АВТОМОБИЛЕРАЗГРУЗОЧНЫЙ ВЕСОВОЙ КОМПЛЕКС
VEHICLE OFF-LOADING AND WEIGHING SYSTEM

Изобретение относится к весоизмерительной технике и предназначено для использования при взвешивании зерновых продуктов на предприятиях по заготовке, хранению и переработке зерна.
В настоящее время известные устройства для взвешивания автотранспорта включают, как правило, грузоприемное устройство в виде прямоугольной жесткой платформы, опертой по углам на весоизмерительные датчики, как, например, весы для взвешивания автомобилей по патенту РФ №1809323, содержащие грузоприемную платформу с балками, опирающимися через весоизмерительные датчики колонного типа на основания, вмонтированные в фундамент [1].
Недостатком этих конструкций является наличие инструментальной погрешности, присущей датчикам данного типа. Кроме того, при реальных габаритах устройства и реальном диапазоне рабочих температур температурные деформации платформы могут создавать смещение опорных узлов датчиков силы, искажающие показания весов. Главным же недостатком известных автомобильных весов является то, что для определения веса груза производят раздельное последовательное взвешивание автомобиля, т.е. сначала взвешивается автомобиль с грузом на автомобильных весах, затем автомобиль перемещается на автомобилеразгрузчик, а затем автомобиль без груза снова взвешивают на весовой платформе. Это требует наличия дополнительных территорий, оборудования и затрат времени на раздельное взвешивание автомобиля с грузом и без груза. Кроме того, после заезда на территорию предприятия перед взятием пробы на качество зерна перед пробоотборником снимают полог. Дальнейшее передвижение автомобиля по территории происходит со снятым пологом, при этом возможны потери сыпучего груза, в частности зерна.
Из уровня техники известны весы, комбинированные с транспортными средствами, например, по авт. свидетельству СССР №1052879 [2], патенту РФ №2395062 [3], патенту РФ №2373501 [4].
Однако известные комбинированные весы не предназначены для взвешивания автотранспортных средств с сыпучими материалами с одновременной разгрузкой через открытый борт при приемке на предприятиях по заготовке, хранению и переработке зерна.
Основным средством механизации выгрузки зерна и других сыпучих грузов из бортовых автомобилей и автопоездов являются автомобилеразгрузчики. Наибольшее распространение получили стационарные автомобилеразгрузчики с платформой типа АВС-50, предназначенные для механизированной выгрузки зерна из автомобилей различных моделей через открытый боковой борт. Автомобилеразгрузчик АВС-50 состоит из следующих основных узлов: платформа; привод; трансмиссионные валы; несущие элементы в виде опор балочного типа; страхующие устройства; пульт управления. Механизм наклона платформы либо механический, либо гидравлический (см. http://www.grtrans.ru/index.php?option=comcontent&view=article&id=48:2010-02-26-13-00-8&catid=6:2010-02-24-16-44-53&Itemid=).
Из источников в сети Интернет (см. сайт http://www.amr23.ru/product/19. ООО Научно-производственное предприятие «Агромашрегион», Краснодарский край, г. Гулькевичи) известен комбинированный комплекс ГРАНД-РМБ [5], предназначенный для взвешивания в статике с отображением результатов на цифровом табло и одновременной разгрузкой автотранспортных средств через открытый боковой борт с сыпучими материалами. Комплекс совмещает в себе автомобильные весы и автомобилеразгрузчик типа АВС-50, установленные на одной раме. В известном комплексе автомобилеразгрузчик с подъемно-опрокидывающим устройством установлен на грузоприемной платформе весов, опирающейся через весоизмерительные датчики колонного типа на основания, вмонтированные в фундамент приямка. Недостатками такой конструкции являются: повышенная материалоемкость конструкции; вероятность возникновения погрешности в показании весов в связи с возможностью засыпки зерном и грязью узлов датчиков силы, расположенных в приямке, а также погрешности, вызванной тем, что на весах взвешивают не только груженый автомобиль, но и автомобилеразгрузчик; неудобный доступ для обслуживания датчиков силы и опорных узлов, расположенных в приямке; невозможность реконструкции существующих ABC без существенных переделок для использования в упомянутом комплексе.
По совокупности признаков комбинированный комплекс ГРАНД-РМБ [5] принят в качестве наиболее близкого аналога.
Техническим результатом заявляемого изобретения является уменьшение материалоемкости и упрощение конструкции; улучшение условий эксплуатации; возможность реконструкции существующих ABC без существенных переделок для использования в заявляемом автомобилеразгрузочном весовом комплексе.
Заявляемый результат достигается за счет того, что в автомобилеразгрузочном весовом комплексе, содержащем весовую платформу, автомобилеразгрузчик с подъемно-опрокидывающим устройством и тензометрические весоизмерительные датчики, размещенные в опорных узлах, согласно изобретению, весовая платформа установлена на подъемно-опрокидывающем устройстве автомобилеразгрузчика на опорных узлах тензометрических силоизмерительных датчиков, причем датчик размещен горизонтально и установлен в верхней и нижней опорах опорного узла. Верхняя опора своим основанием закреплена на нижней части весовой платформы, а нижняя опора своим основанием закреплена на несущем элементе подъемно-опрокидывающего устройства автомобилеразгрузчика, при этом верхняя опора представляет собой горизонтальный шарнир, ось которого установлена перпендикулярно продольной оси тензометрического весоизмерительного датчика.
При этом тензометрический весоизмерительный датчик является балочным, двухсторонним, двухопорным.
При этом верхняя опора состоит из основания, разъемного корпуса с крышкой и горизонтальной цилиндрической оси, и содержит отверстие для размещения тензометрического весоизмерительного датчика.
При этом основание и крышка снабжены центрирующими уступами, обеспечивающими взаимное положение крышки и основания.
При этом нижняя опора состоит из двух опорных элементов, в которых зафиксирован датчик.
При этом опорные элементы содержат ребра жесткости.
При этом опорные узлы датчиков силы верхними опорами закреплены по углам весовой платформы.
Ниже приведены чертежи, иллюстрирующие заявляемое изобретение.
Фиг.1 - схема автомобилеразгрузочного весового комплекса в положении статики.
Фиг.2 - схема автомобилеразгрузочного весового комплекса в положении выгрузки.
Фиг.3 - схема опорного узла автомобилеразгрузочного весового комплекса.
Фиг.4 - схема опорного узла, вид А.
Фиг.5 - схема опорного узла, вид Б.
Фиг.6 - схема верхней опоры.
Перечень позиций, приведенных на фигурах 1-5:
1 - фундамент автомобилеразгрузчика;
2 - рама автомобилеразгрузчика;
3 - автомобилеразгрузчик;
4 - весовая платформа;
5 - опорный узел тензорезисторного датчика;
6 - грузовой автомобиль;
7 - несущий элемент автомобилеразгрузчика;
8 - подъемно-опрокидывающее устройство;
9 - горизонтальная цилиндрическая ось опорного узла;
10 - тензорезисторный силоизмерительный датчик;
11 - корпус опоры;
12 - нижняя опора;
13 - основание верхней опоры;
14 - основание нижней опоры;
15 - крышка корпуса верхней опоры;
16 - отверстие для размещения силоизмерительного датчика;
17 - центрирующие уступы;
18 - опорные элементы;
19 - ребра жесткости.
Заявляемый автомобилеразгрузочный весовой комплекс АВК (фиг.1) содержит весовую платформу 4, являющуюся грузоприемным устройством комплекса и установленную на опорных узлах 5 тензорезисторного датчика 10 на несущем элементе 7 автомобилеразгрузчика 3. Весовая грузоприемная платформа устанавливается взамен штатной платформы автомобилеразгрузчика. В качестве автомобилеразгрузчика может быть использован стационарный автомобилеразгрузчик типа АВС-50 (см. http://www.grtrans.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=48:2010-02-26-13-00-38&catid=6:2010-02-24-16-44-53&Itemid=), предназначенный для механизированной выгрузки зерна из автомобилей различных моделей через открытый боковой борт, со снятой собственной весовой платформой. Автомобилеразгрузчик 3 содержит несущий элемент 7, выполненный в виде несущих балок, на которые установлена весовая платформа 4; подъемно-опрокидывающее устройство 8; раму 2. Подъемно-опрокидывающее устройство 8 может иметь либо механический, либо гидравлический приводы.
Весовая платформа 4 установлена на несущем элементе 7 автомобилеразгрузчика 3 на опорных узлах 5 тензометрических весоизмерительных датчиков 10. Тензометрический весоизмерительный датчик 10 имеет горизонтальное размещение и является балочным двухсторонним двухопорным тензорезисторным датчиком. В качестве такого датчика могут быть использованы тензодатчики балочного типа, например QSF-A Loadcell компании Keli (http://www.kelisensor.ru/english/productlist466e.html?classcode=1150) с параметрами:
диапазон нагрузок от 5000 до 35000 кг;
степень защиты оболочкой IP68;
рабочий диапазон температур: -50…+50°С;
допустимая перегрузка в течение не более 1 часа, % от НПИ - 25;
разрушающая нагрузка, % от НПИ - 300;
материал датчика - конструкционная сталь;
или тензодатчики балочного типа, например H9D, изготовитель компания ZHONGHANG ELECTRONIC MEASURING INSTRUMENTS CO. LTD (ZEMIC), КНР (http://www.zemic.ru/catalog/rasd1/detail.php?ID=1109) с диапазоном нагрузок от 50-75 Klb.
Или двухопорная балка среза Модель 9203 компании Vishay (http://www.symmetron.ru/suppliers/vishay/tenzometers/vishay-revere.pdf):
- материал: нержавеющая сталь;
- класс защиты IP67;
- сертификат FM";
- диапазон нагрузок до 75 Klb.
Опорный узел 5 (фиг.3, 4, 5) состоит из верхней 11 и нижней 12 опор.
Верхняя опора 11 своим основанием 13 закреплена на нижней части весовой платформы 4, а нижняя опора 12 своим основанием 14 закреплена на несущем элементе 7 подъемно-опрокидывающего устройства автомобилеразгрузчика.
Верхняя опора 11 представляет собой вилку, установленную перпендикулярно продольной оси тензометрического весоизмерительного датчика 10. Горизонтальная цилиндрическая ось 9 шарнира установлена в верхней опоре 11 перпендикулярно продольной оси тензометрического весоизмерительного датчика 10.
Верхняя опора выполнена в виде разъемного корпуса с основанием 13 и крышкой 15 и содержит отверстие 16 для размещения датчика 10. Шарнир образован основанием 13 и крышкой 15 верхней опоры и цилиндрической осью 9. Ось 9 представляет собой стальной закаленный штифт, установленный впотай в корпусе верхней опоры (фиг.4, 6). Он позволяет компенсировать линейное температурное расширение весовой платформы и передает вертикальную нагрузку от весовой платформы на тело датчика.
При этом основание 11 и крышка 15 снабжены центрирующими уступами 17 (фиг.6), обеспечивающими определенное взаимное положение крышки 15 и основания 11 для обеспечения равномерного зазора между датчиком 10 и отверстием для размещения датчика 16.
Нижняя опора 12 состоит из двух опорных элементов 18, в которых зафиксирован датчик 10. Опорные элементы снабжены ребрами жесткости 19. Опорные узлы 5 датчиков 10 верхними опорами 13 закреплены по углам весовой платформы 4. Опорные узлы датчика 10 позволяют производить подъем и наклон автотранспорта при выгрузке, восстанавливая весовую платформу в исходное состояние при возвращении подъемно-опрокидывающего устройства в горизонтальное положение.
Работа заявляемого комплекса
Весовую платформу 4 устанавливают на подъемно-опрокидывающее устройство 8 автомобилеразгрузчика, например АВС-50, взамен штатной платформы автомобилеразгрузчика. Благодаря конструкции опорных узлов установки тензодатчиков эта установка требует минимальных монтажных работ на автомобилеразгрузчике. Не требуется изготовление нового фундамента, как в прототипе (фундамент электронных весов прототипа представляет собой железобетонную фундаментную плиту с толщиной бетонного слоя 30-40 см; в местах установки весовых датчиков ставят столбы, уходящие на глубину промерзания грунта зимой, для предотвращения проседания; под слоем бетона располагают слои песка и гравия).
Взвешивание груженого автомобиля осуществляется при въезде автомобиля 6 с грузом на весовую платформу 4. Под воздействием измеряемого усилия происходит деформация датчиков 10, которая преобразуется в электрический сигнал, пропорциональный прилагаемым нагрузкам. Сигнал от датчиков 10 поступает через соединительные кабели в аналого-цифровой преобразователь, где осуществляется его последующее преобразование и отображение в цифровом виде веса на табло индикатора (не показаны).
При выгрузке (фиг.2) весовую платформу 4 с установленным на ней автомобилем наклоняют при помощи подъемно-опрокидывающего устройства 8 (например, с механическим приводом, состоящим из электродвигателя, редуктора, горизонтальных валов, передающих крутящий момент на сегменты, которые шарнирно соединены с платформой и осуществляют наклон весовой платформы; привод смонтирован на раме).
При этом опорные узлы датчика 10 позволяют производить подъем и наклон автотранспорта при выгрузке, восстанавливая весовую платформу в исходное состояние при возвращении подъемно-опрокидывающего устройства в горизонтальное положение. После выгрузки подъемно-опрокидывающее устройство возвращает автомобиль на весовой платформе в исходное положение. Датчик 10 подает сигнал, информирующий о новом значении нагрузки. Вес автомобиля без груза отображается на табло индикатора. По показателям веса автомобиля с грузом и без груза вычисляется вес самого груза.
Таким образом, происходит одновременное взвешивание и разгрузка автомобиля.
Весовая платформа по заявляемому изобретению благодаря разработанным опорным узлам установки тензодатчиков устанавливается на подъемно-опрокидывающее устройство автомобилеразгрузчика без существенных (или с минимальными) переделок конструкции взамен штатной платформы автомобилеразгрузчика. При реконструкции устанавливается на существующую платформу автомобилеразгрузчика. При этом:
1. полностью исключается возможность засыпки зерном и грязью узлов тензодатчиков и, как следствие, недостоверность показаний веса.
2. Удобный доступ для обслуживания тензодатчиков и опорных узлов.
3. Возможность проведения реконструкции АВС-50 для установки весовой платформы без переделки фундамента автомобилеразгрузчика.
4. Снижается материалоемкость комплекса (по сравнению с существующими аналогами).
5. По сравнению с аналогичными устройствами повышается механическая устойчивость и, соответственно, надежность конструкции.
Из уровня техники не выявлены технические решения с заявленной совокупностью существенных признаков.
Заявляемое изобретение может быть использовано при взвешивании зерновых продуктов при приемке на предприятиях по заготовке, хранению и переработке зерна (элеваторы, механизированный ток и зерновые площадки, крупяные и зерноперерабатывающие предприятия), предприятиях по отгрузке и перевалке зерна.
Источники информации
1. Патент РФ №1809323 Весы для взвешивания автомобилей.
2. Авторское свидетельство СССР №1052879 Устройство для взвешивания груза в бункере машины. Опубликовано: 07.11.1983.
3. Патент на изобретение РФ №2395062 Способ информационного обеспечения процесса загрузки транспортного средства и транспортное весовое устройство для его осуществления. Опубликовано: 20.07.2010.
4. Патент на изобретение РФ №2373501 Способ и устройство для взвешивания груза транспортного средства. Опубликовано: 20.11.2009.
5. Интернет-ресурс http://www.amr23.ru/product/19. Комбинированный комплекс для взвешивания и разгрузки ГРАНД-РМБ, опубликовано 29.12.2010, - наиболее близкий аналог.