ВРЕЗНЫЕ ВЕСЫ ДЛЯ ВЗВЕШИВАНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ И АВТОПОЕЗДОВ В ДВИЖЕНИИ И С ПООСНОЙ ОСТАНОВКОЙ

Полезная модель относится к весоизмерительной технике и предназначена для использования при взвешивании автомобилей и автопоездов в движении и с поосной остановкой.
Известны весы для взвешивания автомобилей в движении и с остановкой, содержащие весоприемную платформу, опирающуюся на датчики веса (Заявка США №2013/0220709 «System and method for weighing vehicles in motion», МПК G01G 19/02, August 129, 2013, Trakhimovich Michael).
Недостатком этих весов является отсутствие усилений краев весовой ямы, в которой находится весоприемная платформа. Ударные нагрузки на края весовой ямы, неизбежные при заезде и съезде осей автомобиля, приводят к деформации ее краев, выкрашиванию. Это, в свою очередь, вызывает дополнительные колебания автомобиля или автопоезда, т.е. увеличивает погрешность взвешивания.
Наиболее близким к полезной модели по совокупности существенных признаков, т.е. прототипом, является опубликованная заявка №95101655, 16.02.1995 на изобретение «Автомобильные весы для поосного взвешивания», G01G 19/02, авторы Степаненко Ю.П. и Исаев К.В., по которой 27.02.1996 был выдан патент на изобретение №2055453 «Автомобильные весы для поосного взвешивания».
Примечание составителя. В патенте, выложенном в реестре патентов ФИПС, не удалось найти описания и чертежей, а в заявке эти материалы есть. Поэтому приведены обе ссылки.
В прототипе описаны врезные весы, содержащие весоприемную платформу, размещенную в весовой яме, и опирающуюся на датчики веса, при этом верхняя плоскость весоприемной платформы расположена вровень с верхними краями весовой ямы и поверхностью дорожного покрытия.
Недостатком прототипа является большая погрешность взвешивания в движении, обусловленная колебаниями автомобиля и его элементов во время проезда по весам. Эти колебания вызваны возникновением в ходе эксплуатации неровностей дороги при подъезде к весам и при съезде с весов - колейностью, гребенкой, выкрашиванием покрытия и т.п.
Вследствие образования колеи возникает разновысотность весоприемной платформы и примыкающих к ней участков дорожного покрытия. Весоприемная платформа «выпирает» из дороги, и наезжающие колеса бьют по ее краю, что вызывает колебания автомобиля, увеличивающие погрешность взвешивания.
По мере увеличения числа прошедших через весы автомобилей «разбитость» дороги возрастает, и, соответственно, все больше и больше увеличивается погрешность взвешивания.
Амплитуда колебаний нагрузки при проезде по весоприемной платформе зависит от степени неровности дороги, от скорости проезда и может доходить до 40% от статической нагрузки (Степаненко Ю.П., Исаев К.В. и др. Ростов-на-Дону. Научно-исследовательская и производственно-внедренческая фирма «Тензор». Система дорожного контроля СДК. Ам. Руководство по эксплуатации. СДК.Ам-01-000-000 РЭ, 2006. Таблица параметров режима проезда ТС).
При поосной остановке для взвешивания отдельно каждой оси с последующим суммированием результатов разновысотность весоприемной платформы и примыкающих к весовой яме участков дорожного покрытия приводит к наклонам шасси автомобиля или автопоезда, наклонам и перекосам тележек. В результате общий вес автомобиля по разному, непредсказуемо, перераспределяется между осями, что также увеличивает погрешность.
Погрешность применяемых в таких весах датчиков веса обычно составляет 0,2-0,5% и менее, что пренебрежимо мало по сравнению с погрешностью от колебаний автомобиля. Поэтому примыкающие к весам участки дороги фактически являются важными частями весов, определяющими их точность и долговечность.
Различие в прочности и износостойкости металлической или бетонной весоприемной платформы, с одной стороны, и прочности и износостойкости примыкающего к ней дорожного покрытия, с другой стороны, по мере эксплуатации приводит к возрастанию силы ударов осей по весоприемной платформе, что существенно уменьшает срок службы весов и снижает точность взвешивания.
Полезная модель направлена на устранение отмеченных недостатков, т.е. на увеличение срока службы весов и на повышение точности взвешивания.
Указанные технические результаты достигаются тем, что во врезные весы для взвешивания автомобилей и автопоездов в движении и с поосной остановкой, содержащие весоприемную платформу, размещенную в весовой яме, и опирающуюся на датчики веса, при этом верхняя плоскость весоприемной платформы расположена вровень с верхними краями весовой ямы и поверхностью дорожного покрытия, в примыкающие к весовой яме участки дорожного покрытия со стороны наезда взвешиваемых автомобилей и автопоездов и со стороны съезда взвешиваемых автомобилей и автопоездов введены по два антиколейных укрепляющих элемента, продольные оси которых параллельны направлению движения взвешиваемых автомобилей и автопоездов, верхние части антиколейных укрепляющих элементов расположены вровень с поверхностью дорожного покрытия.
Расстояние между продольными осями антиколейных укрепляющих элементов удовлетворяет соотношению:
кэ
ср
K=αK,
где обозначено:
кэ
K - расстояние между продольными осями антиколейных укрепляющих элементов, мм,
ср
K - среднее значение колеи парка взвешиваемых автомобилей и автопоездов, мм,
α - безразмерный коэффициент, изменяющийся в пределах 0,5-1,6.
Ширина каждого антиколейного укрепляющего элемента удовлетворяет неравенству:
кэ
макс
B≥βB,
где обозначено:
кэ
B - ширина антиколейного укрепляющего элемента, мм,
макс
B - максимальное значение ширины пятна контакта шины с дорожным покрытием для односкатной оси парка взвешиваемых автомобилей и автопоездов при номинальной нагрузке автомобиля, мм,
β - безразмерный коэффициент, изменяющийся в пределах 1,5-4,0.
Длина каждого антиколейного укрепляющего элемента удовлетворяет неравенству:
кэ
авт
L≥γL,
где обозначено:
кэ
L - длина каждого антиколейного укрепляющего элемента, мм,
авт
L - среднее расстояние между первой и последней осями парка взвешиваемых автомобилей и автопоездов, мм,
γ - безразмерный коэффициент, изменяющийся в пределах 0,5-4,0.
Антиколейные укрепляющие элементы врезных весов для взвешивания автомобилей и автопоездов в движении и с поосной остановкой могут быть выполнены в виде набора брусьев Т-образного сечения, П-образного сечения, набора брусьев уголкового сечения, в виде набора двутавров, в виде набора швеллеров, набора труб, наборы гнутых профилей П-образного сечения. Также могут быть использованы одиночные брусья.
Сущность полезной модели иллюстрируется фиг. 1, на которой показана схема врезных весов для взвешивания автомобилей и автопоездов в движении и с поосной остановкой, вид сбоку с разрезом дорожного покрытия, и вид сверху. На виде сверху взвешиваемый автомобиль не показан.
Врезные весы для взвешивания автомобилей и автопоездов в движении и с поосной остановкой содержат весоприемную платформу 1, размещенную в весовой яме 2, и опирающуюся на датчики 3 веса, при этом верхняя плоскость 4 весоприемной платформы 1 расположена вровень с верхними краями 5 весовой ямы 2 и поверхностью 6 дорожного покрытия 7.
Электрический сигнал с датчиков 3 веса поступает на электронную аппаратуру (на чертеже не показана).
В примыкающие к весовой яме 2 участки 8 и 9 дорожного покрытия 7 со стороны наезда взвешиваемых автомобилей и автопоездов, и со стороны съезда взвешиваемых автомобилей и автопоездов введены по два антиколейных укрепляющих элемента 10, продольные оси 11 которых параллельны направлению 12 движения взвешиваемых автомобилей и автопоездов. Верхние части антиколейных укрепляющих элементов 10 расположены вровень с поверхностью 6 дорожного покрытия 7.
кэ
ср
кэ
ср
Расстояние 13 между продольными осями 11 антиколейных укрепляющих элементов 10 удовлетворяет соотношению K=αK, где обозначено: K - расстояние 13 между продольными осями антиколейных укрепляющих элементов, мм, K - среднее значение колеи парка взвешиваемых автомобилей и автопоездов, мм, α - безразмерный коэффициент, изменяющийся в пределах 0,5-1,6.
кэ
макс
кэ
макс
Ширина 14 каждого антиколейного укрепляющего элемента 10 удовлетворяет неравенству B≥βB, где обозначено: B - ширина антиколейного укрепляющего элемента 10, мм, B - максимальное значение ширины пятна контакта шины с дорожным покрытием для односкатной оси парка взвешиваемых автомобилей и автопоездов при номинальной нагрузке автомобиля, мм, β - безразмерный коэффициент, изменяющийся в пределах 1,5-4,0.
кэ
авт
кэ
авт
Длина 15 каждого антиколейного укрепляющего элемента 10 удовлетворяет неравенству L≥γL, где обозначено: L - длина каждого антиколейного укрепляющего элемента 10, мм, L - среднее расстояние 16 между первой и последней осями парка взвешиваемых автомобилей и автопоездов 17, мм, γ - безразмерный коэффициент, изменяющийся в пределах 0,5-4,0.
В качестве основы для выполнения антиколейных укрепляющих элементов 10 могут быть использованы замоноличенные в дорожное покрытие наборы брусьев Т-образного сечения, брусьев уголкового сечения, двутавров, швеллеров, труб, наборы гнутых профилей П-образного сечения и т.п.
Полезная модель работает следующим образом.
Взвешиваемый автомобиль или автопоезд 17 проезжает через весоприемную платформу 1 в направлении 12 последовательно, одна ось за другой. Проезд взвешиваемого автомобиля или автопоезда 17 осуществляется с остановкой каждой оси на весоприемной платформе 1, или без остановки, в режиме непрерывного проезда. На чертеже у автомобиля показаны три оси, но устройство взвешивает автомобили и автопоезда с произвольным числом осей.
При наезде каждой оси на весоприемную платформу 1 вес «P» взвешиваемого автомобиля или автопоезда 17 передается на датчики 3 веса, электрический сигнал с которых поступает на электронную аппаратуру (на чертеже не показана), преобразующую этот сигнал в форму, нужную пользователю весов.
По мере проезда каждой оси взвешиваемого автомобиля или автопоезда 17 электронная аппаратура (на чертеже не показана) измеряет ее вес, и, просуммировав веса всех осей, вычисляет полный вес взвешиваемого автомобиля или автопоезда 17.
В случае проезда взвешиваемого автомобиля или автопоезда 17 с поосной остановкой на весоприемной платформе 1 процесс измерения происходит таким же образом.
Колеса взвешиваемого автомобиля или автопоезда 17 при проезде по весоприемной платформе 1, или при поосной остановке на ней, не попавшие на весоприемную платформу 1, находятся на антиколейных укрепляющих элементах 10. Поскольку верхние части антиколейных укрепляющих элементов 10 расположены вровень с поверхностью дорожного покрытия 8 и 9, при наезде колес на весоприемную платформу 1 не возникает ударных нагрузок, раскачивающих взвешиваемый автомобиль или автопоезд 17, что повышает точность взвешивания. Двух- или трехосные тележки взвешиваемых автомобилей и автопоездов 17 заезжают на весоприемную платформу 1 ровно, т.е. не происходит снижающего точность «задирания» одной оси относительно другой. Тележки проходит весоприемную платформу 1, сохраняя горизонтальное положение.
Поскольку верхняя плоскость 4 весоприемной платформы 1 расположена вровень с верхними краями 5 весовой ямы 2 и поверхностью 6 дорожного покрытия 7, тележка идет ровно, без подпрыгиваний, и не возникает колебаний автомобиля и его узлов, не происходит нежелательного перераспределения нагрузки между осями тележки. Все это повышает точность взвешивания. Также не возникает ударных нагрузок, увеличивающих погрешность взвешивания и снижающих срок службы весов.
Экспериментально определены соотношения геометрических размеров элементов, входящих в весы. Выполнение требований по соотношению указанных размеров необходимо для достижения технических результатов - увеличение срока службы весов и повышения точности взвешивания.
кэ
ср
кэ
ср
Расстояние 13 между продольными осями 11 антиколейных укрепляющих элементов 10 удовлетворяет соотношению K=αK, где обозначено: K - расстояние 13 между продольными осями антиколейных укрепляющих элементов, мм, K - среднее значение колеи парка взвешиваемых автомобилей и автопоездов, мм, α - безразмерный коэффициент, изменяющийся в пределах 0,5-1,6.
Выполнение этого соотношения обеспечивает возможность пропуска через весы практически всего парка эксплуатируемых автомобилей и автопоездов 17.
кэ
макс
кэ
макс
Ширина 14 каждого антиколейного укрепляющего элемента 10 удовлетворяет неравенству B≥βB, где обозначено: B - ширина антиколейного укрепляющего элемента 10, мм, B - максимальное значение ширины пятна контакта шины с дорожным покрытием для односкатной оси парка взвешиваемых автомобилей и автопоездов при номинальной нагрузке автомобиля или автопоезда, мм, β - безразмерный коэффициент, изменяющийся в пределах 1,5-4,0. Выполнение этого неравенства обеспечивает возможность пропуска через весы автомобилей и автопоездов 17 с односкатными, двухскатными и трехскатными осями.
кэ
авт
кэ
авт
Длина 15 каждого антиколейного укрепляющего элемента 10 удовлетворяет неравенству L≥γL, где обозначено: L - длина каждого антиколейного укрепляющего элемента 10, мм, L - среднее расстояние 16 между первой и последней осями парка взвешиваемых автомобилей и автопоездов 17, мм, γ - безразмерный коэффициент, изменяющийся в пределах 0,5-4,0. Выполнение этого неравенства обеспечивает возможность подбора производительности взвешивания при заданной погрешности. Чем больше значение параметра «γ», тем больше времени взвешиваемый автомобиль или автопоезд 17 находится на ровном участке при наезде, проезде и съезде с весов. Поскольку на ровном участке дороги не возникает колебаний, взвешиваемый автомобиль или автопоезд 17 можно пропустить через весы с большей скоростью, не увеличивая погрешность взвешивания. Это повышает производительность взвешивания.