СПОСОБ ВЗВЕШИВАНИЯ РЕЛЬСОВЫХ ОБЪЕКТОВ
METHOD OF WEIGHING RAILROAD VEHICLES

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано для взвешивания транспортных железнодорожных объектов как в статике, так и в движении по железнодорожному пути.
Известны способы взвешивания транспортных железнодорожных объектов, предусматривающие нарушение целостности рельсов железнодорожного пути в месте установки весов, что может быть связано либо с необходимостью разрезания рельсов для выделения изолированного от основного отдельного участка рельса, либо с необходимостью сверления рельсов для установки в полученные отверстия измерительных весовых приспособлений.
Так, в способе, который описан в а.с. SU 1453179 А1, опубл. 23.01.1989, для осуществления взвешивания объектов вырезается отдельный отрезок рельса и концы его устанавливаются на весоизмерительные датчики, которые преобразуют силы, создаваемые весом взвешиваемого объекта, в электрические сигналы, которые затем преобразуются в единицы веса в обрабатывающей аппаратуре. При этом вырезанные участки рельсов с рельсами основного пути не скрепляются ни во время строительства весов, ни во время их эксплуатации. Изменение целостности рельсового пути негативно сказывается на безопасности движения железнодорожного транспорта, а также вызывает значительные трудности при эксплуатации из-за необходимости поддержания требуемой величины зазоров между концами вырезанных рельс весового участка и концами прилегающих к ним основных рельс, т.к. при любом ускорении или торможении движущихся по рельсам объектов железнодорожного транспорта возникает затирание зазоров, что приводит к снижению точности взвешивания и надежности работы взвешивающих средств. Кроме того, наличие подвижных элементов во взвешивающих средствах приводит к снижению точности взвешивания и надежности результатов взвешивания.
В патенте RU 2376559 С1, опубл. 20.12.2009, который принимаем в качестве наиболее близкого аналога изобретения, описан способ взвешивания транспортных железнодорожных объектов, при реализации которого нарушение целостности рельсов железнодорожного пути в месте установки весов не предусмотрено. При осуществлении этого известного способа измерение усилия, приложенного осью колеса транспортного железнодорожного объекта на рельс, производят с использованием рельсовой подкладки, выполненной в виде единой целой конструкции, концентраторы напряжений которой изолированы от внешней среды корпусом рельсовой подкладки, которую устанавливают не менее чем на одной железобетонной шпале или на закладных деталях железобетонного основания для поосного измерения железнодорожного транспорта в движении или статическом режиме. Усилие от подошвы рельса передается на площадку рельсовой подкладки, под которой устанавливают концентраторы напряжений, выполняющие функцию датчика веса. В этом известном способе установка весовых средств вызывает ухудшение надежности железнодорожного пути, т.к. в процессе эксплуатации необходимо периодически поднимать рельсы путем поддомкрачивания для того, чтобы поставить датчик на место или вынуть его. Кроме того, поскольку шпала, на которой смонтированы весоизмерительные датчики, во время эксплуатации может периодически проседать (провисать) и часть взвешиваемой нагрузки будет тратиться на прогиб рельса над провисом, неизбежна потеря точности взвешивания и надежности результатов взвешивания. Другие недостатки известного из патента RU 2376559 С1 способа связаны с ограниченными геометрическими размерами используемых весоизмерительных датчиков (подкладок), что приводит к ограничению грузоподъемности взвешивающих средств, а также с невозможностью применения термоподогрева весовых датчиков (подкладок) из-за их местонахождения при осуществлении взвешивания, что ограничивает температурный диапазон эксплуатации. Наличие же в весоизмерительном датчике движущихся и деформирующихся частей приводит к его быстрому износу и, как следствие, к снижению точности и надежности результатов взвешивания.
Изобретение направлено на устранение отмеченных недостатков указанных аналогов и направлено на повышение точности и надежности результатов взвешивания, расширение эксплуатационных возможностей, при одновременном снижении трудоемкости и материальных затрат, необходимых для осуществления взвешивания транспортных железнодорожных объектов.
Этот результат обеспечивается за счет того, что способ взвешивания транспортных железнодорожных объектов включает измерение усилий с использованием датчиков веса, приложенных осями парных колес транспортного железнодорожного объекта на грузоприемное устройство. В качестве грузоприемного устройства используют отрезки неразрезанных рельсов, размещенных между двумя соседними шпалами, датчики веса устанавливают между соседними шпалами под неразрезанными рельсами. Для исключения провиса рельс над датчиками веса и для создания постоянного предварительного контактного усилия между рельсами и датчиками веса используют домкраты и контролируют величины усилия поджатия датчиков веса к рельсам. Домкраты могут быть размещены между рельсами и датчиками веса, которые при этом размещают или непосредственно на железнодорожном полотне, или на железнодорожном полотне через металлические подкладки, или на железобетонном основании железнодорожного полотна. В случае, когда датчики веса размещают на железнодорожном полотне через металлические подкладки, для каждого датчика веса предусматривают отдельную металлическую подкладку. В случае, когда датчики размещают между домкратами и рельсами, домкраты размещают или непосредственно на железнодорожном полотне, или на железнодорожном полотне через металлические подкладки, или на железобетонном основании железнодорожного полотна, при этом для каждого домкрата предусматривают отдельную металлическую подкладку. Для осуществления визуального контроля величины усилия поджатия датчиков веса к рельсам датчики веса снабжены информационным табло. Датчики веса связывают с весовым терминалом, в котором электрические сигналы с выходов датчиков веса обрабатываются и передаются в регистрирующее устройство. В качестве регистрирующих устройств могут быть использованы персональные компьютеры. Датчики веса размещают таким образом, чтобы проекции их центров совпадали с проекцией центральной оси рельса, под которым они размещены. Между двумя смежными шпалами размещают одну пару датчиков веса, причем, для обеспечения одновременного снятия информации с обоих датчиков пары, их размещают таким образом, чтобы линия, проходящая через их центры, была перпендикулярна продольным осям рельс железнодорожного пути.
Изобретение поясняется с помощью чертежей, где на фиг.1 показана структурная схема установки элементов, используемых для осуществления предлагаемого способа взвешивания транспортных железнодорожных объектов (датчик веса размещен под домкратом на металлической подкладке), на фиг 2 изображено то же, что на фиг.1, но с датчиком веса, размещенным между подошвой рельса и домкратом.
На фиг.1 схематически изображено колесо 1 транспортного железнодорожного объекта, один из пары рельсов 2 железнодорожного пути, шпалы 3, домкрат 4 (обычно винтовой), датчик 5 веса, металлическая подкладка 6, железнодорожное полотно 7, информационное табло 8 датчиков 5 веса. Сами по себе перечисленные средства просты и дешевы в изготовлении, их установка на месте взвешивания не требует нарушения рельсового пути и возможна «в окнах» между составами, т.е. без остановки их движения. Работа указанных средств, необходимых для взвешивания транспортных железнодорожных объектов, не зависит от состояния рельсового пути, по которому они перемещаются. Тип используемых датчиков 5 веса может быть различным, например таким, как описан в патенте RU 2191357 С2, опубл. 20.10.2002, или любым другим, например тензометрическим. В любом случае, геометрические размеры датчиков 5 веса должны быть такими, чтобы они могли поместиться в просвете между подошвой рельсов 2 и железнодорожным полотном 7 с учетом наличия там же домкратов 4 (обычно винтовых).
Для взвешивания транспортных железнодорожных объектов датчики 5 веса устанавливают между соседними шпалами 3 под неразрезанными рельсами 2 в любом месте промежутка между двумя соседними шпалами 3, а для исключения провиса рельсов 2 над датчиками веса 5 и для создания постоянного предварительного контактного усилия между рельсами 2 и датчиками 5 веса используют домкраты 4. При этом величина этого контактного усилия постоянно контролируется по показаниям информационного табло 8. Т.е. с помощью датчиков 5 веса контролируют величины усилия их поджатия к рельсам 2, что обеспечивает точность и надежность результатов взвешивания без применения какого-либо дополнительного оборудования. Для обеспечения лучшего упора датчиков веса 5 или домкратов 4 на железнодорожное полотно под них можно подкладывать металлические подкладки 6. Датчики веса 5 размещают под рельсами 2 таким образом, чтобы проекции их центров совпадали с проекцией центральной оси рельса 2, под которым они размещены, причем, для обеспечения одновременного снятия информации с обоих датчиков 5 веса одной пары, их размещают таким образом, чтобы линия, проходящая через их центры, была перпендикулярна продольным осям рельсов 2.
Взвешивание транспортных железнодорожных объектов осуществляется следующим образом. При наезде колеса 1 транспортного железнодорожного объекта на рельс 2 над датчиком 5 веса нагрузка через домкрат 4 (в том случае, когда домкрат 4 расположен между подошвой рельса 2 и датчиком 5 веса) передается на датчик 5 веса, который вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный весу транспортного железнодорожного объекта, приходящемуся на его колесо 1. При этом влияние провиса рельса 2 над датчиком 5 веса на результаты взвешивания исключено из-за постоянного гарантированного контактного усилия между рельсами 2 и датчиками 5 веса, что обеспечивается с помощью винтового домкрата 4. Т.к. начало процесса провисания рельса 2 сразу будет видно по показаниям на информационном табло 8, это дает возможность немедленного реагирования и компенсации возникающего провисания рельса 2 изменением натяжения соответствующего винтового домкрата 4. С выходов датчиков 5 веса электрические сигналы поступают в весовой терминал (не показано), в котором они обрабатываются и преобразуются в единицы веса, а затем передаются в регистрирующее устройство (не показано), например персональный компьютер, на экран которого может быть выведена и информация о величине постоянного контактного усилия между рельсами 2 и датчиками веса 5.
Таким образом, изобретение в представленной в формуле совокупности его признаков позволяет:
- осуществлять взвешивание объектов железнодорожного транспорта без нарушения целостности железнодорожного пути в месте установки весоизмерительного оборудования ни во время его установки, ни во время эксплуатации;
- упростить эксплуатацию весового оборудования и уменьшить эксплуатационные расходы;
- повысить точность и надежность результатов взвешивания из-за отсутствия перемещений элементов весового оборудования в процессе взвешивания, а также за счет исключения влияния состояния рельсового пути на участке взвешивания;
- позволяет обеспечить условия поверки датчиков 5 веса безгирными способами в движении;
- за счет установки и размещения датчиков веса 5 между шпалами расширяются возможности использования весоизмерительного оборудования по динамическому диапазону, по диапазону температуры окружающей среды и скорости перемещения транспортных железнодорожных объектов при их взвешивании;
- при осуществлении взвешивания не требуется обязательная остановка движения железнодорожного транспорта на период монтажа, установки, ремонта взвешивающих средств.
Кроме того, предлагаемый способ взвешивания транспортных железнодорожных объектов позволяет осуществлять их взвешивание как в статике, так и в движении, поколесное, поосное, потележечное и повагонное взвешивание, позволяет осуществлять центровку взвешиваемого объекта в продольном и поперечном направлениях, а также его развесовку.