懸吊式集裝箱稱(chēng)重裝置的原理與技術(shù)特點(diǎn)解答:
工作原理
檢測裝置主要由拉力傳感器、變送器、無(wú)線(xiàn)信號發(fā)射端、無(wú)線(xiàn)信號接收端、CPU 和人機界面等
部分組成。拉力傳感器安裝在集裝箱吊具的 4 個(gè)轉鎖上,檢測集裝箱 4 個(gè)角的受力情況。經(jīng)過(guò)變送
器將拉力傳感器的信號轉化為標準的可供采集、處理的模擬量信號,由無(wú)線(xiàn)信號發(fā)射端將此信號傳
遞給無(wú)線(xiàn)信號接收端,CPU 采集無(wú)線(xiàn)信號接收端的信號,經(jīng)過(guò)數據處理,得出集裝箱的質(zhì)量及偏載值,
并將相關(guān)數據在人機界面上進(jìn)行顯示并且歸檔記錄、打印。在發(fā)生超載、偏載時(shí),檢測裝置發(fā)出聲
光報警提醒,操作人員及時(shí)做出相應的處理,完成對*有檢測數據 ( 包括吊裝時(shí)間、箱號、總質(zhì)量,
偏載、操作員工號)的保存和管理,便于隨時(shí)查看和打印。
裝置工作流程原理:拉力傳感器→變送器→無(wú)線(xiàn)信號發(fā)射端→無(wú)線(xiàn)信號接收端→ CPU →人機
界面顯示→打印機。系統構成如圖 1,裝置構成示意圖如圖 2。
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圖 1 裝置構成框圖
圖 2 裝置構成示意圖
1. 稱(chēng)重指示器 2.RS232 通訊線(xiàn)纜 3. 票據打印機 4. 無(wú)線(xiàn)信號通訊 5.AD 信號處理器和無(wú)線(xiàn)通訊
模塊 6. 稱(chēng)重傳感器(分別安裝于 4 個(gè)旋鎖位置) 7. 集裝箱吊具
1.2.2 技術(shù)特點(diǎn)
(1) 該裝置的傳感器安裝在門(mén)座(橋架)起重機集裝箱吊具上架轉鎖處,稱(chēng)重指示器安裝在門(mén)
座(橋架)起重機司機室內,能在吊具吊運過(guò)程中檢測集裝箱的總質(zhì)量及集裝箱貨物的偏載情況 ;
(2)檢測裝置稱(chēng)重*度等級應不低于 Y(b)級, 能測量并輸出集裝箱 X 軸(長(cháng)度方向),Y 軸(寬
度方向)的偏心位置??稍O定 X 軸(長(cháng)度方向)偏心超過(guò)集裝箱長(cháng)度 ±5% 時(shí)報警,Y 軸(寬度方向)
的偏心位置大于 ±100 mm 報警;
(3)重量和偏心傳感器信號分別通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸到稱(chēng)重指示器后進(jìn)入車(chē)載終端(串口)。
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(4)檢測裝置主要技術(shù)參數
1)zui大秤量(Max):40 t; 2)檢定分度值(e)*般為 50kg 或 100kg,若為其它值應表示為
1×10k,2×10k 或 5×10k 的形式,其中“k”是正整數、負整數或零。 3)O 點(diǎn)重心偏載量相對誤
差不超過(guò) ±8%; 4)Y 軸(寬度方向)的偏心位置超出 ±100 mm 報警 ; 5)X 軸(長(cháng)度方向)偏心超
過(guò)集裝箱長(cháng)度 ±5% 時(shí)報警; 6)溫度范圍:-20 ℃~ +40 ℃。
2. 懸吊式集裝箱超偏載檢測裝置的偏載校準方法
2.1 偏載校準
2.1.1 重心偏載位置的設置
偏載又稱(chēng)重心的偏移 (eccentricity of center of gravity),是指無(wú)論是空箱、重箱以及是否帶有附件,
其實(shí)際重心與四個(gè)底角件對角線(xiàn)交叉點(diǎn)*形成幾何中心在縱向和橫向的偏離數值 , 計量單位符號為:
mm。對偏載的校準采用 20 英尺標準集裝箱,在底板建立直角坐標系,選取 O(0,0)、A(600,100)、
B(-600,-100)三個(gè)點(diǎn)進(jìn)行加載測量偏載,如圖 3 *示。
圖 3 設置重心偏載位置示意圖
2.1.2 校準過(guò)程
(1)對集裝箱吊具進(jìn)行三次提升測量,得到單次測量的空載示值 w1、w2 和 w3,x1、x2 和 x3,
y1、y2 和 y3,取平均值計算出空載的質(zhì)量示值 W0 以及偏載示值 X0、Y0;
取平均值,得到空集裝箱的重量示值 w'
0 和偏載示值 x'
0 和 y'
0;
(3) 將加載砝碼中心放置集裝箱底面圖 1 *示的 A(600,100)坐標點(diǎn)位置,提升三次,分別得到
A 點(diǎn)單次測量重心偏移的示值 : xA1、yA1;xA2、yA2 ;xA3、yA3。取單次測量結果的平均值作為重心偏
移的示值:
A 點(diǎn)重心縱向偏移的示值為:
A 點(diǎn)重心橫向偏移的示值為:
(4) 將加載砝碼中心放置集裝箱底面圖 1 *示的 B(-600,-100)坐標點(diǎn)位置,提升三次,分別得
到 B 點(diǎn)單次測量重心偏移的示值 : xB1、yB1;xB2、yB2 ;xB3、yB3 。取單次測量結果的平均值作為重心
偏移的示值:
B 點(diǎn)重心縱向偏移的示值為:
B 點(diǎn)重心橫向偏移的示值為:
(5)將加載砝碼仍保持在 B 點(diǎn)不動(dòng),將集裝箱吊具相對集裝箱水平旋轉 180 度,認為 點(diǎn),提升
三次得到 點(diǎn)每次重心偏移的示值 : x'
B1、y'
B1;x'
B2、y'
B2 ;x'
B3、y'
B3 。取單次測量結果的平均值作為重
心偏移的示值:
B'
點(diǎn)重心縱向偏移的示值為:
B'
點(diǎn)重心橫向偏移的示值為:
WF 為加載砝碼的標稱(chēng)質(zhì)量。
(7) 計算偏載示值誤差
A 點(diǎn)縱向偏移量示值誤差:E AX=XA-L AX (式 17)
A 點(diǎn)橫向偏移量示值誤差:E AY=YA-L AY (式 18)
B 點(diǎn)縱向偏移量示值誤差:E BX=XB-L BX (式 19)
B 點(diǎn)橫向偏移量示值誤差:E BY=YB-L BY (式 20)
單次測量的重心偏載示值誤差也應符合表 1 的規定。
(8) 確定偏載固有誤差
縱向偏載固有誤差 :
橫向偏載固有誤差 :
固有誤差也應符合表 1 的規定。
2.1.3 偏載測量誤差的力學(xué)分析
(1)偏載測量誤差力學(xué)分析
4 吊點(diǎn)集裝箱吊具安裝 4 個(gè)稱(chēng)重傳感器計算偏載的方法:
x 為同側 x 方向傳感器距離,l(x) 為 x 軸方向偏載理論誤差。y 為同側 y 方向傳感器距離,l(y) 為 y
軸方向偏載理論誤差。
F=F1+F2+F3+F4(式 25)
F------ 集裝箱及物料的總重量;
F1+F2+F3+F4------4 個(gè)傳感器分別測出的 4 角(吊點(diǎn))處集裝箱的重量;
檢測裝置 Max=40 t, 檢定分度數為 n=100~1000, e=50kg, Y(b) 級檢測裝置在zui大允許誤差(相
對誤差)為 ±1.0% 時(shí), 20´GP(20 feet general purpose) 外部尺寸:長(cháng) 5890 mm× 寬 2350 mm× *
2390 mm;縱向 (x 軸 ) zui大允許誤差為 5890 mm×(±1.0%)= ±59 mm,橫向 (y 軸 ) zui大允許誤
差為 2350 mm×(±1.0%)= ±23 mm。
(2) 偏載測量zui大允許誤差(MPE)
表 1 偏載測量zui大允許誤差(MPE)
3. 應用評價(jià)
(1)現行 JJG 1124 檢定規程沒(méi)有對集裝箱偏載項目進(jìn)行規定,鐵路部門(mén)對集裝箱超偏載檢測裝
置的偏載指標有溯源要求。作者按照本文提到的主要方法在集團*范圍內對集裝箱超偏載檢測裝
置的偏載指標進(jìn)行校準試用,并對校準結果計量確認。按照校準結果對偏載符合要求的集裝箱進(jìn)行
裝車(chē),經(jīng)鐵路貨車(chē)超偏載檢測裝置檢測驗證,有效的減少了承運集裝箱貨車(chē)的偏載數據超差現象。
(2)本文提到的校準方法是利用 20 英尺標準集裝箱、M12 等級標稱(chēng)值為 2t 和 3t 的標準砝碼及
砝碼重心定位底座、叉車(chē)等標準器及配套設施進(jìn)行校準作業(yè)的,標準器及配套設施均為常見(jiàn)設備,
測量方法簡(jiǎn)便易行,數據方便后續計算機處理與統計,校準點(diǎn)坐標參考值選取與《鐵路貨物裝載加
固規則》規定的*限誤差相*致,能夠滿(mǎn)足鐵路*計量器具量值溯源的需要。