新型“翻车机电子衡”称重装置

本发明属于衡器称重技术。

翻车机电子衡是为翻车机配备的称量铁路敞车货重的装置。本发明的液压顶升称重方式解决了翻车机装设衡器的关键问题。

液压顶升称重系统由电动机、油泵、油缸、油箱、液压站、油管和传感器电子计量系统组成。见图1：（图中标记：1、敞车;2、秤台;3、传感器;4、油缸;5、底梁）该系统除电子计量系统外，其余都安装在翻车机底梁上，数个油缸串联连接，分别设置在翻车机底梁两边梁上，传感器安装在油缸活塞杆顶部。在不称重时，油缸活塞杆处于零位，即初始位置;当称重时，油缸活塞在压力油作用下上升，将传感器顶起，接触秤台并使秤台上升至秤台滚轮脱离支承梁为止，秤台处于水平静止位置，秤台和秤台上的货物重量全部作用在传感器上进行称重;称重后，油缸活塞杆下降至初始位置，卸货时，该系统随翻车机翻转175°。

目前称量敞车货重的衡器主要有两种类型：动态电子轨道衡和翻车机电子衡。动态电子轨道衡装于铁路上，一般要求在秤台台面两端各有25米左右的刚性整体道床，台面两端一般各有50～100米平直段铁路，因此，受到厂址条件限制。动态电子轨道衡为保证称量精度，对车辆过衡速度均有要求，一般为3～10公里/小时，这需要机车辅助过衡作业，因此，增加了机车设备运行、维修和管理等费用。动态电子轨道衡秤台安装在基坑内，增加了土建投资。而本发明的称重装置装设在翻车机本体上，即将翻车机卸货与货车的称量合为一体，因此，不需要建造秤台基坑和机车过衡作业，每台节约投资约240万元，当厂址狭窄，专用铁路线无法装设动态电子轨道衡时，装设翻车机电子衡是更为理想的称量方式。

在国外，也有在翻车机上加设衡器的，如美国H&P公司生产的转子式翻车机，它将电子秤台板镶嵌在平台支承结构内，这种安装方式，使秤台固定更加困难，传感器必须承受冲击荷载，它影响传感器使用寿命和称量精度。而本发明所用液压顶升秤台的称重方式，在不称重时，传感器与秤台脱离，不承受货车进入翻车机时产生的冲击荷载，称重时，秤台被顶起，处于水平静止位置，既保护了传感器又能保证在稳态下称重，提高了称量精度。

翻车机电子衡秤台是利用原翻车机平台经过改造而成。秤台既要用于称量货物，也要随翻车机翻转175°卸料、恢复水平位置和车辆进入翻车机时秤台水平方向定位。秤台通过各种机构与翻车机其余部分和基础发生联系，这些机构是保证秤台在翻车后复位所必须的，它与秤台有相互作用力，减小并稳定这些外力在一定范围内，才能做到称量准确，这是翻车机电子衡达到计量标准的关键，为此，设计了翻车机电子衡“复位弹簧箱”和翻车机电子衡“秤台水平定位顶杆”。

复位弹簧箱和秤台水平定位顶杆在设计中应用的力学原理是相同的，见计算示意图2：（图中标记：6、滚动圆柱体;7、迴转轴;a、外力;b、摩擦力;o、迴转中心;c、迴转半径;d、迴转轴半径;e、迴转动力）它相当于一个滚动的圆柱体（或球体），当秤台在垂直方向有运动或运动趋势时，e的计算：

e＝b

bc＝aud

b＝ (aud)/(c)

即：e＝ (aud)/(c)

其中u为滑动（或滚动）摩擦系数。因为 (d)/(c) 很小，所以e很小。

复位弹簧箱是秤台与翻车机摇臂联系的机构，见图3：（图中标记：8、压缩弹簧;9、球面伸缩杆;10、迴转支座;11、秤台定位平面;12、翻车机摇臂;M、迴转中心;f、迴转轴半径;g、球面半径）球面伸缩杆的球面一端安装在秤台上，并且与秤台定位平面接触，迴转支座一端安装在翻车机摇臂上。球面伸缩杆以M为迴转中心，球面伸缩杆的球面与秤台定位平面相切，切点与迴转中心M点的连线为一水平线，该连线垂直于秤台定位平面，因此，通过点M作用于秤台的力是垂直于秤台定位平面的力，即水平方向力，因为力的方向不因秤台水平方向和垂直方向的位移而变化，无垂直方向分力，即没有秤台顶升方向的分力，所以不影响称重精度。

本设计是称重精度达到计量标准的关键，由于有了这种装置，使称量误差大大减小，其精度高于一般动态电子轨道衡。

在车辆进入翻车机时，车辆对秤台有作用力，使秤台在y方向产生位移，见图5，为了在y方向固定秤台并在称重时减小和消除外力对称量精度的影响，设计了秤台水平定位顶杆。

该装置是秤台两端与翻车机基础之间联系的机构。见图5，（图中标记：N、迴转中心;P、圆柱面半径;13、基础挡轮;14、圆柱面水平顶杆;15、秤台;16、弹簧）秤台水平定位顶杆的迴转中心N点一端安装在秤台上，圆柱面水平顶杆的圆柱面一端与基础挡轮接触，圆柱面与基础挡轮相切，切点与迴转中心N点的连线为一水平线。当车辆进入秤台时，秤台两端的水平顶杆限制了秤台y方向的位移，见图5，力的作用线通过切点与迴转中心N点的连线，即该力为一水平力，因为力的方向不因秤台水平方向和垂直方向位移而改变，无垂直方向分力，所以对称量精度无影响。

翻车机电子衡“复位弹簧箱”和“秤台水平定位顶杆”可应用于如下场合：即物体需要在x、y方向有约束，先允许在z方向产生位移或有位移趋势，并且要求x、y方向约束对运动方向只产生很小的，基本 稳定的外力，见图5，所以对于有类似上述约束要求的机械，均可达到很好的效果，例如可用于各种动态或静态秤台的定位。