Отметим еще одну важную тенденцию, имеющую место в настоящее время. Грузоприемное устройство, имеющее размер около 1,2 - 1,5 м в длину (такая длина применима для потележечного взвешивания предлагаемой конструкции), позволяет проще удовлетворить требованиям прочности. Поэтому появилась возможность отказаться от платформы вообще и делать грузоприемную часть в виде двух балок, связанных или не связанных между собой. Это техническое решение повышает точность весов и упрощает монтаж грузоприемной части, так как система становится статически определимой.
2 Конструкторская часть
2.1 Описание устройства и работы весов
Весы состоят из грузоприемного устройства (ГУ) (1) и весопроцессора (6), соединенных кабелем. На рисунке 2.1 показана схема расположения составных частей весов. В ГУ размещены датчики (4), измерительные процессоры ИП1 – ИП4
Весопроцессор ВП (6) установлен в помещении оператора. Все составные части весов соединены кабелями.
1 - грузоприемное устройств ГУ; 2, 3 – первый и второй модули ГУ; 4 - датчик; 5 –центральный кабель; 6 – весопроцессор; 7 – измерительный процессор.
В окружностях показаны условные позиции датчиков.
Измерительные процессоры ИП1 - ИП4 условно вынесены за пределы подрельсовых балок. Цифры 1-4 соответствуют условным позициям измерительных процессоров.
Рисунок 2.1
Весопроцессор устанавливается в помещении вблизи окна, выходящего на железнодорожный путь, для обеспечения визуального контроля оператора за взвешиваемым составом при прохождении его через грузоприемное устройство.
2.1.1 Грузоприемное устройство
Грузоприемное устройство ГУ (рисунок 2.2) образовано двумя сварными подрельсовыми балками (8) с закрепленными на них рельсами Р65 (7) длиной 12,5 м (далее – рельс). На каждом рельсе запрессованы по две пары датчиков деформации рельса (9). Пара датчиков 1.1, 1.2 дальнего рельса и датчиков 2.1, 2.2 ближнего рельса образуют модуль 1, на котором происходит взвешивание одной оси тележки вагона. Датчики 3.1,3.2 и 4.1, 4.2 образуют модуль 2 грузоприемного устройства, на котором происходит взвешивание второй оси тележки вагона.
Рисунок 2.2
Подрельсовые балки (8) (далее - балки) опираются на 14 шпал (2) со стандартным креплением. Так как уровень шпал под балками на 220 мм ниже уровня шпал (1) на участках пути, примыкающих к балкам, к торцам балок через изолирующие прокладки (12) и изолирующие втулки (11) крепятся два поперечных швеллера (6), выполняющих роль подпорных стенок для предотвращения высыпания щебеночного балласта из-под шпал на участках, примыкающих к балкам.
Датчики с обеих сторон рельса защищены от влаги и механических воздействий защитными крышками (5), которые прижимаются через уплотнительные прокладки к балке и шейке рельса. Прижатие осуществляется с помощью двух винтов со шлицами под отвертку, для доступа к которым в крышке имеются два отверстия.
Под крышками (5) на наружной стороне каждого рельса смонтированы: измерительные процессоры модулей. Измерительные процессоры каждого рельса соединяются кабелями с соответствующими датчиками.
Кабели связи измерительных процессоров двух модулей проложены в металлических трубах (10), приваренных к балкам, кабель связи измерительных процессоров модуля 1 прокладывается в балластном слое под шпалами. Центральный кабель для связи грузоприемного устройства с весопроцессором, прокладывается в закрытой земляной траншее.
2.1.2 Датчик
В качестве датчика предлагается использовать сдвиговой тензорезистор, наклеенный непосредственно на весовой рельс. Этот датчик реагирует только на поперечную силу. Чтобы понять принцип действия, рассмотрим эпюру поперечных сил (рисунок 2.3). Скачок эпюры соответствует точке приложения силы. Таким образом, при прохождении колеса над сдвиговым датчиком, сигнал этого датчика меняет свой знак, оставаясь приблизительно постоянным по модулю. Если этот сигнал продифференцировать, то образуется скачкообразный сигнал типа л-функции 2-го рода. Регистрация такого сигнала свидетельствует о нахождении колеса в точке наклейки тензорезисторного преобразователя.
Однако независимо от конкретного вида путевых датчиков, их цель заключается в формировании импульса в момент, когда колесо вагона находится в заранее определенной точке рельса. Колеса транспортных средств, проходя по системе таких датчиков, расположенных на определенных расстояниях друг от друга, образуют последовательность импульсов, представляющих собой код, при помощи которого можно различить тип вагона (четырех-, шести- и восьмиосные), отличить вагон от локомотива, тем самым дакая команду не взвешивать локомотив и т.д., как уже было сказано выше.
Рисунок 2.3
Грузоприемная часть представляет собой балку, которая с целью достижения безударного наезда колеса на рельс составляет единое целое с путевым рельсом. Нетрудно видеть, что если наклеить тензорезисторы в зоне наибольших напряжений, т.е. в зоне нормальных напряжений от изгиба, то тензорезистор будет реагировать на изгибанций момент. Поскольку всякое изменение геометрических размеров, например, вследствие несовершенства крепления концов весовой балки или вследствие температурного расширения, приводит к изменению моментов, а, следовательно, и напряжений, то появляется дополнительный источник погрешности. Поэтому датчики клеются на нейтральной линии, в зоне максимальных касательных напряжений. Таким образом, если теизорезисторы расположить под углом 45° к продольной оси балки, то они будут теоретически реагировать только на поперечную силу. Такие тензорезисторные датчики называются сдвиговыми и применяются почти повсеместно в случаях, когда сама весовая балка используется в качестве динамометра.
Кроме того, в данном техническом решении в качестве дополнительной меры против влияния изгибающего момента сдвиговые тензорезисторы наклеены на нейтральной оси в точке перехода изгибающих моментов через нуль (рисунок 2.4). Однако, эффект произойдет только в момент, когда колесо займет положение строго посредине мерительного участка рельса [7].
Рисунок 2.4
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.