敞开式专用砝码车建标系统的研制

张守谦 上海铁路局科研所

敞开式专用砝码车建标系统的研制

张守谦 上海铁路局科研所

介绍敞开式专用砝码车建标装置的设计思想、设计结构、设计功能及研制意义。在当前检衡车资源缺乏的情况下，为铁路货车超偏载检测装置（以下简称：超偏载）、路用自动轨道衡（以下简称：路用衡）的使用中检验、期间核查及汽车衡、吊钩秤、钩头秤的检定提供了一种补充方案。

敞开式；砝码车；检测

1 引言

近年来，铁路货运安全越来越受到重视，铁路总公司与各铁路局不断加大货运安全设备方面的投入。在铁路货运计量安全检测监控系统中，超偏载和路用衡不断在全路各编组站及货场内安装使用。这些设备在检测货物装载状态，确保铁路运输安全方面起着极为重要的作用。但随之而产生的是数量如此之多的设备的检测和校准问题。由于国家轨道衡计量站配属的检衡车数量有限，只能满足上述计量设备常规年检的需要。而日常超偏载和路用衡运用中发现问题，如更换主要部件或受道床和外界因素影响，均会影响其检测数据的准确性。在这种情况下，需要对维护过的超偏载和路用衡进行检测校准。因此研制敞开式专用砝码车建标装置具有十分迫切的重要意义。

2 设计方案

2.1 设计思想

应用全金属C70敞车作为专用砝码车载体，装载加固接近70t固态物质，到准确度等级高于0.1%的静态轨道衡上进行比对，建立临时标准质量的专用砝码车，经过路局运输部门报批，以路用车辆名义在局管内对各货运站的超偏载、路用衡作检测调试及校准复核使用。

2.2 设计功能

（1）超偏载检测调试

使用敞开式专用砝码车检测超偏载，可用门吊在两只设有九宫格的砝码框架中的一只或两只的一侧吊走 (2-3)t砝码，即可完成偏载、偏重设置，可方便地对超偏载进行检测调试。

（2）路用衡检测调试

在专用砝码车中砝码均衡安置的情况下可以对路用衡进行检测调试。

（3）汽车衡、吊钩秤、钩头秤检定调试

把大质量砝码分二部分安置在上述砝码车内。一部分近期未检定的砝码整齐排放在砝码车的两端作为整车配重质量，另一部分经过检定的专用砝码车安置在特制的砝码框架（且须配重标定）中用以汽车衡、吊钩秤、钩头秤的检定。

使用敞开式专用砝码车建标装置可满足汽车衡、吊钩秤、钩头秤的检定，检测过程较T7、T6FK检衡车（用于检定静态轨道衡的专用车）方便，极大地提高了工作效率，降低了检定工作成本。检定汽车衡时应用货场龙门吊或汽车吊可方便地用起吊钢丝绳吊起敞开式专用砝码车内4只特制砝码框架，根据实际需要可组合、可复合成不同的标准质量（总计有M12等级砝码60t，另加4只特制砝码框架），运送至汽车衡并应用局部替代法来检定100t、80t、50t、30t的汽车衡。检定40 t、30t、20t龙门吊钩头秤或吊钩秤时可直接分满量程40t及20t、10t、1t4个称量点直接起吊经组合、复合的特制砝码框架（含砝码），大大提高了操作安全性和检定效率。

为了达到检定汽车衡、吊钩秤、钩头秤的量传条件，车载的60t砝码及4只特制砝码框架由上海市计量测试技术研究院进行检定，其准确度达到M12等级（1/10000），根据量传过程中计量标准器高于被传递装置3倍准确度的要求，本系统砝码准确度可以满足汽车衡、吊钩秤、钩头秤商用级秤准确度等级要求。

2.3 设计结构

（1）专用车砝码两端各放置9t、中间放置10t砝码，嵌入砝码框架之间用于固定位置（见图1）。

（2）每只特制砝码框架设置9个重心点，分别放置9只1 t砝码，四边用工字钢包围，下方设计4只牛腿作承重和吊装钢丝绳悬臂梁，其中2只中间设置九宫格，用以吊装砝码实现超偏载检测设偏用（见图2）。

（3）车厢底部设置防滑橡胶垫，防止砝码框架侧滑，前后两侧正好嵌入敞车车边位置。

图1 砝码安放示意图

图2 砝码框架示意图

3 测量不确定度评定

3.1 概述

（1）测量方法：将专用砝码车在数字指示轨道衡上用直接比较法测量。

（2）环境条件：4h温度变化≤5℃；相对湿度≤80%。

（3）被测对象：专用砝码车，总质量为86770kg。

（4）测量标准：数字指示轨道衡，Max=100000kg，e=d=20 kg，n=5000。

3.2 数学模型

式中：E为轨道衡的化整前的误差，P为轨道衡的化整前的示值，m为整车的质量值，I为轨道衡的示值，e为检定分度值，△m为附加的小砝码值。

3.3 输入量m的标准不确定度评定

（1）标准不确定度分量的A类评定

用吴泾化工厂轨道衡对专用砝码车进行重复性测量，其引入的标准不确定度分量，通过10次重复测量得到测量值，其结果如表1所示。

表1 专用砝码车整车质量测量值

一般重复性测量取3次平均值得到，故

（2）标准不确定度分量的B类评定

(a)轨道衡称量误差引入的标准不确定度分量uB1(m)

轨道衡在m＞40000kg称量的最大允许误差为30kg，取其1/3为10kg,估计其为均匀分布，包含因子，可以得出轨道衡称量误差引入的标准不确定度uB1(m)，则

(b)测量方法引入的标准不确定度分量uB2(m)

(c)电源电压和电磁干扰等因素引入的标准不确定度分量uB3(m)

（3）输入量的标准不确定度分量汇总（具体情况见表2）

表2 标准不确定度分量汇总表

3.4 合成标准不确定度的评定

标准不确定度u(m)有4个标准不确定度分量uA(m)、uB1(m)、uB2(m)和uB3(m)构成，且相互独立，合成标准不确定度uc(m)的计算为。

3.5 扩展不确定度评定

首先进行被测量分布的估计，由于输入量有4个标准不确定度分量，取k=2，则U=kuc(m) =12.11kg。

3.6 测量不确定度的报告

专用砝码车总重的扩展不确定度U是由合成标准不确定度uc(m)乘以包含因子k=2得到,即U=12kg。

4 结论

根据运用期间超偏载、路用衡的最大允许误差为1%，按照量值传递的要求，敞开式专用砝码车整车质量的最大允许误差为0.3%。从实测结果分析，其示值误差远小于0.3%，可以满足对超偏载、路用衡检测调试的要求。车载的60t砝码及4只特制砝码框架经检定，其准确度等级均能达到M12级（1/10000），可以满足对汽车衡、吊钩秤、钩头秤商用级秤检定的要求。

敞开式专用砝码车建标装置的研制，在当前检衡车资源缺乏的情况下，为超偏载和路用衡的检测调试和校准复核提供了补充方案。同时，在结构上将国家轨道衡计量站的检衡车（封闭式）改造为敞开式，使检定人员可充分利用车站货场龙门吊的有利条件，方便地进行吊装组合运用，实现设偏以及对汽车衡、钩头秤的检定，极大地提高了检定效率。

[1]JJF(铁道)606-2011《铁道货车超偏载检测装置期间核查规范》.

[2]JJG234-2012《自动轨道衡》.

[3]JJG539-1997《数字指示秤》.

[4]JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》.

[5]JJG(铁道)129-2004《铁道货车超偏载检测装置》.

责任编辑：宋飞 罗建敏

来稿时间：2014-7-23