Система зважування залізничних вагонів і потягів під час руху та спосіб ідентифікації вагонів і потягів під час руху в процесі зважування

1. Система зважування залізничних вагонів та потягів під час руху, яка містить закріплені до відносно безопорної ділянки рейкового шляху тензометричні датчики та має жорстку субструктуру, здатну протистояти навантаженням залізничного вагона під час руху, яка відрізняється тим, що кожна з рейок принаймні зазначеної відносно безопорної ділянки рейкового шляху жорстко прикріплена до кожної з двох поздовжніх балок, і саме зазначені поздовжні балки є жорсткою субструктурою з кріпильними елементами у вигляді стандартних шпал, розташованих під ними, а зазначена відносно безопорна ділянка рейкового шляху утворена щілинними зазорами поміж зазначеними рейками та поздовжніми балками. 2. Система зважування залізничних вагонів та потягів під час руху за п. 1, яка відрізняється тим, що кожна поздовжня балка містить два вертикальні зміцнювальні елементи з утворенням U-подібної структури. 3. Система зважування залізничних вагонів та потягів під час руху за п. 2, яка відрізняється тим, що зазначені вертикальні зміцнювальні елементи мають головки, подібні до головок звичайних рейок. 4. Система зважування залізничних вагонів та потягів під час руху за п. 3, яка відрізняється тим, що головки вертикальних зміцнювальних елементів встановлені з можливістю зачеплення до них опорного коромисла гідравлічного домкрата для тарування вагів системи. 2 (19) 1 3 57536 4 15. Система зважування залізничних вагонів та плиту, нижню плиту та жорстко прикріплені до них потягів під час руху за п. 13, яка відрізняється тонкі вертикальні смуги. тим, що прокладки виконані з гуми. 19. Система зважування залізничних вагонів та потягів під час руху за пп. 16,17, яка відрізняєть16. Система зважування залізничних вагонів та потягів під час руху за п. 13, яка відрізняється ся тим, що пружні шарніри виконані як прокладки з тим, що прокладки виконані у вигляді пружних шанаскрізними фігурними отворами у напрямку, перрнірів з одним ступенем свободи у напрямку, папендикулярному рейкам. ралельному рейкам, причому зазначені пружні 20. Система зважування залізничних вагонів та потягів під час руху за п. 19, яка відрізняється шарніри жорстко прикріплені до поздовжньої балки та рейок. тим, що фігурні отвори мають поперечний переріз 17. Система зважування залізничних вагонів та у вигляді гантелі. потягів під час руху за п. 16, яка відрізняється 21. Спосіб ідентифікації вагонів та потягів під час тим, що пружні шарніри прикріплені до основи та руху в процесі зважування, що включає детектурейок шляхом зварювання. вання та обробку інформації зважування, який відрізняється тим, що при обробці інформації від 18. Система зважування залізничних вагонів та потягів під час руху за пп. 16,17, яка відрізняєтьдатчиків зважування аналізують часовий відрізок ся тим, що кожен пружний шарнір містить верхню надходження чергової осі вагона на відносно безопорну ділянку рейкового шляху. Винаходи стосуються вимірювальної техніки, а саме вимірювання маси залізничних вагонів та потягів під час руху. При цьому вимірювання зазначеної маси звичайно називають зважуванням. В процесі зважування ідентифікують вагони та потяги під час руху. Відома система зважування вагонів та потягів під час руху, що представлена, наприклад, на Вебсайті фірми Уей-Тронікс (Weigh-Tronix), Велика Британія, (Інтернет-адреса - http://www.weightronix.com.), що містить рейки з опорами, відособлену вантажноприймальну платформу, на якій розташовані відрізки рейок, та розташовані поміж вантажоприймальною платформою та опорами рейок датчики сили, причому між торцями зазначених відрізків рейок та торцями рейок під'їзної колії утворений зазор. Датчики сили можуть бути будь-якого типу, але, у всякому разі, вони мають вимірювати саме силу тиску, що створює увесь вагон, коли він повністю знаходиться на вагах, або його візок, коли він один знаходиться на вагах. Але такі ваги не призначені для встановлення на головних коліях. Відома також система зважування кожної осі вагона та потяга під час руху, виконана на суцільних нерозрізних рейках, чутливим елементом якої є сама рейка зі встановленими на ній тензорезисторними датчиками деформації рейки. Система представлена, наприклад, на веб-сайті фірми Railweight Co., Велика Британія [Інтернет-адреса http://www.railweight.co.uk], або, наприклад, у [патенті США №4.416.342, кл. G01G21/22, 3/14, публ. 22.11.1983]. Система складається із однієї або декількох мірних ділянок, утворених симетричними відносно центральної лінії колії відрізками рейок поміж двома суміжними точками опори, між якими до рейок прикріплені тензорезисторні датчики електронної підсистеми живлення та обробки інформації, яка містить комп'ютер з периферійними пристроями та кабелі, що з'єднують цю систему із тензорезисторними датчиками. Тензорезисторні датчики встановлюють з тим, щоб із усіх видів деформації, яким піддається рейка під час прохо дження колеса вагона уздовж мірної ділянки, виділити тільки сигнал деформації внутрішнього зсуву, пропорційний перерізувальній силі, що, у свою чергу, є силою тиску колеса на рейку. Електронна система одержує сигнали від датчиків, проводить обробку цих сигналів та видає на виході результат вимірювання маси вагона чи потяга через суму сил тиску на рейки, що утворює кожне з коліс, при цьому сума сил тиску обох коліс осі дає частину маси вагона, яка приходиться на вісь, а сума сил тиску усіх коліс візка дає частину маси вагона, яка припадає на візок. Система зважування залізничних вагонів та потягів під час руху [патент США №4.416.342] за сукупністю суттєвих ознак містить відрізок рейкового шляху, який має секції з опорами, принаймні одну секцію без опор, яка і становить місток для зважування, що має довжину, меншу мінімальної відстані поміж суміжними осями залізничних вагонів, та датчики навантаження на місток. Система також містить опори для підтримання зазначеного відрізка рейкового шляху на кінцях містка, причому зазначені опори є звичайними шпалами з накладками. Зазначений відрізок рейкового шляху містить звичайні рейки, що мають однорідний незмінний поперечний перетин. Основним недоліком відомої системи є значна похибка вимірювання, обумовлена тим, що напруження у рейці викликаються не тільки колесом, яке проходить по мірній ділянці, а ще й колесами, які проходять ззовні мірної ділянки. Дійсно, рейка являє собою пружну нитку, що покоїться на пружній основі - системі шпали-баласт, яка у свою чергу має скінчену жорсткість. У такій конструкції деформація внутрішнього зсуву виникає при прогинах рейки від коліс, які знаходяться ззовні мірної ділянки. Такий вплив суміжних коліс, що під'їжджають до мірної ділянки, та тих, що вже проїхали мірну ділянку, може виявлятися вже за 5 - 6м перед мірною ділянкою та на такій самій відстані після неї і залежить від жорсткості системи шпали-баласт, яка суттєво змінюється з порами року (зима-літо) та погодою (сухо-мокро). 5 57536 6 Крім того, відстані між сусідніми візками ваготаженням. нів можуть бути різними; отже для конкретного Зазначений фундамент монолітно простягапотяга невідомо, на якій відстані у момент зважується, перекриваючи множину засобів зважування. вання знаходяться сусідні візки, як невідомою є і Зазначені засоби зважування здатні індивідусила тиску, що створюється осями візків, які знаально виробляти дискретний електричний вихідходяться ззовні мірної ділянки. ний сигнал, відповідний навантаженню на шлях, Отже, збудувати модель системи зважування що визначається датчиками, і додатково мають з метою прогнозування та врахування усіх цих та загальний блок для приймання вихідного сигналу інших впливів на результат вимірювання, що змівід кожного з множини засобів зважування, причонюються у часі, здається неможливим. му цей загальний блок здатний усереднювати Одним із шляхів зменшення похибки вимірюокремі сигнали від відповідних засобів зважування вання є підвищення жорсткості системи шпалита підсумовувати ці сигнали для визначення ваги, баласт, наприклад, за рахунок використання бещо приходиться на кожне з коліс залізничного ватонних шпал на бетонному фундаменті на мірній гона під час руху. ділянці та на визначених дистанціях під'їзної колії. Зазначені засоби зважування мають розподіли Таке рішення пов'язане з великими матеріальними по довжині кола стандартного колеса для забезвитратами і взагалі є проблематичним на головних печення відповідних вимірів, при цьому зазначені коліях у зв'язку з необхідністю закриття руху на розподіли підібрані для першого засобу зважуванних на час будівництва. ня при здійсненні першого виміру в першому поНайбільш близькою за технічною суттю до даложенні стандартного колеса та для другого засоного винаходу є система зважування вагонів та бу зважування при здійсненні другого виміру в потягів під час руху згідно з [патентом США другому положенні стандартного колеса, що від№4.800.972, кл. G01G19/04, публ. 31.01.1989]. повідає відстані, приблизно рівній півтора обертам Система містить множину мірних ділянок, на кожстандартного колеса. ній з яких розташована парна кількість тєнзорезисВідома система вирішує принаймні частину з торних датчиків, принаймні одну електронну сисвищезазначених проблем, а саме, зменшує вплив тему живлення та обробки інформації, електричні деформацій ззовні мірних ділянок на результат кабелі, що з'єднують зазначену електронну систезважування осей. Однак, ця конструкція має суттєму з тензорезисторними датчиками, та принаймні ві недоліки. Перш за все, зазначений збірний фунодин жорсткий коробчастий фундамент, на який дамент має громіздку складну конструкцію, що спираються обидві рейки. Тензорезисторні датчипозначається на його високій вартості. По-друге, ки прикріплені до кожної з рейок із поздовжнім таку конструкцію практично неможливо встановити зміщенням симетрично відносно вертикальної на головних коліях, оскільки на це потрібен достаплощини симетрії, що проходить поміж рейками. тньо великий час. При цьому встановлення спільРейки своїми підошвами жорстко прикріплені до ної для обох рейок металевої фундаментної консфундаменту ззовні мірних ділянок за допомогою трукції на головних коліях узагалі не є можливим, перехідних пластин, що виконують функцію шпал оскільки для нормальної роботи автоматики на на фундаменті. залізниці рейки повинні бути ізольованими одна При цьому жорсткість фундаменту значно певід одної. По-третє, як показує практика, навіть ревищує жорсткість рейок. якщо рейки ізольовані відносно металевих детаЗазначена система зважування залізничних лей, які лежать поміж ними з досить великим зазовагонів та потягів під час руху за сукупністю ознак ром, через деякий час між зазначеними металемістить засоби зважування у вигляді множини позвими деталями та рейками утворюється довжньо розміщених датчиків, закріплених до відструмовий перехід через повітряний зазор. Крім носно безопорної ділянки рейкового шляху для того, спільний для обох рейок жорсткий фундавиміру напруг, створюваних залізничним вагоном, мент сприяє виникненню взаємного перехресного що проходить по ній, має субструктуру у вигляді впливу напружень на рейках, який може бути сутпоздовжнього жорсткого коробчастого фундаментєвим. ту, що лежить під зазначеною ділянкою рейкового Однак найбільш вагомим недоліком відомого шляху для створення опорних точок безопорної пристрою є гістерезис функції перетворення датпоміж ними ділянки рейкового шляху і містить зачика, який полягає у тому, що сигнал датчика не значену множину засобів зважування. Фундамент повертається до нуля після зняття навантаження здатен протистояти навантаженням залізничного завдяки залишковій деформації, що викликається вагона, що рухається повз засоби зважування, без зсувом рейки відносно місць кріплення до фундаперевищення цими навантаженнями сумарного менту під час навантажень. Цей зсув не відновлюнавантаження його складових. ється після зняття навантажень і може викликатиПри цьому фундамент у перерізі характеризуся двома причинами: різними деформаціями ється моментом інерції принаймні в п'ять разів розтягування підошви рейки та бокових стінок кобільшим, ніж момент інерції ділянки в перерізі рейроба фундаменту, а також розтягуванням рейки кового шляху, що знаходиться на ній. під час дії навантаження на мірній ділянці, де рейЗазначений фундамент простягається із зака не спирається на фундамент. хватом місця переходу від рейкового шляху до Розглянемо звичайну горизонтальну балку, відносно безопорної його ділянки, забезпечуючи яка жорстко закріплена на краях і не має опори опору рейкового шляху, що перекриває зазначені усередині. Під час вертикального навантаження ця засоби зважування, причому фундамент у місці балка буде вигинатися, причому лінія центрів мас переходу здатний протистояти зазначеним наванперерізу (нейтральна лінія) не буде відчувати де 7 57536 8 формації, тоді як горизонтальні площини, розтапід час руху, яка містить закріплені до відносно шовані вище та нижче нейтральної лінії, будуть безопорної ділянки рейкового шляху тензометричвідчувати відповідно стикування та розтягування. ні датчики, та має жорстку субструктуру, здатну Силам, що розвиваються у такій ситуації, не мопротистояти навантаженням залізничного вагона жуть протистояти ніякі сили тертя у місцях кріппід час руху, згідно з винаходом, кожна з рейок лення рейок до фундаменту клемами, хіба що принаймні зазначеної відносно безопорної ділянки зварювання рейок із металевим фундаментом рейкового шляху жорстко прикріплена до кожної з може забезпечити створення єдиної системи. Пісдвох поздовжніх балок, і саме зазначені поздовжні ля зняття навантаження рейка буде намагатися балки становлять жорстку субструктуру з кріпильповернутися до її початкового положення, але синими елементами у вигляді стандартних шпал, ли тертя можуть зупинити цей процес, коли вони розташованих під зазначеними поздовжніми балстануть рівними силам, що повертають рейку, і ками, а зазначена відносно безопорна ділянка вона не дійде до свого початкового положення, рейкового шляху утворена щілинними зазорами, залишивши у тілі залишкові деформації, на які виконаними поміж зазначеними рейками та поздотензометричні датчики реагують як на гістерезис. вжніми балками. Така ж картина виникає при зсуві рейок відноПри цьому кожна поздовжня балка містить два сно фундаменту внаслідок розтягування її на мірвертикальних зміцнювальних елемента з утворенній ділянці під впливом навантаження. Клеми таням U-подібної структури. кож не можуть протистояти витягуванню з під них Зазначені вертикальні зміцнювальні елементи рейок при тих силах, які розвиваються у цьому мають головки, подібно до головок звичайних ревипадку, і знову залишковий зсув призводить до йок. гістерезису. Зазначені головки вертикальних зміцнювальВідомий спосіб зважування вагонів та потягів них елементів установлені з можливістю зачеппід час руху, що містить детектування та обробку лення до них опорної траверси гідравлічного домінформації зважування (див. зазначений вище крата для тарування вагів системи. патент США №4 416 342). Однак при цьому не Момент інерції поздовжніх балок відносно відбувається ідентифікація вагонів та потягів під нейтральної осі рейки перевищує момент інерції час руху у процесі зважування. рейки відносно тієї ж осі не менш ніж у 10 разів. Відомий також спосіб ідентифікації вагонів та Принаймні дві суміжні відносно безопорні діпотягів під час руху в процесі зважування лянки рейкового шляху рознесені на відстань, яка "Weighline", [див. веб-сайт фірми Rail-weight Co., дорівнює стандартній відстані між осями двовісних Велика Британія (Інтернет-адреса візків залізничних вагонів, а система виконана з http://www.railweight.co.uk)]. Згідно способові вагоможливістю одночасного зважування двовісного ни ідентифікують за рахунок додаткового встановвізка. лення на рейки в зоні зважування певної кількості Система містить принаймні три відносно безопар шляхових сенсорів коліс. Інформація, що від порні ділянки рейкового них надходить, дозволяє ідентифікувати та розрізшляху. няти окремі вагони в потязі. Недоліками відомого Кожна поздовжня балка виконана у вигляді способу є необхідність встановлення зазначеного бруса із залізобетону. додаткового устаткування (шляхові сенсори коліс Поздовжня балка виконана коробчастою зі та відповідні електронні блоки), а також закладенсталі, а два вертикальних зміцнювальних елемення попереднього опису всіх без винятку типів вагота виконані як єдине ціле з балкою. нів, що потенційно підлягають зважуванню, в опеСистема додатково містить прокладки, встаративну пам'ять системи. Крім того всі зазначені новлені ззовні відносно безопорних ділянок рейковище недоліки відомої системи в цілому в рівній вого шляху між підошвами рейок та поздовжніми мірі відносяться і до відомого способу. балками і виконані з можливістю утворення зазору Отже причинами, що перешкоджають досягміж поздовжніми балками та підошвами рейок на ненню очікуваного технічного результату, є недозазначених ділянках. статні експлуатаційні характеристики відомої сисРейки прикріплені до поздовжніх балок шлятеми, зокрема значна похибка вимірювання, хом зварювання. обумовлена гістерезисом та перехресним впливом Прокладки виконані з металу або з резини. датчиків протилежних рейок, конструктивна складПрокладки виконані у вигляді пружних шарніність та висока вартість відомої системи, а також рів з одним ступенем свободи у напрямку, параскладність відомого способу ідентифікації вагонів лельному рейкам, причому зазначені пружні шарта потягів під час руху. ніри жорстко прикріплені до поздовжньої балки та В основу даного винаходу поставлена задача рейок. удосконалення відомих системи для зважування Пружні шарніри прикріплені до основи та ревагонів і потягів під час руху, та способу, із тим, йок шляхом зварювання. щоб, шляхом зміни форми та зв'язків між складоКожен пружний шарнір містить верхню плиту, вими системи та способу, досягти таких головних нижню плиту та жорстко прикріплені до них тонкі переваг, а саме: підвищити експлуатаційні хараквертикальні смуги. теристики, зокрема суттєво знизити похибку виміПружні шарніри виконані як прокладки з нарювання, спростити, а також знизити вартість сисскрізними фігурними отворами у напрямку, перпетеми та підвищити точність вимірювань способу. ндикулярному рейкам. Зазначена задача вирішується тим, що в сисКрім того, фігурні отвори мають поперечний темі для зважування залізничних вагонів та потягів переріз у вигляді гантелі. 9 57536 10 У способі ідентифікації вагонів та потягів під ве зменшення впливу суміжних коліс на результат час руху в процесі зважування, що містить детеквимірювання сил тиску колеса, що вимірюється, тування та обробку інформації зважування згідно з тобто суттєво зменшується відповідна складова винаходом, при обробці інформації від датчиків похибки вимірювання. зважування аналізують часові відрізки надходженЩе у одному незалежному конкретному варіаня чергової осі вагона на відносно безопорну ділянті втілення винаходу принаймні дві суміжні віднонку рейкового шляху. сно безопорні ділянки рейкового шляху (мірні діТехнічний результат, що випливає з цих удолянки) рознесені на відстань, яка дорівнює сконалень, полягає у наступному. стандартній відстані поміж осями двовісних візків Завдяки тому, що зазначена жорстка субстукзалізничних вагонів, а ваги виконані з можливістю тура виконана у вигляді двох поздовжніх балок, одночасного зважування двовісного візка. Це докожна з яких жорстко прикріплена до основи кожзволяє уникнути похибки, що виникає завдяки пеної з рейок принаймні зазначеної відносно безопорерозподілу навантажень на кожну вісь у процесі рної ділянки рейкового шляху, значно спрощується зважування. конструкція системи в цілому. У конкретному варіанті втілення пристрою для Завдяки тому, що кріпильними елементами, зважування двовісного візка ваги містять принайякі зв'язують поздовжні балки, є стандартні шпали, мні три відносно безопорні ділянки рейкового шлязникає необхідність додаткової електричної ізоляху (мірні ділянки). Це дозволяє провести принаймції рейок, що таким чином підвищує строк служби ні три незалежних вимірювання кожної осі та системи. щонайменш два незалежних вимірювання кожного Замість виготовлення та встановлення жорствізка, за рахунок усереднення яких можна знизити кого фундаменту, для чого потрібні спеціальне випадкову складову похибки вимірювання. громіздке обладнання та механізми, стає можлиУ подальшому незалежному конкретному вавим звичайне монтування шпал з подальшим ріанті втілення винаходу рейки прикріплені до позвстановленням на них порівняно легких поздовждовжніх балок шляхом зварювання. Це виключає ніх балок, виготовлення яких та кріплення до шпал зсув рейок відносно поздовжніх балок, внаслідок також спрощується, скорочується час монтування і чого зникає вплив гістерезису та знижується похице, разом з досягненням стану ізольованості ребка вимірювання. йок, дозволяє встановлювати вагу на головних Далі наведені варіанти виконання зазору між коліях, що означає підвищення експлуатаційних поздовжньою балкою та підошвою рейки на віднохарактеристик системи, зокрема її універсальності сно безопорних ділянках рейкового шляху (мірних та зниження трудовитрат на обслуговування при ділянках). В одному конкретному варіанті зазор експлуатації. виконаний за рахунок вибірок на мірних ділянках Конструкція поздовжньої балки з двома вертипоздовжніх балок, що збільшує поверхню тертя кальними зміцнювальними елементами, виконані між рейкою та поздовжньою балкою і тим самим як єдине ціле з утворенням U-подібної структури, зменшує гістерезис, а з ним - і похибку вимірюванвсередині якої розташована рейка, наближує нейня. тральну лінію поздовжньої балки до нейтральної У іншому варіанті зазор утворений прокладкалінії рейки, що знижує величину зсуву рейки відноми, які встановлені ззовні мірних ділянок між пісно поздовжньої балки і, таким чином, гістерезис дошвами рейок та поздовжніми балками. Це підта похибку вимірювання. вищує технологічність конструкції. Завдяки наявності у вертикальних зміцнюваПрокладки можуть бути виконані з металу. Це льних елементах головок, подібно до головок звитакож підвищує технологічність конструкції, а, крім чайних рейок, підвищується жорсткість зазначеної того, дозволяє приварити прокладки і, тим самим субструктури, крім того зазначені головки вертиказменшити вірогідність гістерезису. льних зміцнювальних елементів забезпечують В альтернативному варіанті прокладки викоможливість зачеплення до них опорної траверси нані з резини, причому, з одного боку, прокладки гідравлічного домкрата для тарування вагів систенастільки тонкі, щоб не було суттєвого зменшення ми. жорсткості конструкції, а, з іншого боку, вони маЗавдяки використанню стандартних шпал у ють товщину, достатню для вирішення проблеми якості елементів, до яких прикріплюються поздовгістерезису. жні балки, суттєво знижується взаємний перехресОдин із варіантів вирішення проблеми гістерений вплив напружень на рейках, оскільки утворені зису втілений у альтернативному, відносно попемонолітні структури рознесені по ширині, а жорстредніх, варіанті винаходу, у якому прокладки викокість такої конструкції у напрямку, перпендикулярнані у вигляді пружних шарнірів з одним ступенем ному рейкам, суттєво менша, ніж у відомій системі. свободи у напрямку, паралельному рейкам (далі У альтернативному конкретному варіанті втіпружні шарніри), причому пружні шарніри жорстко лення винаходу кожна поздовжня балка виконана прикріплені до поздовжнього бруса та рейок з у вигляді коробчастої структури. Це дозволяє підутворенням єдиного цілого. Ці пружні шарніри мавищити жорсткість конструкції і за рахунок цього ють високу жорсткість у вертикальному напрямку, знизити похибку вимірювань. а у горизонтальному напрямку, паралельному У конкретному варіанті втілення винаходу морейкам, мають ступінь свободи. При навантаженні мент інерції поздовжніх балок відносно нейтральна рейку в межах мірної ділянки верхня частина ної осі рейки перевищує момент інерції рейки відзазначених шарнірів захоплюється місцями кріпносно тієї ж осі не менш ніж у 10 разів. Це означає, лення рейок, і рухається у тому ж напрямку, що і що жорсткість поздовжніх балок забезпечує суттєвідрізки рейок, тобто усередину мірної ділянки, 11 57536 12 таким чином запобігаючи зсуву рейок відносно менти рейки для тарування ватів системи. поздовжніх брусів і зменшуючи похибку гістерезиСистема зважування залізничних вагонів та су. потягів під час руху за винаходом, містить горизоУ конкретному варіанті втілення пристрою з нтальний відрізок безперервного рейкового шляху пружними шарнірами останні прикріплені до основ з рейками 1 та шпалами, відносно безопорну діляпоздовжніх балок та рейок шляхом зварювання. нку рейкового шляху (мірну ділянку) 2 (фіг.3), розЦе забезпечує подальшу жорсткість системи рейташовані на цій ділянці чотири тензодатчики 3, по ка-балка у вертикальному напрямку і подальше два на кожній з рейок 1, електронний блок 4 живзменшення похибки гістерезису. лення та обробки інформації, електричні кабелі 5 Пружні шарніри також можуть бути виконані у (фіг.3), які з'єднують зазначений електронний блок вигляді верхньої та нижньої плит та жорстко прик4 із тензодатчиками 3 та опорну жорстку монолітну ріплених до них тонких вертикальних смуг. Переструктуру, що містить дві поздовжні балки 6 та 7, вагою цього варіанта втілення винаходу є його на яких лежать рейки 1, а зазначені поздовжні бапростота, що зменшує вартість системи. лки 6 та 7 спираються на кріпильні елементи 8 у В альтернативному варіанті пружні шарніри вигляді шпал, відмінних від шпал, розташованих виконані як прокладки з наскрізними фігурними ззовні, лише тим, що перші розташовані нижче отворами у напрямку, перпендикулярному рейкам. останніх, під поздовжніми балками 6 та 7. До шпал Це підвищує якість шарнірів у горизонтальному поздовжні балки 6 та 7 можуть бути прикріплені за напрямку та зберігає їх жорсткість у вертикальнодопомогою стандартних болтів (позиція не навему напрямку. дена). Рейки 1 своїми підошвами жорстко прикріпПереважним варіантом фігурних отворів є ганлені до поздовжніх балок 6 та 7 ззовні мірної ділятель, що дозволяє виготовляти пружні шарніри нки 2 за допомогою клем 9 та болтів 10, що краще шляхом висвердлювання. видно на фіг.1. Тензодатчики 3 прикріплені до коНайбільш технологічними у виготовленні та жної з рейок 1 із поздовжнім зміщенням L симетвстановленні є поздовжні балки, виконані зі сталі. рично відносно вертикальної площини симетрії, Найбільшу жорсткість конструкції забезпечущо проходить поміж рейками 1. Кожна з поздовжють поздовжні балки, виконані із залізобетону. ніх балок 6 та 7 містить зміцнювальні елементи 11 Отримані переваги системи призвели до можта 12, які виступають угору з боків рейки 1, утволивості додаткового здійснення способу ідентифірюючи U-видну структуру (жолоб), у якій прохокації вагонів та потягів під час руху у процесі дить рейка 1. Усередині відносно безопорної (мірзважування, який містить детектування та обної) ділянки 2 між підошвами рейок 1 та робку інформації зважування, де при обробці інпоздовжніми балками 6 та 7 утворені щілинні заформації від датчиків зважування аналізують чазори 13 поміж рейками 1 та поздовжніми балками сові відрізки надходження чергової осі вагона на 6 та 7. відносно безопорну ділянку рейкового шляху, що На фіг.4 наведена частина альтернативної забезпечує спрощення та підвищення точності конструкції, у якій рейки 1 прикріплені до поздовжспособу. ньої балки за допомогою пружних шарнірів, кожен Система та спосіб ілюструються кресленняу вигляді прокладки 14, яка містить верхню плиту ми, що додаються, при цьому: 15, нижню плиту 16 та тонкі смуги 17. - на фіг.1 схематично зображений вигляд спеПоздовжня балка 7 (або 8) з надбудовою у виреду (з боку колії) на систему для зважування вагляді жолоба, може мати коробчасту конструкцію гонів та потягів під час руху за винаходом; (фіг.5), що дозволяє підвищити її жорсткість. - на фіг.2 схематично зображений вигляд збоНа фіг.6 показана альтернативна конструкція ку на систему для зважування вагонів та потягів пружних шарнірів, які мають вигляд прокладки 14 з під час руху згідно з винаходом, у яких наявна однаскрізними поперечними фігурними отворами 18, на відносно безопорна (мірна) ділянка рейкового поперечний переріз яких має форму гантелі. При шляху; цьому власне пружними шарнірами є перемички - на фіг.3 наведений вигляд на систему, пред19 між фігурними отворами. ставлену на фіг.2, у перерізі по А-А фіг.1; Діаграма часу при проходженні потяга вздовж - на фіг.4 поданий вигляд збоку на частину ваги системи при його поосному зважуванні під альтернативної конструкції системи згідно з виначас руху представлена на фіг.7. ходом; Діаграми проходження по вагах вагонів з ряду: - на фіг.5 представлений вигляд поперечного дво-, чотири-, шести-або восьмивісний вагон - наперерізу поздовжньої балки коробчастого перетиведені на фіг.8. ну; Крім того, зазначені вертикальні зміцнювальні - на фіг.6 зображений вигляд збоку одного з елементи 11 та 12 мають, подібно до головок звиваріантів пружних шарнірів у вигляді прокладки з чайних рейок, головки 20 та 21, встановлені з мофігурними отворами. жливістю зачеплення за них опорної траверси 22 - на фіг.7 представлена діаграма часу при гідравлічного домкрата 23 з еталонним тензодатпроходженні потяга вздовж ваг системи при його чиком 24 для тарування вагів системи (фіг.9). поосному зважуванні під час руху. Система працює наступним чином. При наїзді - на фіг.8 наведені діаграми проходження по коліс осі візка на відносно безопорну ділянку рейвагах вагонів, вибраних з ряду: дво-, чотири-, шескового шляху (мірну ділянку) 2 (фіг.1) виникає проти- або восьмивісний вагон, та гин рейок 1 мірної ділянки 2, і тензометричні дат- на фіг.9 зображена схема зачеплення травечики 3, встановлені попарно на кожній з рейок 1 рси гідравлічного домкрата за зміцнювальні елемірної ділянки 2 перетворюють деформацію внут 13 57536 14 рішнього зсуву рейок у електричні сигнали. Ці сигточності способу. нали, які виникають при наїзді кожної осі вагона та На фіг.7 представлена діаграма часу при пропотяга на мірну ділянку по кабелях 5 надходять до ходженні потяга вздовж ваг системи при його пооелектронного блоку 4 живлення та обробки інфорсному зважуванні під час руху. мації, де вони оброблюються незалежно та/або При наявності даних, наведених у діаграмі, не сумісно з видачею в результаті інформації про викликає труднощів провести ідентифікацію вагосилу тиску осі, силу тиску візка, масу вагона та нів потяга. Для автоматизації процесу розпізнання масу потяга. Монолітна структура забезпечує жорпотяга досить мати не всю діаграму часу, а лише сткість рейок і, відповідно, повторюваність резульчасові відрізки надходження на ваговимірювальну татів вимірювання. Жорсткість структури визначаділянку чергової осі з осей Т1, Т2, Т3 і Т4. Аналіз їх ється модулем пружності матеріалу поздовжніх величин та співвідношень дозволяє вірно ідентибалок 6 та 7, а також моментом інерції її перерізу фікувати тип вагону з ряду: дво-, чотири-, шестивідносно нейтральної осі рейки. Тому поздовжні або восьмивісний вагон. балки 6 та 7 мають бути виконані з матеріалу з На фіг.8 наведені діаграми проходження по великим модулем пружності, наприклад, зі сталі вагах зазначених вище типів вагонів. Ідентифікація або залізобетону, та досить масивними, щоб їх вагонів полягає у наступному: момент інерції суттєво перевищував момент інер- після отримання інтервалів Т1 и Т2 часу проції рейки. водять їх порівняння спввідношенням Т1 / Т2. ЯкДля запобігання зсуву рейок 1 відносно місць що результат перевищує значення 2, то вагон є їх кріплення клемами 9 до поздовжніх балок б та 7 двовісним; у момент проїзду колеса, що викликає гістерезис - отримують інтервали Т2, Т3 і Т4 часу і порівза рахунок неповернення рейок 1 у вихідне полонюють їх за абсолютними величинами. Якщо макження, поздовжні балки 6 та 7 виконані Uсимальним з них є інтервал Т2, то вагон ідентифіподібними. При цьому зменшується відстань між кують як чотиривісний. Для шестивісного вагона центром мас їх перерізу та центром мас перерізу максимальним буде інтервал Т3 і для восьмивісрейки. При наїзді колеса рейки 1 прогинаються, ного вагона - інтервал Т4; але лінії центрів мас їх перерізів залишаються - початок чергового періоду часу визначають недеформованими, а оскільки відстань між рейказа перевищенням поточним навантаженням мініми 1 та балками стає меншою, то, відповідно, і мального навантаження на ваги. різниця у їх довжині у площині кріплення рейки до Оскільки міжосьова відстань у візку одного вабалки також стає меншою, тобто зменшується гона і відстань поміж ближніми осями двох суміжвеличина можливого зсуву рейки 1. Найкращі рених вагонів є завжди меншими пролету поміж внузультати можливо одержати шляхом зварювання трішніми осями візків одного вагона, то спосіб рейок 1 з поздовжніми балками 7, однак це може працює навіть при нерівномірному, з невеликим бути використаним тільки на неголовних коліях. прискоренням або уповільненням, русі потяга. При В альтернативному варіанті (фіг.3-5) вирішенобробці результатів вимірювань необхідно відсліня проблеми гістерезису відбувається наступним дити останню вісь потяга: так, якщо в масиві даних чином. При проїзді колеса уздовж мірної ділянки 2 залишився тільки один інтервал Т1, то останній рейка 1 прогинається і у місцях кріплення тягне за вагон є двовісним, та якщо в масиві даних інтерсобою верхню частину пружних шарнірів, що рухавал Т4 відсутній, то вагон є чотиривісним. Для реється разом з рейкою 1 у цьому місці, а після знятшти типів вагонів даних завжди достатньо. Більш тя навантаження повертається у вихідне положентого, при ідентифікації шести- та восьмивісних ня з кожного боку мірної ділянки 2, повністю вагонів у масиві даних перед розпізнанням чергознімаючи проблему залишкового зсуву рейки 1. вого вагона можливо пропустити обробку двох і Кількість відносно безопорних ділянок рейкочотирьох осей. вого шляху (мірних ділянок) 2 та їх взаємне розДослідним шляхом доведено, що тільки завдяташування визначається заданою похибкою виміки схемі зачеплення опорною траверсою 22 за рювання, оскільки від кількості мірних ділянок головки 20 та 21 вертикальних зміцнювальних залежить кількість одночасних зважувань, що доелементів 11 та 12 силовий вплив гідравлічного зволяє знизити випадкову складову похибки вимідомкрата 23 на мірну ділянку рейки 1 є аналогічрювання, а при розташуванні сусідніх мірних діляним тому впливові, що викликає колесо і, відповіднок на відстані, яка дорівнює відстані між осями но, викликає такий самий напруженовізка, ще й з'являється можливість зважити візок деформований стан мірної ділянки рейки. Отже та порівняти суму навантажень на точку опори осі тарування вагів системи відбувається за рахунок із сумарним навантаженням, яке викликається навантаження рейки на мірній ділянці гідравлічним візком. При трьох таких мірних ділянках можна домкратом. провести три зважування кожної осі та два зважуТаким чином, створена вдосконалена система вання візка, що суттєво знижує випадкову складозважування вагонів та потягів під час руху, в якій ву похибки вимірювання. значно знижена похибка вимірювань та підвищені У способі ідентифікації вагонів та потягів під її експлуатаційні характеристики при суттєвому час руху в процесі зважування, що містить детекспрощені конструкції, а за рахунок досягнення затування та обробку інформації зважування, при значених вище переваг створений спосіб ідентифіобробці інформації від датчиків зважування аналікації вагонів та потягів під час руху в процесі звазують часові відрізки надходження чергової осі жування, якому притаманна підвищена точність вагона на відносно безопорну ділянку рейкового вимірювань. шляху, що забезпечує спрощення та підвищення Наведена вище система є придатною також до 15 57536 16 зважування нерейкових транспортних засобів, для творення, без зміни суті винаходу. чого в ній необхідні мінімальні конструктивні пере 17 Комп’ютерна верстка М.Клюкін 57536 Підписне 18 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601