ВЕСОПОВЕРОЧНЫЙ КОМПЛЕКС
SCALE TEST COMPLEX

Предлагаемое изобретение относится к весоизмерительной технике, а именно к весоповерочным вагонам, предназначенному для проведения поверки вагонных весов с широким диапазоном взвешивания одним или двумя вагонами на железных дорогах колеи Российской Федерации, стран СНГ, Латвии, Литвы и Эстонии.
Из уровня техники известны следующие решения.
Известен весоповерочный комплекс, содержащий автомобиль с установленным на прицепе фургоном, набор образцовых гирь, автопогрузчик, перевозимый автомобилем, тяговую лебедку и трап в виде наклонных рельсов для погрузки-разгрузки автопогрузчика (Патент RU 2019451 С 1, 15.09.1994).
Известно также мобильное устройство для поверки весов методом наложения гирь, содержащее транспортное средство с расположенными на нем гирями, поворотное устройство и трап (РЖ N 10, 1975, Метрологическая и измерительная техника, с.42-46. - Метрологические проблемы поверки весов).
Недостатком этих устройств является наличие погрузчика для перевозки гирь, что не дает возможности использовать этот комплекс для поверки вагонных весов, большой вес комплекса из-за наличия погрузчика.
Известен также весоповерочный комплекс, содержащий ходовые опоры с кузовом, в верхней части которого закреплена продольная направляющая для перемещения тележки с ходовыми колесами и грузоподъемным устройством, набор гирь, которые установлены в кузове. (RU 2022833 C1, 15.11.1994).
Недостатком этой конструкции является установка комплекса на автомобильном шасси, что не дает возможности эффективно использовать его для поверки вагонных весов. Установка гирь на ложементах усложняет обслуживание, поскольку для точной установки гирь на весах приходить манипулировать только тельфером. Кроме того отсутствуют средства для фиксации гирь со стороны торцовых дверей, что может привести к поломке кузова при резком торможении в процессе движения.
Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения является весоповерочнй комплекс, содержащий кузов, в верхней части которого закреплена продольная балка для перемещения стрелы электротельфера с захватным устройством, набор гирь, которые установлены в кузове. Кузов установлен на раме с железнодорожными тележками и снабжен установленными с возможностью фиксации самоходными весоповерочными тележками, выполненными с возможностью размещения и фиксации на них гирь, а петли каждой торцевой двери выполнены с возможностью поворота двери на угол не меньше 270°, причем кузов выполнен с возможностью фиксации дверей в открытом и закрытом положениях и снабжен средством для фиксации гирь со стороны торцовых дверей (патент RU53006U1, 27.04.2006). Это устройство может быть выбрано в качестве прототипа.
Недостаток аналога заключается в том, что управление стрелой и талью происходит только с помощью панели управления, размещенной в кабине, установленной на стреле, причем остекление кабины занимает не более трети всей боковой поверхности кабины, что влечет за собой небольшую площадь обзора из кабины и невозможность точного позиционирования метрологического оборудования оператором. Также в известном комплексе не предусмотрена механическая защита для элементов освещения вагона, грузоподъемного и метрологического оборудования при движении вагона и при проведении разгрузочных/погрузочных работ.
Техническая проблема, решаемая заявленным комплексом, заключается в необходимости модернизации производственного процесса, обеспечении безопасности для персонала и для оборудования, повышении точности поверки весов.
Техническим результатом заявляемого технического решения является повышение точности при осуществлении разгрузки/ погрузки метрологического оборудования при проведении поверочных работ с обеспечением безопасности работ за счет доработок в части, касающейся управления перемещениями стрелы и тали, а также механизмов грузоподъемного оборудования.
Заявленный технический результат достигается тем, что весоповерочный комплекс, включает шестиосный вагон с распашными торцевыми воротами и средствами освещения с защитными металлическими решетками, и внутри которого к силовым элементам жесткости крыши по оси вагона приварена двутавровая балка стрелы выдвижной, на которой закреплены кабина машиниста с остеклением боковой поверхности, составляющим 0,4÷0,6 суммарной поверхности передней и боковой стенки, электрическая таль с грузоподъемностью 2,0÷4,0 тонны, на которой установлено автоматическое грузозахватное устройство, механизм перемещения стрелы, включающий два мотор-редуктора, расположенных согласно Фиг. 2 и механизм перемещения тали, при этом механизмы перемещения стрелы и тали соединены проводным способом с пультом управления на тали, а также с модулем управления, соединенным с радиопередатчиком, установленным на стреле, который беспроводным способом соединен с пультом управления, включающим 1-2 джойстика, 4-12 кнопок, при этом стрела фиксируется при транспортировке комплекса посредством узла крепления, включающего талреп и петлю, надеваемую на крюк стрелы, в нижней части вагона расположена, по меньшей мере, одна цельнометаллическая гиря со скобой в середине, при этом гиря размещена на базе, представляющей собой площадку, приваренную к полу вагона, имеющая конические выступы, соответствующие коническим пазам, выполненным в нижней части гири, а по краям площадки выполнены ограждения с ферменными конфигурациями, приваренные к боковым стенкам вагона, также в нижней части вагона размещены две весовые контрольные тележки, каждая из которых имеет раму, установленную на двух колесных осях, закрепленных в дуговых опорах-башмаках, приваренных к полу вагона; на кузове вагона в верхней части которого закреплена продольная балка для перемещения стрелы и электротельфера с автоматическим грузозахватным устройством и набор гирь, В частном случае осуществления изобретения средства освещения представляют собой светодиодные светильники, установленные на боковых стенах вагона и имеющие защиту от механических повреждений в виде металлических решеток.
В частном случае осуществления изобретения средства освещения включают два аварийных аккумуляторных светодиодных светильника в рабочей части вагона, зарядка батарей которых осуществляется при работе дизель-генераторной установки или подключении вагона к внешней сети 380 В.
В частном случае осуществления изобретения на стреле установлены бесконтактные индукционные концевые выключатели и механические упоры, предназначенные для ограничения движения стрелы и тали.
В частном случае осуществления изобретения в нижней части вагона размещено 39 цельнометаллических гирь (без инертных наполнителей) массой 2000 кг каждая и корзина с 50 гирями массой 20 кг каждая.
В частном случае осуществления изобретения каждая весовая контрольная тележка имеет массу 2000 кг, одна из которых установлена в средней части вагона, а другая - возле распашных торцевых ворот.
В частном случае осуществления изобретения стрела при транспортировке комплекса фиксируется посредством трех узлов крепления.
В частном случае осуществления изобретения на установочной площадке пола вагона расположены двухтонные гири, каждая из которых имеет в верхней части два симметрично расположенных подгоночных углубления, закрытых крышкой с отверстием посередине, в котором размещена верхняя часть скобы, нижние части которой вмонтированы в корпус гири, при этом гири по краям закрепляются стяжными винтами с контргайками, а верхние винты, расположенные ближе к распашным воротам имеют удлиненную конструкцию (330-350 см), которая обеспечивает надежное крепление верхних гирь и не допускает их поперечного перемещения.
Помимо проводного пульта управления механизмами перемещения стрелы, тали и грузозахватного приспособления, в предлагаемом решении предусмотрена возможность управления стрелой, талью и автоматическим грузозахватным приспособлением оператором с помощью пульта дистанционного управления, имеющего джойстики и кнопки. За счет того, что в случае управления пультом дистанционного управления оператору нет необходимости находиться в кабине, а есть возможность управлять стрелой, талью и автоматическим грузозахватным приспособлением вне вагона (на расстоянии до 100 метров от стрелы), обеспечивается точное позиционирование груза при подъеме/перемещении/опускании/захвате гири. Узлы крана свободно перемещаются, скорость их движения не замедляется, так как оператор прекрасно видит окружающую территорию и лучше ориентируется, чем при нахождении в кабине, а также оператор может перемещаться по объекту и контролировать работу грузоподъемного оборудования с разных позиций. Кроме того, плавность и точность перемещения стрелы обеспечивается двумя мотор-редукторами, вместо одного. Таким образом, перемещение груза осуществляется по оптимальной траектории, под полным контролем оператора. При этом безопасность для оператора вне кабины, а также для самого оборудования, обеспечивается повышенной грузоподъемностью тали, защитными металлическими решетками на светодиодных светильниках, что исключает их случайное повреждение и падение осветительных элементов с креплений, в том числе, на оператора. Увеличенное остекление кабины машиниста (0,4÷0,6 боковой поверхности в сравнении со стандартным остеклением до 0,3) обеспечивает лучший обзор для оператора грузоподъемного оборудования в случае необходимости работы из кабины.
Далее решение поясняется ссылками на фигуры, на которых приведено следующее.
Фиг. 1 - общий вид весоповерочного комплекса.
Фиг. 2 - стрела выдвижная.
Фиг. 3 - весовая контрольная тележка.
Фиг. 4 - гиря.
Фиг. 5 - установочная площадка с гирями.
Фиг. 6 - установочная площадка для весовых контрольных тележек.
Фиг. 7 - узел крепления стрелы.
ВПВ-135К (фиг. 1) спроектирован на базе шестиосного вагона, оборудованного типовыми тягово-ударными приспособлениями и тормозной системой.
Кузов ВПВ-135К представляет собой сварную металлическую конструкцию, вместо одной торцевой стены смонтирована двухстворчатая распашная дверь. На одной из боковых стен кузова имеется входная дверь и лестница.
Внутри кузова ВПВ-135К на балке двутаврового сечения, приваренной к усиливающим элементам потолка по оси вагона, установлена стрела выдвижная (4). По двутавровой балке стрелы выдвижной перемещается таль (18), на которой установлено автоматическое грузозахватное устройство (12) На стреле смонтирована кабина (3) машиниста.
В головной части (левой) кузова установлен дизель электрогенератор (13), комплект путейного инструмента и приспособлений (15), шкаф бытовой (16), шкаф силовой (17).
На полу вагона, на двух оборудованных площадках, уложены 39 образцовых гирь (1) массой 2000 кг каждая, корзина с гирями 20 кг в количестве 50 штук. (5).
ВПВ-135К укомплектован двумя весовыми контрольными тележками (2) массой 2000 кг, одна из которых установлена в средней части кузова, а другая - возле распашных торцевых ворот.
ВПВ-135К не имеет окон, поэтому предусмотрено искусственное рабочее освещение от десяти светодиодных светильников, установленных на боковых стенках кузова. Светильники имеют защиту от механических повреждений в виде металлических решеток.
Также средства освещения включают два аварийных аккумуляторных светодиодных светильника в рабочей части вагона, зарядка батарей которых осуществляется при работе дизель-генераторной установки или подключении вагона к внешней сети 380 В. Плафоны аккумуляторного освещения (2 шт.) расположены на боковых стенках вагона.
Для освещения рабочей площадки используется светодиодный прожектор.
Противопожарные средства состоят из четырех огнетушителей (14), в том числе ручной углекислотный ОУ - 2 шт; воздушно пенный ОВП - 1 шт; порошковый ОП - 1 шт.Огнетушители установлены на боковой стене внутри кузова.
Все съемное и передвижное оборудование (гири, весовая контрольная тележка, стрела и др.) перед движением ВПВ-135К в составе поезда закрепляется крепежными элементами (6-10).
Кабели питания ВПВ-135К и ГСП укладываются с помощью кабелеукладчиков (11) расположенных у входной двери и распашных ворот.
Метрологическое оборудование ВПВ-135К включает в себя:
- груз специализированный передвижной ГСП (далее - ГСП) - 2 компл.;
- гири 2000 М1, - 39 шт;
- гири 20 М1, - 50 шт в корзине;
- килограммовый набор гирь (1-20) - 2 компл.
Вспомогательное оборудование ВПВ-135К включает в себя:
- стрелу выдвижную (далее - стрела) с кабиной машиниста;
- автоматическое грузозахватное приспособление (далее - АГП);
- таль электрическая.
Стрела выдвижная (4) предназначена для перемещения грузов массой до двух тонн вдоль продольной оси внутри весоповерочного вагона и за его пределами.
Стрела (фиг. 2) представляет собой сварную металлоконструкцию с самостоятельным приводом передвижения и кабиной. Стрела подвешивается на балке из двутаврового профиля, приваренной по оси вагона к силовым элементам крыши. На балке стрелы установлена таль (18). Стрела с электрической талью позволяет осуществлять перемещение грузов массой 2,0÷4,0 т внутри вагона вдоль его продольной оси и за его пределами на расстояние до 3,4 м.
Передвижение стрелы осуществляется двумя мотор - редукторами (19) 0,75 кВт; 1420 об/мин (или аналогичными) со встроенным тормозом и открытой двухсторонней зубчатой передачей, расположенными согласно схемы фиг. 2. Выходные зубчатые колеса открытой передачи связаны с приводными ходовыми колесами. Прямолинейность движения обеспечивается двумя опорными роликами и поддерживающим роликом. Движение стрелы ограничено бесконтактными индукционными (или аналогичными) выключателями и механическими упорами. Фиксация стрелы во время движения вагона осуществляется талрепами.
На тали Т105 (или аналогичной) установлено автоматическое грузозахватное устройство (20). Движение тали по стреле ограничено механическими концевыми выключателями и механическими упорами.
Кабина (3) оператора закреплена на стреле. Рама кабины сварная, обшита тонколистовой сталью. Задняя стенка кабины сплошная, передняя стенка и одна боковая стенка имеют остекление, которое составляет 0,4-0,6 суммарной поверхности передней и боковой стенки. Пульт управления - дистанционный (переносной), также предусмотрен проводной пульт управления, связанный с приводами механизмов перемещения стрелы, тали и автоматического грузозахватного приспособления.
Управление осуществляется с проводного пульта управления или с дистанционного пульта управления. Проводной пульт выполнен в виде закрытого электротехнического корпуса с кнопками управления. Дистанционный пульт управления выполнен в виде закрытого электротехнического корпуса с переключателями управления (два джойстика и/или от 4 до 12 кнопок), что позволяет оператору самому, «с земли» или из кабины, управлять краном. На пультах также имеются аварийные кнопки и могут быть расположены кнопки для сигнальных команд. Пульт действует на расстоянии от оператора до приемника в пределах 100 метров. При этом радиоприемник монтируется непосредственно на кране, вблизи управляемого оборудования. Пульт дистанционного управления же находится в руках у оператора крана, когда он работает, или, например, висит на шее или на поясе, пока тот его не использует. Оператор имеет возможность управлять краном одной рукой. Радиочастоты подобраны так, чтобы не создавать помех другому оборудованию, система управления краном имеет собственный частотный диапазон с кодированием, например, на 415÷483MHz. Пульт дистанционного управления запитан от батареек или от аккумуляторов.
Кроме пульта дистанционного управления и приемника, система включает в себя модуль управления стрелой (часто совмещенный с приемником в одном корпусе), который подключается к приводам, и служит связным элементом между электроникой и приводными двигателями стрелы. Система управления стрелой представляет собой систему управления группой реле, которые коммутируются по командам, подаваемым оператором с пульта, и принимаемым приемником. Питание приемника и модуля управления осуществляется от сети переменного тока.
Автоматическое грузозахватное устройство предназначено для автоматического захвата двухтонной гири, корзины с набором 20-ти кг гирь и весовых контрольных тележек, используемых при калибровочных и поверочных работах на вагонных весах.
Конструктивно автоматическое грузозахватное устройство представляет собой клещевидную пару захватывающих крюков с электромагнитным приводом для надежного захвата рукоятки образцовой гири массой 2000 кг (или контрольной тележки), при этом гиря своим весом замыкает крюки так, что их раскрытие исключено. Величина раскрытия крюков регулируется изменением положения корпусов электромагнитов.
Автоматическое грузозахватное устройство монтируется на тали Т105 (или аналогичной).
Управление автоматическим грузозахватным устройством осуществляется с помощью джойстиков и кнопок, расположенных на дистанционном пульте управления или кнопок на проводном пульте управления.
Контрольная весовая тележка (фиг. 3) используется при проведении испытаний при поверке вагонных весов на железнодорожном транспорте в составе весоповерочных вагонов и представляет собой агрегат, оборудованный приводным модулем с мотор-редуктором, включающим частотный преобразователь, исключающий резкое торможение тележки при ее движении и резкий старт и автоматический тормоз. Питание осуществляется от сети ВПВ-135К гибким кабелем, подключаемым к разъему в коробке, закрепленной на раме. Верхняя часть платформы тележки покрыта настилом (23), на котором установлены конусные фиксаторы для центровки гирь.
Рама (22) опирается на две ходовые оси колесных пар (21). Привод смонтирован на раме тележки.
Контрольная весовая тележка имеет полость для точной подгонки массы.
Двухтонная гиря, представляет собой параллелепипед с утопленной в верхней плоскости скобой для перемещения, являющейся составной частью гири. С обоих сторон в верхней части гири имеются подгоночные полости для точной подгонки массы и сохранения центра тяжести. Подгоночные полости закрываются стальными крышками, при этом форма полости и конструкция пробок исключают возможность проваливания крышки.
Корзина для размещения гирь 20 кг.
Корзина представляет собой сварную металлоконструкцию в виде параллелепипеда с размерами не более 2304*454*432, изготовленной из стали; в средней части корзины имеется скоба для захвата корзины автоматическим грузозахватным устройством. Для фиксированной установки корзины в нижней части имеются отверстия, которые совпадают с установочными конусами, приваренными к силовым элементам пола вагона.
Корзина предназначена для укладки при транспортировании пятидесяти штук двадцати килограммовых гирь.
ВПВ-135К оборудован:
-приводом передвижения стрелы;
-приводом передвижения тали;
-приводом подъема груза тали;
- приводом захвата груза автоматическим грузозахватным устройством.
Кроме того, в вагоне имеются две весовые контрольные тележки, оборудованные электроприводами.
Гири размещены согласно схеме (13, фиг. 1).
Гири устанавливают в три яруса на установочные подкладки между ограждениями.
Гири размещены на базах, представляющих собой площадки (26), приваренные к полу вагона, имеющие конические выступы, соответствующие коническим пазам, выполненным в нижней части гири, а по краям площадки выполнены ограждения (27) с ферменными конфигурациями, приваренные к ребрам жесткости боковых стен вагона. Ограждения, приваренные к каркасным элементам кузова вагона, обеспечивают дополнительную защиту от сдвигов.
Гири по краям закрепляются стяжными винтами (24) с контргайками (25), а верхние винты, расположенные ближе к распашным воротам имеют удлиненную конструкцию (330-350 см), которая обеспечивает надежное крепление верхних гирь и не допускает их поперечного перемещения.
Установочной базой (28) для контрольных весовых тележек являются дуговые опоры-башмаки, обеспечивающие точность установки и предотвращающие продольный сдвиг тележек при движении вагона. Опоры приварены к силовым элементам пола вагона. В конструкции опор предусмотрен замок (29) с рукоятью (30), а на раме тележки - ответная пластина. Закрытие замков обеспечивают дополнительную защиту от сдвигов. Замки, крепящие тележки, представляют собой замки шпингалетного типа и обеспечивают надежную фиксацию телег без возможности сдвига в любой плоскости.
Стрелу крепят к стенам вагона с помощью трех узлов крепления (фиг. 7), включающие талреп (31), петлю, накидываемую на крюк стрелы (33) и крепление к стене вагона (32). Натяжение выполняется талрепами.
Применяется комплекс следующим образом.
Вагон транспортируют к месту поверки весов. Открывают боковую дверь вагона. Включают вспомогательное освещение. Подключают кабель к внешнему источнику питания 380 В. При необходимости приводят в рабочее состояние дизель электрогенератор Kubota J 310 (или аналог) и производят его запуск. Включают освещение внутри вагона. Открывают торцевые двери, после раскрытия закрепляют двери крючками к кузову с наружной стороны вагона. Откручивают винты узла крепления гирь. Открывают замок узла крепления весовой контрольной тележки. Ослабляют талрепы узлов крепления стрелы.
Из кабины машиниста или «с земли» с помощью пульта дистанционного управления управляют талью и автоматическим грузозахватным устройством, цепляют посредством грузозахватного устройства и поднимают весовую контрольную тележку, выдвигают стрелу из вагона и устанавливают тележку на рельсы.
Устанавливают корзину с гирями на освободившееся место на площадке для установки контрольной весовой тележки в вагоне.
Подключают электропитание контрольной весовой телеги. Управляя талью и автоматическим грузозахватным устройством, цепляют и поднимают первую от ворот гирю, выдвигают стрелу из вагона, опускают гирю на весовую контрольную тележку с центровкой по отверстиям.
Во избежание опрокидывания тележки установку гирь необходимо начинать от середины к краям платформы тележки.
Устанавливают на весовую контрольную тележку необходимое количество гирь.
Погрузку гирь производят в следующем порядке:
- подъем гири;
- передвижение стрелы;
- передвижение тали;
- установка гири на контрольную весовую тележку.
При погрузке гирь в весоповерочный вагон работу производят в следующем порядке:
- подъем гири;
- передвижение тали;
- передвижение стрелы;
- установка гири в вагон.
Аналогичным образом производят снятие с вагона второй тележки и нагружение гирями. Подключение второй тележки к электропитанию возможно после отключения электропитания от первой тележки.