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轨道衡技术在国内发展历程及趋势

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轨道衡技术在国内发展历程及趋势

轨道衡是安装在铁路线上,具有轨道和承载器,用于称量铁路车辆质量值的衡器,广泛用于工厂、矿山、冶金、外贸和铁路部门对货车散装货物的称量。

一、我国轨道衡技术的发展概况

我国轨道衡的发展,自建国初期起至今已有近70年的历史,大体上经历了四个发展阶段。

1.第一个发展阶段

20世纪50年代初~60年代末,从静态机械杠杆式轨道衡的诞生到大量发展的阶段。我国自20世纪50年代起就开始生产第一台100t静态机械杠杆式轨道衡,其准确度一般可达到0.1%,但由于需要脱钩不联挂称重,劳动量大,称量时间长,所以一般用户采用了不摘钩联挂静态称重,这样实际上大大降低了使用准确度。

2.第二个发展阶段

20世纪70年代初~80年代中叶,从静态机械杠杆式轨道衡发展到动态机械杠杆式轨道衡和机电结合式轨道衡出现的阶段。随着科学技术的飞速发展,静态称量的机械杠杆式轨道衡已经不能完全满足生产发展的需要,因此将静态称量的机械杠杆式轨道衡改为动态称量的机械杠杆式轨道衡,这促进了动态电子轨道衡称量的发展。

3.第三个发展阶段

20世纪80年代~90年代,从机械轨道衡发展到动态电子轨道衡的阶段。随着工艺过程的不断自动化,电子轨道衡不再单纯作为计量器,而变成了调节和控制过程中的重要一环,并为经济核算提供必要的数据。这种发展导致了许多业务部门用计算机控制生产过程,而电子轨道衡往往成为获得过程参数的决定性测量环节,它的特点是计算机学科渗入“智能化”。其应用领域不断扩大,进一步提高了称重准确度、稳定性和可靠性。

4.第四个发展阶段

21世纪,电子轨道衡标准化、系列化、网络化发展阶段。

二、轨道衡的特点

轨道衡具有以下四方面特点:一是通常具有承载装置;二是称量对象是装在铁路车辆中的大宗散装货物;三是装载货物的车辆必须通过铁道;四是有效称量范围一般为18t~100t。

三、轨道衡的分类

轨道衡的整体分类方式有以下五种:(1)按使用状态(或称量状态)可分为自动轨道衡、静态称量轨道衡;(2)按照结构原理可分为机械轨道衡、电子轨道衡、机电结合式轨道衡;(3)按照计量原理可分为以力矩平衡为计量原理的轨道衡、以称重传感器的弹性变形为计量原理的轨道衡;(4)按计量(称量)方式可分为轴计量(称量)轨道衡、转向架计量(称量)轨道衡、整车计量(称量)轨道衡;(5)按计量(称量)台面的数量分为单台面轨道衡、双台面轨道衡、三台面轨道衡。

四、轨道衡的选用

轨道衡计量是国民经济中一项重要的技术基础工作。随着工农业生产和铁路运输的发展、国内外贸易的建立和发展的需要,轨道衡计量成为各企业加强计量管理的重要手段,得到广泛重视和应用。因此,搞好轨道衡计量工作对企业和铁路运输安全都有极大的经济效益和社会效益。正确地选择和使用轨道衡,影响着轨道衡的计量性能和使用寿命。随着科学技术的发展,电子轨道衡得到迅速的发展,是对各种铁路车辆及其装载货物重量进行动态或静态称重的新型自动称重设备。

1.动态电子轨道衡

车辆在机车牵引下以一定的速度通过测量段时,自动称出每节货车的重量并显示,打印累计重量数据和车序号,计量速度快、效率高、操作简单。动态电子轨道衡承受过载能力强,但是动态衡价格高、结构复杂、调试维修困难,线路施工严格,测量准确度低。当企业自备机车且线路条件比较好,所称量的物品为低价原材料,每日作业效率要求高,过衡量达百车以上时,选用电子动态衡比较合适。

2.静态电子轨道衡

计量速度慢,每分钟约测量一辆车,作业效率低,但是静态轨道衡的价格较低,测量准确度高可达到0.1%,结构简单、调试维修较容易。静态电子轨道衡可以用在每日过衡量较少,并且线路条件不好,所称物品较贵重,准确度要求较高的部门。电子轨道衡在动态计量准确度方面,低于静态轨道衡称重准确度,因此对要求计量准确度较高的产品,还是应该采用静态称重方式。随着电子技术的不断发展,全电子静态轨道衡已经成为质量可靠、准确度高、调试维修方便的计量手段。选择静态衡应首选全电子带数显打印装置的静态轨道衡,如因资金受限等原因,选择国标机械静态轨道衡后,最好进行部分电子化改造,安装数显打印装置,以消除人为误差,避免在发生计量纠纷时处于被动地位。

五、轨道衡的未来发展趋势

轨道衡作为国家强制管理的法定计量器具,是称重控制和贸易计量的重要手段,在煤炭、化工、冶金、电力、交通运输等领域被广泛应用,但同时轨道衡也对技术的发展提出越来越高的要求。轨道衡技术的发展趋势有以下几方面:

1.模块化

模块化设计是以模块的分解组合为基础,强调整个模块的通用性和互换性的一种设计方法。力求以最少的模块组成尽可能多的产品,最大限度地满足客户需求。模块化设计能够简化轨道衡的结构,使轨道衡能够统一整体尺寸和安装连接尺寸,提高生产效率和轨道衡的可靠性,降低研制成本;模块化能够提高轨道衡的有效度,只需修改轨道衡的一些功能结构模块,就可以组成新结构轨道衡,使结构零件、部件的有效度大大提高;模块化设计能够提高维修效率和质量,降低对维修人员的技能要求,并有效减少维修费用。

2.智能化

智能化升级改造后的轨道衡,可以解决以往轨道衡在运营、维护、保养过程中涉及的诸多问题:对软件和硬件的依赖问题;设备与设备之间信息彼此孤立,数据传输效率低的问题;控制系统与管理系统之间的对接瓶颈导致需要额外支出或人工桥接的问题;设备之间差异性不大,在市场竞争中优势不明显。通过低价竞争的方式,限制产业的升级和产品质量保障的设备同质性问题;轨道衡作业过程中所产生的数据没有被相关企业作为数据资产,被有效收集、处理与应用,创造额外价值,轨道衡计量衍生的数据资产被浪费的问题;轨道衡分布在不同的现场,条件差别较大,管理往往存在诸多不畅和不利因素,设备管理效率提升困难的问题;轨道衡在使用时需要人工现场操作,人力资源成本难以降低,同时产生培训等其他成本,设备应用过程中成本居高的问题。

3.综合性

轨道衡作为电子称重技术,其发展趋势和规律就是不断加强基础研究并扩大应用,扩展新技术领域,向相邻学科和行业渗透,综合各种技术去解决称重计量、自动控制、信息处理等问题。对现有轨道衡计量设备而言,仅具备称重、计价、显示、打印功能还远远不够,为更好适应现代商业系统需求,其还应能够提供各种销售信息,把轨道衡计量特性与企业产品销售管理实现有机结合,使计量、结算、进库、销售管理等各环节能够达到一体化同步,最终实现管理的自动化。

作者:丁保中 单位:国家轨道衡计量站哈尔滨分站