双梁桥式起重机动态电子轨道衡的开发

　　冶金企业从钢水进入炼钢厂到钢材运输给用户,物料的装卸几乎全部采用双梁桥式起重机(简称天车),在吊装过程中对吊运物体进行计量是一种既经济又实用的方法,我们曾在天车上开发应用过天车电子秤,虽然解决了吊装无计量被动局面,但应用中仍存在一些问题。随着计算机和称重传感器的迅速发展,现代科学的相互渗透,电子称重技术及应用又有了新的发展。称重技术从静态向动态发展,特别是对快速称重轨动态计量的研究与应用已为世界各国所关注,近几年国际市场出现了新一代轨道衡—称重轨型动态电子轨道衡,可以提高铁路运输效率及安全性,使之达到最佳效益。我们在吸收国内外自动称重新技术的基础上,结合钢铁生产要求快捷、动态称重的实际,本着先进可靠、安装方便、经济实用的原则,在宽轨距,高架线路上开发研制了双梁桥式起重机动态电子轨道衡。

　　双梁桥式起重机动态电子轨道衡应用独特标准钢轨新型轮重传感器,由剪切应变技术取代传统正压应变技术,采取更换中轧厂原料跨区天车轨道上一段称重轨用鱼尾板与邻轨相连可对各种规格行车进行动态称重的新型设备,它能准确地测量传感器钢轨上动态信号,通过工控机计算行车重量和动态车速,完成数据的自动存储、累计、显示、打印等功能。

　　1　剪力轨道衡工作原理

　　1·1　力学原理

　　双梁桥式起重机动态电子轨道衡的力学原理是剪切力原理,图1为剪力式侧重力学波形示意图,P代表车轮重,图1 (a)代表传感轨上一个剪力传感器、其中C、D为两根轨枕, A、B为一个传感器的两个测点;图1 (b)为P轮在C、D间滚过时,测点A的剪力Qa的变化图;图1 (C)为P轮在C、D间滚过时,测点B的剪力Qb的变化图;图1 (d)为Qa—Qb,其A、B间的剪力实际相加,得到平顶波形,是实用计量区,其波形幅度与轮重P成正比例。AB段外,剪力相减为零,无信号输出,借此可以把一个单轮信号区分开来,从而满足了单轮(轴)测量的要求(压力式衡难于达到此要求)。

　　1·2　仪表工作原理

　　仪表工作原理方框图,如图2所示,由图2可以看出:左侧内有10路完全相同的独立通道。每一个独立通道内包含有桥压电源、一级放大滤波、二次放大滤波电路,这些电路主要由集成电路构成,简单而可靠;多通道设计并未造成衡器整体的电路复杂,反而带来了各通道对比观察容易维护的优点。图2右侧是微机系统,其中“重量采集、数字求和”方框,将10个通道重量信号进行实时采集,然后根据需要进行数字求和。

　　天车动态电子轨道衡安装示意图,如图3所示。图中画出两根传感器钢轨,在每根钢轨腹板的两侧直接贴片高温固化,组成了5个一体化高精度传感器,整台衡器共10个传感器, 2个接线盒,一个计算机房及大小接线管等。