PKV-100装载机电子秤的问题和改进

本文分析了PKV-100装载机电子秤的设计中存在的问题，并结合铁路货运计量管理的要求提出了改进方案。经过改进，已经形成了新一代智能PKV-300M产品，使装载操作更加方便快捷。 ，以更好地满足铁路货运量的计量要求。 1.引言近年来，随着装载机电子秤在中国铁路货运装卸系统中的大量应用，装载数据的准确性和可靠性变得越来越重要，并且操作员越来越追求简单的操作和简便的操作。更高的效率。对于功能丰富，对环境适应性强的产品，其设计原理和结构应满足准确测量的要求，并且要达到的测量方法应与实际铁路相适应。自PKV-100装载机电子秤于2003年在中国铁路行业中应用以来，就准确性和稳定性而言，它已基本满足铁路货运测量的技术要求。 2007年10月，该部门对装载机电子秤“铁路使用”，“轮式装载机装载能力测试仪”的计量验证规程开始实施，铁路测量技术机构开始验证装载机电子秤的单次和累计测量精度等级合格的装载机电子秤可以分别达到2和1，但是产品的操作模式存在缺陷，即操作模式不能完全适应现场条件。芬兰TAMTRON公司近年来对铁道部门提出的产品进行了有效改进，并形成了新一代智能PKV-300M产品，该产品已于2014年在西安铁路局应用。申请了欧洲和中国的发明专利，并于2015年在太原铁路局投入使用。改进的装载机电子秤更适合铁路现场作业的要求，确保铁路运输的安全生产。 2.工作原理2.1系统原理装载机电子秤的工作原理是测量液压活塞两端之间的压力差，使用数学模型软件将压力差转换为重量信号，然后在过程中称重铲材料和连续提升。它是用于自动称量计划散装物料的自动称重仪器。通过动态称重方法，它可以在称量过程中自行指示单个重量和累计总重量。装载机电子秤执行装载机行驶过程中的独特称重功能，适用于无法使用固定电子秤的院子和建筑物。施工现场等场合。装载机的电子秤可用于轮式和履带式装载机。它主要由托架，液压传动装置，位置传感器和动态称重显示器等组成。通常具有打印装置。 2.2提升过程的分析图1是装载机械手的提升示意图。结合图2所示的图表，受动臂的提升角度和装载机本身的倾斜度的影响，所声称的物料重心和提升缸的压力值（缸液压）将发生变化。在动臂提升过程中，由于动臂提升角度的变化，铲斗中物料的重心位置会前后变化，铲斗中物料的质量W（kg）不会变化，但受分力的影响。气缸输出的F值（N）将改变。当装载机以大约0°〜13°（装载机的安全工作角度）的范围以向前和向后的角度进行动臂称重时，货物的重心将由于分力而发生位移。根据杠杆原理，重心的向前运动将导致气缸输出F（N）的值增加，否则F（N）的值将减小。因此，需要在整个系统中安装“角度传感器”为了补偿装载机车辆本身和吊臂的各种角度和位置，同时需要在铲斗上安装位置传感器以限制货物或轨道的重心位置。在PKV-100装载机电子秤的设计中，不仅需要安装用于角度补偿的角度传感器，而且还固定了用于收集测试数据的称重间隔，并且计算并补偿了在称重区域中收集的信号。确保数据收集稳定可靠。尽管这种类型的设计可以使称重中的测量设备的数据满足精度要求，但是由于固定的称重区域限制了提升角度范围和工作模式，因此不便于现场操作。 3.系统组成装载机电子秤通常由三部分组成（以PKV-100为例）：（1）两个压力传感器：用于测量装载机液压系统的压力变化；（2）两个位置传感器：当动臂到达采样角度和采样空间时，将收集液压数据，（3）车载称重显示：计算对称称重数据，并将称重显示在称重显示结果的显示屏上。 4.铁路货运计量要求和主要技术参数4.1铁路货运计量要求（1）根据铁路货车超平衡负荷检测装置使用管理的有关规定，铁路货车的散装货物不得超过卡车的允许重量减少了5吨。铁路超载检测装置检测到的货车超载分为严重和一般两级，作为分析驾驶事故的依据。一般过载大于卡车5t的允许载荷，不超过10t，严重过载大于卡车10t的允许载荷。用于测量铁路货车装载量的装载机的电子秤应符合上述规定。 （2）装载机的电子秤应设法消除驾驶员因操作暂停和换档而引起的提升速度变化的影响，以及车辆行驶时重物颠簸的影响。 （3）仪表自动完成称重，累计工作。在不连续装载的情况下，该仪器可以同时装载多个车厢，供操作员随意切换目标车辆。在称重过程中，驾驶员无需停止动臂或车辆即可确保连续提升和倾倒。 （4）仪器的累积测量方法是在测量稳定高度以上增加翻斗的累积。测得的稳定高度可以由调试人员根据现场实际情况进行设置。当未达到测得的稳定高度时打开或关闭翻斗工具将不会累积数据，但可以显示翻斗中的现有重量。 4.2主要技术参数（1）称重显示分辨率（图像分辨率）：320x240，（2）显示分割值：10kg，20kg，50kg，（3）精度等级：符合JJG（铁路）195-2007验证规定单次测量精度等级精度等级1、2、5，累计测量精度等级0.5、1、2或OIMLY（b）等级，（3）工作电压：（9〜30）VDC，（4）工作温度范围：（-30〜+ 50）℃，（5）传感器测量范围：0〜35Mpa（6）根据装载机型号和参数的不同，装载机电子秤的最大单重范围为：（5〜10）t。 5存在的问题和改进方案5.1 PKV-100装载机电子秤存在的问题（1）电子秤称重区域的位置通常固定在图3中的a和b之间，并且一般称重间隔为α角度范围在α= 5〜10范围内。称重时，装载机受称重区域范围的限制。在高平台或低装载高度的情况下，驾驶员的称重操作会非常不便，并且操作容易出错或因为动臂过高。高倾销造成货物变质。具体操作：在装载高平台时，驾驶员需要将起重臂举起穿过称重区域以称重倾卸斗中的物料，d然后在倾倒前降低臂杆，以避免在倾倒期间倾倒。这样的操作不仅麻烦，延迟时间，而且在操作期间也容易引起错误的数据。 （2）受固定称重区域范围的影响，动臂通过称重区域时，尤其是在颠簸的道路上（例如，动臂通过称重区域时），应使节流阀尽可能保持平稳。秤收集当显示数据时，装载机有过多的颠簸，倾斜或换档引起的驾驶员间歇油门，电子秤很可能被判定为无效操作，需要再次提起秤重。为了避免数据收集过程中的干扰，我们应尽量避免在旅行时称重。 （3）由于装载机工作时液压系统的变化以及操作者在驾驶过程中的操作习惯的影响，称量区域α不能设置得太小。 （4）称量最后一个铲斗的目标重量时，必须反复抬起堆垛以获得目标重量。方法是：抬起物料堆上的吊杆以称量堆中物料的重量，然后根据驾驶员的经验将吊杆降低到称量区域以下，以估计倾倒量，然后再次抬起以确认垃圾箱中的重量是可以接受的。接受重量值，然后将物料倒入火车车厢以完成装载。 （5）在称重或报警错误的情况下，驾驶员必须抬起吊臂，然后再抬起垃圾箱以清除先前的错误报警或错误的数据，否则会影响累计重量的准确性。 （6）对于不同的用户和管理者，仍然缺少仪器的打印，输入和报警功能。 5.2改进计划和效果5.2.1改进计划针对以前产品的不足，改进后设计的PKV-300M装载机电子秤的设计和操作方式的变化如表1和表2所示：（1）改进（2）改善操作方式5.2.2改善效果⑴如图3所示，由于数据收集范围广（靠近动臂的整个提升空间），因此电子秤在举起手臂的过程进行采样，计算和补偿，同时过滤掉错误的数据和信息。如果发生车辆颠簸，速度变化或动臂速度的增减，程序将根据情况自动进行调整，从而减少了错误数据和警报的产生。 ⑵由于使用了多个角度传感器，因此在斜坡上称重时，车辆可以方便地进行角度补偿。前后倾斜角度的最大补偿值可以达到12.5，左右倾斜角度的补偿值可以达到5，这接近装载机操作的安全范围。 （3）程序的修改使得装载机在获取最后一个铲斗的目标重量时，无需像以往一样反复提起重量。在装载最后一个铲斗的目标重量时，驾驶员只需要在铲土后稍稍提起翻斗即可读取铲斗中的重量。它可以根据经验倾倒多余的物料，也可以通过仪表上显示的数字观察倾倒物料的状况（倾倒物料时仪器上会显示剩余重量），然后可以打开装载机到要举升的小车上，省去了重复举升的麻烦，提高了工作效率。 ⑷根据平台的高度或现场的实际情况，可以在调试过程中设置稳定的测量高度值，以免高负载区域影响负载。 ⑸对于没有干净地倾倒或粘在料斗上的物料，臂杆下降时，程序将自动从累计重量中扣除物料，并且累计重量不会因物料粘在料斗上而引起错误。 the称重显示程序中的大多数“信息项”已由制造商在出厂时预先设置，驾驶员可以在使用过程中使用快捷键进行阅读和使用。 ⑺通过使用板载单片机，电子秤改变了以前的从模拟信号传输到数字信号传输，防止了模拟信号在传输过程中受到外部电磁干扰，称重显示设置有密码授权，为不同级别的用户设置了不同的使用权限。以上措施提高了防作弊效果。 ⑻仪器增加了外部扩展空间和辅助功能。它可以通过USB接口连接到蜂鸣器，U盘，视频监控系统，也可以将仪器升级为无线传输设备。辅助管理的“燃料报告”功能还可以帮助车队管理者获取有关车辆运行状态的更多信息。 on现场对改进的装载机电子秤进行了验证，单次测量的准确度等级为1级，累计测量的精确度等级为0.5级。使用PKV-300M装载机电子秤检查铁路货车以测量装载的散装物料，从铁路超平衡负荷检测装置检测到的数据来看，它们在货车的允许负荷范围内，可以更好地满足铁路货运测量要求。