GCU-30矿用动态轨道衡的改造设计

GCU-30矿用动态轨道衡的改造设计翁建明罗伏隆浙江余姚市通用仪表公司（315400）内容提要：动态轨道衡计量，在矿山计量中得到广泛应用；动态计量的稳定性、重复性问题一直是影响动态计量应用的难题。江西德兴铜矿与余姚市通用仪表公司根据矿车在动态计量中存在的问题，结合现场实际，改造动态轨道衡的结构设计，采用先进的软件技术进行动态数据采集，进行了成功的应用；文章重点介绍了原动态轨道衡现场运行中存在的问题和改造设计的技术方案与经验。关键词：矿山动态计量轨道衡秤体结构一、前言江西德兴铜矿原有30t动态轨道衡二台，一台用于矿车“毛重”计量，一台用于矿车“皮重”计量；计量过程由电动机车车头牵引矿车重车、空车进行称重计量。机车的运行是流水作业，过车的运行频率较高；机车车头的前后轮距、矿车之间的轮距与原轨道衡台面的长度比较接近，当出现减速、刹车或后退时，就会造成判断失误，引起动态衡“死机”及其它故障，不能正常运行，严重影响生产。德兴铜矿于2002年12月提出改造计划，由余姚市通用仪表公司经现场实测，提出设计方案并制作秤台与结构件，进行现场改造安装调试。改造后运行效果较好。二、改造设计的技术要求一）、现场技术条件1、车辆运行状态：由一台电动机车车头拖挂18节矿车，以小于12km/h的速度通过轨道衡秤台；2、车辆的连接状态及结构数据如图1所示；3、电动机车车头自重30t，矿车自重9t，矿车毛重25t左右；4、计量过程：电动机车车头在前，矿车在后，车头不计量，矿车以转向架方式计量；5、过衡频次速度快：2—5分钟/趟，高峰期连续不断；6、列车过衡时，有刹车、停车或后退现象。2200350034508502450图1过衡计量列车结构示意图二）计量管理软件主要技术要求1、计量过程中，不能出现不明原因的“死机”现象。2、一列车计量完成后，有计量结束提示与车号输入提示，当未进行手动操作而紧接着有下一列车通过时，应能自动判断上列车计量结束并转入下列车计量状态；3、车号可在计量结束后随时人工输入与修改；4、功能选择与车皮自重预置：操作界面应有计量、校验、皮重预置等选择互换，皮重值可根据不同季节、天气选择输入；内部参数的设置或调整应有密码；5、当有不需计量的列车通过动态衡时，不能对衡器的计量性能造成影响；6、数据处理：计量数据可供局域网查询调用，出具班、日、月统计报表；三）、衡器结构性能要求1、计量精度：±0.5%～1%;2、衡器系统具有防雷击、防电磁干扰功能；电动机车车头矿车车皮1#矿车车皮2—18#3、秤体结构符合现场电动机车与矿车结构特径和运行特性的要求；4、数据采集管理系统配置抗干扰能力强的工控机；三、改造设计方案一）秤体结构设计1、将秤台台面的长度由原来的2.4m改为2.6m，以利于提高计算机对矿车车轮上衡后的判断分辨，减少判断失误：由图1可知，机车车头的前后轮距（2.2m）、矿车与矿车之间的轮距长度（2.45m）与原轨道衡秤台长度（2.4m）相接近，在列车运行过程中出现减速、刹车、倒退时，会造成计算机判断失误，引起“死机”及其它故障；2、秤体采用合金钢整体焊接结构，对焊接部位进行退火处理，消除应力，减少秤体在运行过程中的变形；秤体结构如图2所示。3、采用8套水平拉杆，对秤体的四方、八位进行限位，调整与控制秤体在运行过程中出现的纵横向位移；4、进行防翘设计：由于轨道衡秤体小，自重较轻，运行过程中容易起翘。在设计制造中采用力点内偏法，使车轮进入力支点之内；同时采用桥式弓形过渡器，当车轮进入过渡器时，使力点向秤台内侧靠近；5、在秤量轨的中部及与引轨的连接端，加设轨距调整螺杆，防止钢轨错位，保证引轨与称量轨平直过渡；6、采用双球面不倒翁结构的称重传感器，传感器的外壳为不锈钢全焊接密封防护等级IP67，有利于在恶劣环境下工作和动态称重数据信息的采集；图2动态轨道衡秤体结构图1、引轨2、过渡器3、传感器4、秤体5、承重轨6、限位器7、过渡秤体二）、计量软件系统配置原理1、计量原理框图如图3所示。图3动态轨道衡结构原理框图2、系统配置Window动态轨道衡称量软件系统，具有较强的操作与管理功能：A、动、静态称量：动态称量画面显示信息丰富，包括称量记录、当前重量和原码、零点及AD通道状态信息等；静态称量主要用于秤台测试和检定，也可用于静态称重计量；B、波形分析：计量过程的原始数据都被记录存储，可以利用波形分析功能，分析判断计量过程可能存在的问题，如秤台状态、丢车情况、AD通道故障等；C、数据恢复：从原始数据中恢复再现称量的过程，动、静态过程均可恢复；D、用户程序：用户可进行参数输入及各种数据管理；E、参数输入：输入称量物品品名、收发单位名称、车号等，计算与之相匹配的毛重净重；F、数据查询与分类统计：实现数据查询与统计，满足用户的常规需要；G、数据发送：根据用户的需要，对局域网或电话拨号网实现发送数据的功能；H、品名单位查询：对各品名或单位的有关计量数据进行查询，但不能修改数据；I、统计报表：根据用户的需要，提供计量物资的计量统计报表；J、应用组态：对物资名称库、单位名称库、称重数据库进行规范控制管理，如修改设置参数，人工输入皮重等；K、检定调整：适用于衡器检定校准时使用，设置秤台长度、AD通道地址、检车方式、动静态设置、推拉进退方向、速度等；L、系统管理：对系统的高级设置、管理与维护；3、系统可用于常规动态或静态称量和单车溜行称量；4、传感器信号联接接线盒，采用装甲型全密封式接线盒；三）系统配置成套GCU—30t矿用动态轨道衡系统由以下几部配套组成1、整体结构轨道衡秤体：2套；2、TY2015A—10t不锈钢全密封焊接不倒翁式称重传感器：4只×2套；3、TY-JX-4型接线盒：2只；4、专用设称重管理软件；5、PC工控计算机：1台；6、动态轨道衡称量管理软件：1套；7、打印机：1台；8、快速A/D通道：2台；9、信号电缆：若干米。四、使用效果传感器接线盒AD通道1进秤台出秤台传感器接线盒AD通道2PC工控计算机GCU—30t动态轨道衡经改造后，于2003年4月在江西省德兴铜矿投入使用。经近一年运行，运行稳定，满足矿产运输生产要求，效果良好。现正推广其它矿厂。1、经用标准重车推入或溜入轨道衡进行静态校验，计量精度达±0.5%；经用标准重车挂带于运矿列车中进行动态称重校验，计量精度达±1%；2、由于加强了秤台的刚性结构和采用防翘与限位设计，秤台在运行中无起翘现象；3、运中行克服了“死机”故障的发生，防止了丢车、漏计现象的发生；4、在动态轨道衡的两端铺设了约两节车箱长度的整体硬质道床，使引轨与称量轨平稳过渡，减少了列车对轨道衡的冲击，运行平稳；5、数据采集和处理系统满足设计要求，操作方便简单；矿山计量对计量的精度要求并不高，但要求稳定性、重复性好，由于矿山的运行环境比较恶劣，且矿车的运输节奏快速频繁，对轨道衡的影响较大。所以，对矿用电子动态轨道衡的设计制造与改造，应着重考虑克服恶劣环境和动态频繁冲击的影响。江西德兴铜矿与浙江余姚通用仪表公司共同设计改造的GCU—30T动态轨道衡，在这方面取得了成功的经验，具有较好的推广价值。通讯地址：浙江省余姚市中山中路三江口（315400）联系电话：[phone]，传真：0574—62702151邮编：315400