Железнодорожные весы

Фирма "Пульсар-92", создана в 1992 году на базе лаборатории автоматизации прочностных испытаний конструкций авиационной и космической техники Харьковского национального аэрокосмического университета им. Н.Е. Жуковского (ХАИ), специализируется на производстве автомобильных и вагонных весов статического и динамического взвешивания.

 

Основное назначение вагонных весов – точное определение массы вагона. В этом заинтересованы, по крайней мере, три участника коммерческой деятельности: отправитель (дабы не передать лишнего), получатель (желающий получить все, за что уплачено) и, наконец, перевозчик, которому необходимо не только доставить груз в полном объеме, но и обеспечить безопасное следование вагона по дорогам УЗ.
Контроль загрузки вагонов по весу
Уже основная функция весов дает службе безопасности движения полезную информа-цию о наличии вагонов с перегрузом.
Серия двухплатформенных вагонных статических весов ВТВ-1С выпускается нашим предприятием в различных модификациях с 1994 года. Весы этой серии установлены более чем на двухстах предприятиях Украины, в том числе более 60 весов на станциях УЗ. Они обеспечи-вают высокую точность взвешивания и гарантированное определение перегруженных вагонов. Поэтому наличие весов в пунктах загрузки вагонов с самой простой функцией – взвешивание, поможет предотвратить появление перегруженных вагонов на дорогах УЗ.
Контроль загрузки вагонов по положению цента тяжести
В 1998 году на Крюковском каръере ЮЖД впервые на Украине были установлены весы ВТВ-1СТ, обладающие возможностью определения продольного и поперечного смещения центра тяжести (ЦТ) вагона.
Известно, что между качеством загрузки вагона по перегрузу, положением его ЦТ относительно продольной и поперечной оси, динамикой движения вагона и состава в целом и безопасностью перевозок существует прямая зависимость. Особенно актуален вопрос контроля норм загрузки по указанным параметрам в условиях эксплуатации подвижного состава с повышенной изношенностью и не всегда удовлетворительного состояния верхнего строения пути.

Методика определения продольного смещения центра тяжести системы "вагон-груз" основана на том, что двухплатформенные вагонные весы серии ВТВ-1СТ определяют вес каж-дой тележки Gt1 и Gt2 (например, четырехосный вагон) в отдельности.
Вес вагона определяется по формуле: Gv=Gt1+Gt2/

Разницу нагрузки на тележки соответственно можно рассчитать по формуле: dGt=Gt1-Gt2

Зная базу вагона Lv в миллиметрах, можно получить продольное смещение центра тяжести dL в тех же единицах: dL=(dGt/Gv)*(Lv/2)

Методика определения поперечного смещения ЦТ вагона также основана на возможности аппаратуры весов "Пульсар-92" получать раздельно показания каждого датчика. Выполнив суммирование показаний всех датчиков получим вес вагона Gv , а просуммировав показания датчиков раздельно по левому и правому борту стоящего на весах вагона можно получить разницу нагрузок на левые и правые колеса вагона. Эта разница вызвана поперечным смещением ЦТ вагона dX. Ее можно вычислить по аналогии с продольным смещением по формуле: dX=(Glev-Gprav)/Gv * (1600/2)

В 2002 году по программе УЗ "Облаштування державних кордонiв" началась эксплуатация динамических вагонных весов поосевого взвешивания ВТВ-25ДР2 на пограничных станциях переходов УЗ. В последствии весы этой серии стали устанавливать на станциях перехода смежных дорог УЗ.
Принцип действия весов ВТВ-25ДР2 состоит в том, что в шейку левого и правого рельса пути запрессовываются по два тензометрических датчика на расстоянии 600 мм, которые измеряют перерезывающую силу, т.е. нагрузку от левого и правого колеса оси вагона. Отсутствие разрезов в рельсах позволяет не ограничивать скорость транзитного движения и использовать весы на главных путях.
Методика определения с помощью весов ВТВ-25ДР2 смещений центра тяжести вдоль продольной и поперечной осей вагона основана на том, что при прохождении состава по грузоприемному устройству весов определяется нагрузка на измерительный участок правого и левого рельса от каждого колеса оси всех вагонов состава. Весопроцессор весов запоминает вес оси, определяет оси, принадлежащие одному вагону, и суммирует их, получает вес каждого вагона. Имея в памяти вес каждого колеса вагона, после прохождения состава выполняет ряд арифметических вычислений для получения результатов. Далее приведены, для примера, формулы для четырехосного вагона.

Суммарный вес вагона Gv=(G1+G2+G3+G4)+(G5+G6+G7+G8)=Gt1+Gt2

Gt1=G1+G2+G3+G4

Gt2=G5+G6+G7+G8

Gi - весы i-го колеса,

Gt1 - весы первой тележки,

Gt2 - вес второй тележки.

Разность загрузки между первой и второй тележками вагона – продольная неравномерность загрузки в тоннах. (dG)

dG=Gt1-Gt2

Поперечное смещение ЦТ в миллиметрах (Lsm) определяется следующим образом:

Lsm=800*(Glev-Gprav)/Gv

Glev=G1+G3+G5+G7

Gprav=G2+G4+G6+G8

Разработанная методика определения продольного и поперечного смещения центра тяжести и методика поверки статических и динамических весов для определения погрешностей определения смещений ЦТ вагонов, согласованы соответствующими службами УЗ и "УкрЗалiзСтандарта", как составные части ТУ на статодинамические весы ПУЛЬСАР ВТВ-1СД.
Состояние поверхности катания колесных пар
Одним из признаков изношенности грузового парка вагонов является состояние поверхности катания колесных пар. Наличие дефектов на поверхности катания приводит к возникновению ударных нагрузок, пропорциональных квадрату скорости движения, и разрушающих, как верхнее строение пути, так и вагоны.
Основной метод контроля дефектов состоит в обходе состава с визуальным осмотром поверхности катания колес. Недостатки и архаичность такого метода контроля очевидны.
Ниже представлены графики прохождения колес по мерному участку весов ВТВ-25ДР2, на графике представлено достаточно "благополучное" колесо.

график диагностики железнодоржного колеса

 

На ниже видно, что по мерному участку рельса произошел удар. Из примера можно определить амплитуду удара.

2

При таких ударах, в измерениях могут иметь место участки, где датчики показывают нулевую нагрузку на рельс (в основном на порожних вагонах). Это означает, что от удара колесо "подпрыгивает", отрывается от рельса, т.е. колесо со значительным дефектом уже не катиться а "скачет" по рельсу.
В результирующем протоколе взвешивания состава кроме номера по порядку, веса брутто, количества осей, скорости вагона и неравномерности загрузки, имеется колонка, характеризующая наличие дефекта на той части каждого колеса вагона, которая пришлась на мерный участок весов. Оценка выставляется в диапазоне от 0 до 9 в зависимости от отношения ампли-туды удара колеса при его взвешивании к весу колеса.
Отметим, что длина мерного участка весов ВТВ-25ДР2 составляет 600 мм, а длина развертки поверхности катания колеса превышает 3000 мм. Поэтому эти весы, предназначенные для определения массы вагона и положения его центра тяжести, не могут быть использованы как средство определения дефектов на поверхности катания колес. Приведенные графики являются иллюстрацией тех возможностей тензометрических методов, которые могут обеспечить достоверный результат измерений дефектов колесных пар.
Совместно со службой пути УЗ в 2007 году разработаны ТУ на многоканальную измерительную систему для определения нагрузок на верхнее строение пути при скоростях движения составов до 100 километров в час. Суммарная длина мерных участков измерительной системы более трех метров, что позволит получить "отпечаток" со всей поверхности катания колеса.
Несколько таких измерительных систем, установленных на "оживленных перекрестках" УЗ позволят в короткое время идентифицировать вагоны с недопустимыми в эксплуатации дефектами колес и колесных пар.
Приведенные выше возможности весоизмерительной техники вследствие упредительного характера представляемой измерительной информации могут сыграть положительную роль в обеспечении безопасности движения на дорогах УЗ.

 

Паценкер Б.Л., к.т.н., директор ООО "Пульсар-92"
Григоров Е.В., исполнительный директор ООО "Пульсар-92"

О компании

Саха-пром - небольшая, но ответственная компания.
У нас три направления и четыре продукта. По каждому продукту мы осуществляем полное сопровождение, от проекта до ввода в эксплуатацию.

Блог

Бесфундаментные вагонные весы ВТВ-1СТБ

В предлагаемой статье рассматривается проблема создания бесфундаментных весов для статического и стато-динамического взвешивания железнодорожных...

Возможности весоизмерительной техники

Фирма "Пульсар-92", создана в 1992 году на базе лаборатории автоматизации прочностных испытаний конструкций авиационной и космической техники...

Контакты

Частное предприятие «Саха-пром»
220113, Республика Беларусь, г. Минск, ул. Л. Беды 40

тел. моб.: +375 (29) 651-90-79
тел./факс: +375 (17) 385-69-08
WhatsApp/Viber: +375 (29) 651-90-79

sakhaprom@gmail.com

Back to top