы снова неисправны.

Если разности показаний весов не превышают δ, то весы считаются исправными.

С помощью нового устройства решается задача определения фактических нагрузок вагонных осей на электронных вагонных весах. При пропуске состава вагонов по весам со скоростью выше 10 км/ч возникают значительные динамические нагрузки, во много раз превышающие допускаемые погрешности весов.

Устройство позволяет обнаружить перегруженные вагонные оси в составе вагонов в заданном диапазоне скорости движения вагонов. На устройстве при выявлении хотя бы одного перегруженного вагона в составе поезда можно повторно уточнить эти данные, не отцепляя перегруженный вагон. В остальных случаях устройство работает в обычном режиме. При повторном пропуске только одного вагона из этого состава можно убедиться в достоверности полученных результатов.

Эффективность использования предлагаемого устройства заключается в следующем:

обеспечение дорожного контроля осевой нагрузки на рельсы, не превышающей 22 или 23,5 т для безопасности движения и сохранности железнодорожного пути;

задание разрешенной для взвешивания на весах скорости передвижения состава вагонов с использованием наката на весы;

выявление с достаточной степенью точности перегруженных вагонных осей;

расширение области применения устройства за счет увеличения скорости пропуска вагонов и погрешности взвешивания вагонных осей;

постоянный контроль работы с перепроверкой показаний электронных вагонных весов.

Использование предлагаемого способа позволит расширить область измерения на вагонных весах за счет определения фактического перегруза осей вагона и с оценкой правильности этих показаний, что важно для безопасности движения поездов.