动态轨道衡培训PPT

动态轨道衡4、波形分析以及数据处理2、断轨式动态轨道衡的基本结构3、断轨动态轨道衡现场检查要领1、动态轨道衡基本原理及发展历程基本概念•动态电子轨道衡是一种自动对铁路货车进行不停车、不摘钩连续称重的大型工业计量设备。•主要优点效率高，设备利用率高，是一般静态轨道衡作业率的几十倍容易实现无人值守称重作业。•主要缺点精度较低，有0.2%、0.5%和1%三个等级系统复杂，要求维护人员有较高水平•主要用途码头、矿山、冶金等企业中依靠铁路运输的大宗低值物资的计量非自动衡器（非自动秤）•计量过程中需要人工干预的衡器汽车衡静态轨道衡计价秤自动衡器（自动秤）•计量过程不需要人工干预动态轨道衡皮带秤钢卷秤料斗秤配料秤、包装秤发展历程轨道衡由最初机械轨道衡开始起步，从机电结合静态轨道衡、全电子静态轨道衡一直发展到全电子动态轨道衡，现在已经发展到不断轨动态轨道衡。目前机械轨道衡、机电结合静态轨道衡已完全淘汰。断轨轨道衡计量精度较高,过衡速度低,结构维护较复杂.不断轨过衡速度快,维护简单,能够适应大综散装货物计量。早期的轨道衡受制造工艺水平以及设计思想的局限，往往采用整体铸钢秤台，秤台的重量大，惯性大，不仅需要采用较深的基坑，而且自振频率以及幅值往往会与列车振动频率重叠，导致称重信号失真影响精度。随着技术的进步以及设计思想的逐步开放，焊接结构秤台逐渐被接受，秤台的重量大幅度减轻，惯性减小，自振频率高且幅值较小，能更真实地还原列车过衡时的波形，有利于提高精度。动态轨道衡的计量方式•计量方式：轴计量，转向架计量，整车计量。轴计量方式系统误大，这种计量已经被淘汰，目前主要为转向架计量和整车计量。•转向架计量适合固态货物计量。•整车计量适合液态货物计量。•常用过衡车速：5-20km/h转向架计量铁路货车车皮1234称重台面长度=3.6m轴距=1.8m前架重后架重整车计量铁路货车车皮1234A称重台面长度=3.6m轴距=1.8m前架重B称重台面长度=3.6m后架重断轨轨道衡•断轨动态轨道衡的特征：计量段和引轨之间有明显分界计量段和引线轨之间采用过渡器连接断轨动态轨道衡的优缺点•优点：静态计量精度高•缺点：过渡器、限位器调整复杂、维护工作量大列车过衡时冲击较大动态精度受各种因素影响较多过衡车速提升较为困难不断轨轨道衡•不断轨动态轨道衡的特征：计量段和引轨为一个整体计量段和引轨的轨道上安装有剪力传感器不断轨动态轨道衡的优缺点•优点动态精度较高允许过衡车速较高维护工作量较少基础施工简单、方便•缺点静态精度较低传感器用量较多，系统结构复杂，成本高动态轨道衡硬件架构称重传感器•电阻应变式称重传感器电阻应变式称重传感器是基于这样一个原理：弹性体（弹性元件，敏感梁）在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面的电阻应变片（转换元件）也随同产生变形，电阻应变片引变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成了将外力变换为电信号的过程。称重传感器传感器采用六线传输信号用于长线补偿，电源线有四根，其中二根将传感器侧接收到的电源电压反馈到补偿电路，补偿电路根据传感器上的工作电压自动进行补偿。数据采集系统•数据采集系统是由传感器和数据采集模块组成。传感器测量过衡车辆的重量并将其转换为电压信号。数据采集仪给传感器供电并收集传感器输出的电压信号，经放大、滤波及A/D转换后获得相应的数字信号，送入计算机系统。如下图所示：数据采集系统数据采集系统数据采集系统数据采集系统接口早期的动态轨道衡大部分厂商都自行设计制造接口板，基本上都采用ISA总线，随着ISA总线逐步被淘汰，已经有越来越多的厂商转向采用串行接口的方式将数据传送到计算机•CAN-BUS总线•以太网•其他车号识别系统•铁路车辆运输车号自动识别系统分为以下六个部分：–车辆电子标签–地面AEI设备–车站控制与车号处理系统(CPS)–列检复示系统–电子标签编程器与编程网–分局AEI监控系统等车号识别系统车号识别系统铁路车号识别系统工作原理轨道开关动态轨道衡利用轨道开关判别过衡列车的轮对，计算机系统对轨道开关的动作进行计数，当开关动作时序符合判断特征时启动或者停止数据采集并进行数据处理优点：判别逻辑简单，用单片机就可以实现缺点：轨道开关易发生故障，维护工作量大无开关动态轨道衡利用列车在秤台上行进时产生的波形来判别过衡列车的轮对，当波形符合数学模型判定的特征时进行重量的计算和处理。优点：机械结构简单，维护工作量小缺点：要采用较为复杂的数学模型，对计算机系统的要求较高目前主流的动态轨道衡均已采用无开关判别工作原理•直线方程y=ax+b•下降沿触发•动态阈值算法•波形规格化处理•车型数学模型典型波形相关国家标准•《自动轨道衡》GB/T11885-2015•《静态电子轨道衡》GB/T15561-2008•《动态轨道衡检定规程》JJG234-2012•过衡列车通过称重台面将铅垂向力传给传感器，将水平向力传给限位装置。铅垂向力是需要测量的重力，也就是需要计量的重量，是轨道衡的主要功能，水平向力是列车运行中产生的、不可避免的、对重力测量精度有负面影响的力。称重台面的设计应最大限度地减小这种负面影响。•称重台面一般由主梁、限位器和底座（基础）组成，主梁是直接承受火车车辆重量的部件，必须保证有足够的强度和刚度。•主梁上面的轨道称为称量轨，称重台面两侧的轨道称为引轨。称量轨和引轨是断开的，则称为断轨轨道衡。称量轨和引轨是不断开的，则称为不断轨轨道衡。•一、断轨轨道衡•静态轨道衡、准静态轨道衡和传统的动态轨道衡均为断轨轨道衡。•断轨轨道衡的称重台面结构见示意图一：线路和基础线路和基础•一、线路基本常识•1、轨距——线路两钢轨头部内侧间与轨道中线相垂直的距离，此距离在钢轨轨面内侧下16mm处测量。一定要购置专业工具轨距尺，经常用以测量轨距。对于1435mm标准轨距的线路，其值仅允许在－2～＋4mm和缓变化，且每米长度内的变化值应小于2mm。•2、水平——线路两股钢轨轨面在直线地段应保持同一水平，铁路正线的水平允差应不大于4mm。•3、平顺——线路两股钢轨轨面在纵向的高低变化情况。路基状态、捣固坚实程度、扣件松紧、枕木腐朽、钢轨磨损等影响线路平顺。轨底和轨枕之间，或轨枕与道碴（道床）之间的间隙超过2mm，则称为空吊板，连续3个空吊板会使钢轨受力增加1倍，冲击功增加3倍。因此，铁路正线要求每10m长度内纵向高低误差＜4mm，空吊板＜8%。•4、轨底坡——钢轨铺设时向内倾斜，其倾斜度称轨底坡，铁道部规定标准轨底坡为1:40。如轨面压痕光带偏内则坡度不足，偏外则坡度过大，均为不正常现象。•5、整体道床——用浇铸成型的混凝土整体基础，称为整体道床，其优点是保持轨道稳定、平顺，减少养护工作量。•6、轨距拉杆——调节并保证轨距处于正常范围内。三线路和基础•二、轨道衡线路基本要求•轨道衡分为静态轨道衡和动态轨道衡：•静态轨道衡基础及线路•1、轨道衡分为浅基坑和深基坑基础两种：•浅基坑轨道衡衡深度一般为500～800mm（以轨底标高±0至钢筋混凝土面），基坑长度一般为12～14m，基础长度约19～28m，宽度约3m，深度为1.1～1.5m钢筋混凝土结构基础。•深基坑一般深度为2～2.3m（以轨底标高±0至钢筋混凝土面），基坑长度一般为12～14m，基础长度约19～25m，宽度约3m，深度为2.4～2.9m，钢筋混凝土结构，为防止路基发生冻害，开挖深度均应超过冻土深度。•2、线路的技术要求•（1）防爬基础长度应大于4.5m；•（2）防爬轨与秤量轨的间距为8～10mm；•（3）防爬轨与秤量轨，高差错牙小于2mm；•（4）称重轨轨距1435＋2－1mm；•（5）线路平直误差不得大于2mm；•（6）钢轨线路无硬弯，不得有三角坑现象存在；•（7）高低差及方向要顺直，用10m弦量误差不得大于3mm；•（8）道床周边排水性能良好，能保持路基干燥稳固；•（9）线路应是平坡或顺坡，坡度不得超过0.05%；•（10）维护及保养应按铁路正线要求严格进行。轨道衡基础1m3.5m3.8m25m25m0.4轨道衡整体道床秤台结构-承载器秤台结构-拉杆限位称重台面-过渡器过渡器过渡器过渡器过渡器限位机构-拉杆限位机构-超载保护限位机构9针D-SUB串口线序•车号识别系统通常使用RS232端口进行通讯管脚123456789功能载波检测接受数据发出数据数据终端准备好信号地线数据准备好请求发送清除发送振铃指示备注DCDRXDTXDDTRSGDSRRTSCTSRI各种形式称重传感器•柱式自复位能力强，抗超载、侧向力强，精度高，内部抽真空充氮，寿命长，防护等级达IP68，但价格较高。常用于各种大型工业衡器如汽车衡、轨道衡、钢卷秤、辊道秤等•剪切梁、悬臂梁式输出信号不受测力点方位改动的影响，精度高，体积小，重量轻，抗侧向力强，价格便宜，也能达到IP68防护等级。但对安装要求较高，抗偏载能力差，实现大载荷能力较为困难。应用范围较广，汽车衡、轨道衡、钢卷秤、辊道秤、皮带秤、计价秤等都有使用各种形式称重传感器•桥式称重传感器对加载点变化不敏感、抗偏载性能好、固有线性好、安装方便、称重传感器固定不旋转、制造成本低。但重心较高、抗过载能力较差，大秤量的称重传感器要做到高精度比较困难。•S型称重传感器又称拉压传感器，有拉式安装和压式安装二种，虽然部分型号能够实现拉压二用，但正常选型时仍然要根据受力方式选型，安装方便。但抗过载能力较差，难以做到较大秤量。故障检查与判断要领•1.机械部分(1)引轨和称重轨面不在同一水平面上,称重轨标高低于引轨标高原因:长期受压，传感器顶部球头被压平或者球碗被压出坑解决方法:顶起主梁后，在传感器下垫调整垫。(2)称重轨与引轨发生错位原因:横向限位装置松动造成主梁发生横向位移解决方法：将称台盖板打开，用专用扳手调整限位螺母，直到音轨与与称重轨完全对正，然后将背母锁紧，以防再次发生错位(3)轨缝处的钢轨头部及过渡器有飞边现象原因:长期使用造成引轨和过渡器磨损，过衡冲击大，输出有干扰解决方法：对引轨/称重轨以及过渡器进行修磨，消除飞边现象，或者考虑更换过渡器故障检查与判断要领传感器压头传感器底座柱式传感器称重主梁称重主梁传感器压头传感器底座柱式传感器a倾斜的角度故障检查与判断要领•几种异常波形冲击振动大检查过渡器，列车车轮椭圆度故障检查与判断要领•削顶信号输出过大，导致AD转换溢出，通常是传感器/通道选型不合理造成，也有车辆超载的可能故障检查与判断要领•丢车杀毒软件故障检查与判断要领•使用后期分析工具进行故障追溯故障判断要领•零点异常秤台卡死传感器故障