敞開式專用砝碼車建標系統(tǒng)的研制

張守謙 上海鐵路局科研所

敞開式專用砝碼車建標系統(tǒng)的研制

張守謙 上海鐵路局科研所

介紹敞開式專用砝碼車建標裝置的設計思想、設計結(jié)構、設計功能及研制意義。在當前檢衡車資源缺乏的情況下，為鐵路貨車超偏載檢測裝置（以下簡稱：超偏載）、路用自動軌道衡（以下簡稱：路用衡）的使用中檢驗、期間核查及汽車衡、吊鉤秤、鉤頭秤的檢定提供了一種補充方案。

敞開式；砝碼車；檢測

1 引言

近年來，鐵路貨運安全越來越受到重視，鐵路總公司與各鐵路局不斷加大貨運安全設備方面的投入。在鐵路貨運計量安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)中，超偏載和路用衡不斷在全路各編組站及貨場內(nèi)安裝使用。這些設備在檢測貨物裝載狀態(tài)，確保鐵路運輸安全方面起著極為重要的作用。但隨之而產(chǎn)生的是數(shù)量如此之多的設備的檢測和校準問題。由于國家軌道衡計量站配屬的檢衡車數(shù)量有限，只能滿足上述計量設備常規(guī)年檢的需要。而日常超偏載和路用衡運用中發(fā)現(xiàn)問題，如更換主要部件或受道床和外界因素影響，均會影響其檢測數(shù)據(jù)的準確性。在這種情況下，需要對維護過的超偏載和路用衡進行檢測校準。因此研制敞開式專用砝碼車建標裝置具有十分迫切的重要意義。

2 設計方案

2.1 設計思想

應用全金屬C70敞車作為專用砝碼車載體，裝載加固接近70t固態(tài)物質(zhì)，到準確度等級高于0.1%的靜態(tài)軌道衡上進行比對，建立臨時標準質(zhì)量的專用砝碼車，經(jīng)過路局運輸部門報批，以路用車輛名義在局管內(nèi)對各貨運站的超偏載、路用衡作檢測調(diào)試及校準復核使用。

2.2 設計功能

（1）超偏載檢測調(diào)試

使用敞開式專用砝碼車檢測超偏載，可用門吊在兩只設有九宮格的砝碼框架中的一只或兩只的一側(cè)吊走 (2-3)t砝碼，即可完成偏載、偏重設置，可方便地對超偏載進行檢測調(diào)試。

（2）路用衡檢測調(diào)試

在專用砝碼車中砝碼均衡安置的情況下可以對路用衡進行檢測調(diào)試。

（3）汽車衡、吊鉤秤、鉤頭秤檢定調(diào)試

把大質(zhì)量砝碼分二部分安置在上述砝碼車內(nèi)。一部分近期未檢定的砝碼整齊排放在砝碼車的兩端作為整車配重質(zhì)量，另一部分經(jīng)過檢定的專用砝碼車安置在特制的砝碼框架（且須配重標定）中用以汽車衡、吊鉤秤、鉤頭秤的檢定。

使用敞開式專用砝碼車建標裝置可滿足汽車衡、吊鉤秤、鉤頭秤的檢定，檢測過程較T7、T6FK檢衡車（用于檢定靜態(tài)軌道衡的專用車）方便，極大地提高了工作效率，降低了檢定工作成本。檢定汽車衡時應用貨場龍門吊或汽車吊可方便地用起吊鋼絲繩吊起敞開式專用砝碼車內(nèi)4只特制砝碼框架，根據(jù)實際需要可組合、可復合成不同的標準質(zhì)量（總計有M12等級砝碼60t，另加4只特制砝碼框架），運送至汽車衡并應用局部替代法來檢定100t、80t、50t、30t的汽車衡。檢定40 t、30t、20t龍門吊鉤頭秤或吊鉤秤時可直接分滿量程40t及20t、10t、1t4個稱量點直接起吊經(jīng)組合、復合的特制砝碼框架（含砝碼），大大提高了操作安全性和檢定效率。

為了達到檢定汽車衡、吊鉤秤、鉤頭秤的量傳條件，車載的60t砝碼及4只特制砝碼框架由上海市計量測試技術研究院進行檢定，其準確度達到M12等級（1/10000），根據(jù)量傳過程中計量標準器高于被傳遞裝置3倍準確度的要求，本系統(tǒng)砝碼準確度可以滿足汽車衡、吊鉤秤、鉤頭秤商用級秤準確度等級要求。

2.3 設計結(jié)構

（1）專用車砝碼兩端各放置9t、中間放置10t砝碼，嵌入砝碼框架之間用于固定位置（見圖1）。

（2）每只特制砝碼框架設置9個重心點，分別放置9只1 t砝碼，四邊用工字鋼包圍，下方設計4只牛腿作承重和吊裝鋼絲繩懸臂梁，其中2只中間設置九宮格，用以吊裝砝碼實現(xiàn)超偏載檢測設偏用（見圖2）。

（3）車廂底部設置防滑橡膠墊，防止砝碼框架側(cè)滑，前后兩側(cè)正好嵌入敞車車邊位置。

圖1 砝碼安放示意圖

圖2 砝碼框架示意圖

3 測量不確定度評定

3.1 概述

（1）測量方法：將專用砝碼車在數(shù)字指示軌道衡上用直接比較法測量。

（2）環(huán)境條件：4h溫度變化≤5℃；相對濕度≤80%。

（3）被測對象：專用砝碼車，總質(zhì)量為86770kg。

（4）測量標準：數(shù)字指示軌道衡，Max=100000kg，e=d=20 kg，n=5000。

3.2 數(shù)學模型

式中：E為軌道衡的化整前的誤差，P為軌道衡的化整前的示值，m為整車的質(zhì)量值，I為軌道衡的示值，e為檢定分度值，△m為附加的小砝碼值。

3.3 輸入量m的標準不確定度評定

（1）標準不確定度分量的A類評定

用吳涇化工廠軌道衡對專用砝碼車進行重復性測量，其引入的標準不確定度分量，通過10次重復測量得到測量值，其結(jié)果如表1所示。

表1 專用砝碼車整車質(zhì)量測量值

一般重復性測量取3次平均值得到，故

（2）標準不確定度分量的B類評定

(a)軌道衡稱量誤差引入的標準不確定度分量uB1(m)

軌道衡在m＞40000kg稱量的最大允許誤差為30kg，取其1/3為10kg,估計其為均勻分布，包含因子，可以得出軌道衡稱量誤差引入的標準不確定度uB1(m)，則

(b)測量方法引入的標準不確定度分量uB2(m)

(c)電源電壓和電磁干擾等因素引入的標準不確定度分量uB3(m)

（3）輸入量的標準不確定度分量匯總（具體情況見表2）

表2 標準不確定度分量匯總表

3.4 合成標準不確定度的評定

標準不確定度u(m)有4個標準不確定度分量uA(m)、uB1(m)、uB2(m)和uB3(m)構成，且相互獨立，合成標準不確定度uc(m)的計算為。

3.5 擴展不確定度評定

首先進行被測量分布的估計，由于輸入量有4個標準不確定度分量，取k=2，則U=kuc(m) =12.11kg。

3.6 測量不確定度的報告

專用砝碼車總重的擴展不確定度U是由合成標準不確定度uc(m)乘以包含因子k=2得到,即U=12kg。

4 結(jié)論

根據(jù)運用期間超偏載、路用衡的最大允許誤差為1%，按照量值傳遞的要求，敞開式專用砝碼車整車質(zhì)量的最大允許誤差為0.3%。從實測結(jié)果分析，其示值誤差遠小于0.3%，可以滿足對超偏載、路用衡檢測調(diào)試的要求。車載的60t砝碼及4只特制砝碼框架經(jīng)檢定，其準確度等級均能達到M12級（1/10000），可以滿足對汽車衡、吊鉤秤、鉤頭秤商用級秤檢定的要求。

敞開式專用砝碼車建標裝置的研制，在當前檢衡車資源缺乏的情況下，為超偏載和路用衡的檢測調(diào)試和校準復核提供了補充方案。同時，在結(jié)構上將國家軌道衡計量站的檢衡車（封閉式）改造為敞開式，使檢定人員可充分利用車站貨場龍門吊的有利條件，方便地進行吊裝組合運用，實現(xiàn)設偏以及對汽車衡、鉤頭秤的檢定，極大地提高了檢定效率。

[1]JJF(鐵道)606-2011《鐵道貨車超偏載檢測裝置期間核查規(guī)范》.

[2]JJG234-2012《自動軌道衡》.

[3]JJG539-1997《數(shù)字指示秤》.

[4]JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》.

[5]JJG(鐵道)129-2004《鐵道貨車超偏載檢測裝置》.

責任編輯：宋飛 羅建敏

來稿時間：2014-7-23