对半小跨度称量式无基础轨道衡的制作方法

本实用新型涉及动态铁路货车计量设备，可以对铁路货车进行不停车、不摘钩连续自动称重计量，尤其涉及无基础轨道衡。

背景技术：

送往转炉炼钢厂的高炉铁水是通过轨道衡或铁水罐车载秤进行计量，但要对由火车运载的每个铁水罐中进行铁水定量装载和控制铁水外溢，在上述两处的衡器上是无法实现的。那么有没有既能对高炉出铁产量进行统计考核，同时又能对铁水罐中的铁水，为配合炼钢生产工艺需要而主动提前进行定量控制呢，高炉出铁口下面安装轨道衡或在运送铁水的每个车辆上安装车载秤就能实现这一功能。但后者因要在每辆车上都安装车载秤（而且包括备车），往往投资大可靠性差而不实用，而在高炉出铁口下面安装轨道式传感器组成的轨道衡是最近一、二年来的举措。

在高炉出铁口下安装轨道衡有许多形式：①塞轨式传感器；②轨垫式传感器；③截面与轨一样的所谓轨道式传感器；④单台面传统静态轨道衡；⑤双台面静态轨道衡；⑥轨傍式称重传感器。本方案推选的称重形式是③轨道式传感器。前①②二种秤体形式因传递力的路径不清晰，导致测量精度不高（1~5%以上），而③那种需要断轨后把传感器串接在轨道中，对基础要求和断轨后中间部分轨应特殊设计和制作，才能保证安全可靠。第④种是传统的静态轨道衡，但因大梁长、跨度大自重就重，造价高和需深坑基础，在高炉铁水口下它的弊端很多。而第⑤种的秤体形式，因采用双台面浅基坑结构，大梁的跨度短自重轻造价低，可组装成积木化模块式秤体，有利于维护时更换。某些铁水脱硫轨道衡和废钢轨道衡均采用了这样的结构，使用效果不错。但因高炉铁水口下，当铁水意外外溢事故发生时，因为有基坑铁水很容易倾倒入基坑里，会造成整个秤报废的可能，同时造价也相应较高。第⑥种轨傍式称重传感器，是安装在高炉铁水口的车辆轮子下。因传感器依傍安装在两根轨道内侧边上，又因设计的传感器承载高度是严格控制在轮缘平滑过渡进入传感器中心部位处时，正好车轮与轨道上平面离缝2~3mm。此时，被称的铁水罐及铁水重量是由车架传递至车轮，再由车轮通过轮缘传递到传感器中心部位。正因为通过轮缘压到传感器中心部位时，正好是车轮与轨道上平面分离，做到了可不断轨进行称重。但因称重时需由轮缘爬升5mm左右后再由轮缘承载进行称重，若安装不好存在轮子偏离轨道而滑下的弊端。其次是重达百吨的负载由车轮的轮缘承载，对安全部门的安全确认存在严重的风险挑战。

因在高炉出铁口的铁水装载区下安装的轨道衡，存在意外发生铁水漏罐或外溢事故时，造成轨道衡被铁水浇固损毁的风险。要做到轻微溅溢铁水时轨道衡应能长期保持正常工作并满足精度要求，而发生意外铁水漏罐和严重的外溢事故时应尽量少损坏传感器。即使损坏了也要求能快速更换和修复。

中国实用新型专利公开号CN2178888公开了柔性轨道式传感器称重仪，它包括测量系统(3)、由成对普通传感器相连而成的测量仪(1)、设在测量仪(1)上方带弹性槽(6)的压头面(2)、测量仪(1)与钢轨配套的轨道式基础底座(4)以及测量仪(1)两端与轨道连接处的柔性槽(5)等。该轨道式传感器称重仪只需将轨道截去四段或六段乃至更多段，根据车轮对数相应而定，将本实用新型分别安装于其中，只要被测物体落入有效计量段的任一位置就可准确测量出其重量。但该实用新型存在无法对车轮准确定位，导致传感器接收到的数据不准确，且由于是整体称量，当称量较长的车厢时或是车轮对数较多时需要安装大量传感器，增加安装成本，另外该轨道式传感器称重仪仍然依附在混凝土基础道床上，建设费用高，建设周期长；中国实用新型专利公开号CN2533456公开了无基础断轨自动轨道衡，主要由机械称量台面、称重传感器、接 线盒、称量转换仪表、称重管理软件、计算机和打印机等几部分组成。其中机 械称量台面直接安放于经过分层夯实的渣石道床上，两端与铁路引线轨连接， 即完成了机械称量台面的安装。机械称量台面由直接安放于铁路渣石道床上的钢结构整体基础框架，安装固定于基础框架之内的轨道衡称重部分、限位部分、过渡器组成，由于轨道衡基础框架底部具有足够的面积，解决了基础下沉问题，故不用修建混凝土基础道床，节省了建设费用和时间，但是该轨道衡依然是整体称量，需要有较大的基础框架，且该轨道衡之下的渣石道床需要分层夯实，与渣石接触部分要有足够的面积，才能保证承受冲击载荷时机械称量台面不下陷，轨道衡基础框架建设费用高，建设周期长的问题依然未能解决。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是现有的轨道衡由于要对待称量的车厢整体称量，轨道衡要么需要较多的传感器来对应每个轮对，传感器无法对每个轮对准确定位，要么需要较大的面积承受冲击载荷，轨道衡下方的混凝土基础道床/渣石道床需要足够坚固才能保证轨道衡不下陷，延长了建设周期，增加了建设成本，为此提供一种对半小跨度称量式无基础轨道衡。

本实用新型的技术方案是：对半小跨度称量式无基础轨道衡，它包括安放在渣石道床上的与铁轨固接的基础框架、位于基础框架顶部两端的过渡轨、位于基础框架顶部间隔分布的若干传感器和将过渡轨、传感器连为一体的连接轨，所述传感器的个数与待称量的车厢的车轮个数的一半一致，所述传感器的顶部为最低点位于传感器中心的弧形，与传感器邻接的过渡轨/连接轨的邻接部分具有弧形延伸部，所述弧形与弧形延伸部形成连续的弧形定位槽。

上述方案中所述弧形的最低点深6-8mm，弧形定位槽的弧长为800±5mm。

上述方案中所述弧形的弧长为400±5mm，弧形延伸部的弧长为200mm。

上述方案中所述传感器的电缆敷设在基础框架内，所述基础框架的外侧开设有电缆出线口。

上述方案中所述过渡轨通过压块固接在基础框架上。

上述方案的改进是所述过渡轨上安装有防爬销。

对半小跨度称量式无基础轨道衡的应用，其用于称量装载高炉铁水的车厢，所述车厢包括前轮对和后轮对，所述前轮对和后轮对关于车厢中心对称分布。

本实用新型的有益效果是因轨道式传感器是桥式承载形式的传感器，受力点越中心其精度就越高。受力点有效称量段可达到400mm，能保证秤精度0.5-1%。一般轮子定点在传感器中心±25mm内时能保证精度0.05~0.1%。正因为如此，我们设计的传感器上平面为圆弧面，传感器的中心处是称量承载部位，车辆在非刹车状态下能利用车辆自重的重力作用，由弧形延伸部自动滑向弧形的最低点，巧妙地解决了桥式传感器需定位很准时，才能进行较高精度称重的难题。因高炉铁水口下定量装载铁水的精度要求不高，为了减小成本，又利用铁水是液体的缘故，我们采用只称重半部车辆的对半称量方式，减少了传感器的数量，降低了建设成本，本实用新型无需混凝土基础框架，未经夯实的渣石道床都可以作为基础，由于整体跨度小，轨道衡不会受到较大的冲击载荷，降低了对道床的要求。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型使用状态示意图；

图中，1、基础框架，2、过渡轨，3、传感器，4、连接轨，5、弧形延伸部，6、弧形定位槽，7、电缆出线口，8、压块，9、防爬销。

具体实施方式

下面结合附图 ，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

如图1、2所示，本实用新型包括安放在渣石道床上的与铁轨固接的基础框架1、位于基础框架顶部两端的过渡轨2、位于基础框架顶部间隔分布的若干传感器3和将过渡轨、传感器连为一体的连接轨4，所述传感器的个数与待称量的车厢的车轮个数的一半一致，所述传感器的顶部为最低点位于传感器中心的弧形，与传感器邻接的过渡轨/连接轨的邻接部分具有弧形延伸部5，所述弧形与弧形延伸部形成连续的弧形定位槽6。

实施例1：对半小跨度称量式无基础轨道衡，它包括安放在渣石道床上的与铁轨固接的基础框架、位于基础框架顶部两端的过渡轨、位于基础框架顶部间隔分布的若干传感器和将过渡轨、传感器连为一体的连接轨，过渡轨通过压块8固接在基础框架上，所述传感器的个数与待称量的车厢的车轮个数的一半一致，可以是如图1所示的六个，所述传感器的顶部为最低点位于传感器中心的弧形，弧形的最低点深6mm，与传感器邻接的过渡轨/连接轨的邻接部分具有弧形延伸部，所述弧形与弧形延伸部形成连续的弧形定位槽，弧形定位槽的弧长为795mm，其中弧形的弧长为395mm，弧形延伸部的弧长为200mm。

实施例2：与实施例1的区别在于弧形的最低点深7mm，弧形定位槽的弧长为805mm，其中弧形的弧长为405mm。

实施例3：与实施例1的区别在于弧形的最低点深8mm，弧形定位槽的弧长为795mm，其中弧形的弧长为395mm。

实施例4：与实施例1-3的区别在于过渡轨上安装有防爬销9以防止过渡轨窜动。

上述实施例可以根据需要任意结合，只要得到的技术方案不冲突都属于本实用新型的保护范围。

对半小跨度称量式无基础轨道衡的应用，其用于称量装载高炉铁水的车厢，所述车厢包括前轮对和后轮对，所述前轮对和后轮对关于车厢中心对称分布。由于前轮对和后轮对关于车厢中心对称分布，车厢的重量均匀的被前轮对和后轮对承担，所以对半称量成为了可能。前轮对的轮对数可以是2个、3个、4个或者更多，相应的传感器的对数也随之改变。

经过试验发现，当弧形的最低点深6-8mm，弧形定位槽的弧长为800±5mm（其中弧形的弧长为400±5mm，弧形延伸部的弧长为200mm）时是最佳方案，如果弧形的最低点深度超过8mm，对自由状态下的车辆回位进入传感器中心点越有利，但对车辆来说，启动时需作爬坡的坡度就越陡，消耗的动能就越多，如果弧形的最低点深度低于6mm时，轮对容易相对于传感器中心发生偏移，导致测量误差较大。

对半小跨度称量式无基础轨道衡的称量方法，它包括以下步骤：装载高炉铁水的车厢减速沿着铁轨靠近基础框架，车厢的前轮对滑入对应的弧形定位槽内，并最终使得前轮对中的每个轮对的重心定位在传感器的中心，实现对车厢的对半称量，得到的数据乘以2就是整体车厢的重量。