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一、裝載機(jī)的特點(diǎn)和稱重計(jì)量

裝載機(jī)自重大,軸距短,且始終處于流動(dòng)作業(yè)狀態(tài),難以用固定位置的衡器對它所載貨物進(jìn)行稱量,否則會(huì)影響工作效率,因此,尋找一種使其在工作過程中完成對貨物稱重的方法,才能較好地解決這一問題。一般來說,對貨物計(jì)量的準(zhǔn)確度要求越高越好,稱重誤差一般要求在0.5%～2.5%左右。

裝載機(jī)進(jìn)行散堆貨物裝載時(shí),初期采用測比重畫線估算的方法來計(jì)算所裝貨物的重量,此法存在著誤差大、隨機(jī)性大、不便管理等特點(diǎn)。多裝,會(huì)造成直接經(jīng)濟(jì)損失和超載運(yùn)輸;少裝欠載,則會(huì)降低運(yùn)輸效能,損害客戶利益。許多礦產(chǎn)地處高山、計(jì)量問題難以解決。同時(shí),因裝載機(jī)無稱量裝置而使物料裝卸必須依賴于汽車轉(zhuǎn)運(yùn)過秤或使用地磅,裝卸效率低下,費(fèi)用也很高。

隨著鐵路、汽車、港口、碼頭等物流裝卸業(yè)的發(fā)展,裝載上貨效率、安全性和準(zhǔn)確性的要求越來越高。特別需要一種先進(jìn)的裝載機(jī)稱重系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)裝載過程中對貨物的自動(dòng)準(zhǔn)確計(jì)量,對于加強(qiáng)裝載作業(yè)管理,防止超載和欠載,提高裝卸作業(yè)效率和效益,保證車輛運(yùn)輸?shù)陌踩兄@著的實(shí)效。

但由于各計(jì)量裝置的生產(chǎn)單位的技術(shù)不同,所以計(jì)量方式與精度也不盡相同。下面就我們在加裝裝載機(jī)動(dòng)態(tài)自動(dòng)計(jì)量裝置實(shí)踐中的一些經(jīng)驗(yàn)談一點(diǎn)體會(huì)。

二、裝載機(jī)動(dòng)態(tài)自動(dòng)計(jì)量裝置的工作原理

采用測量起升油缸的油壓間接計(jì)量起升斗的貨物的質(zhì)量,由于起升油缸的油壓隨著起升高度的變化而變化,所以要采用定點(diǎn)計(jì)量的方法,來解決油壓隨著起升高度的問題。

一般采用接近開關(guān)來實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)計(jì)量,壓力傳感器測量油壓。有的采用雙油壓傳感器來測量進(jìn)油壓力和回油壓力,在實(shí)踐使用過程中,除非油門特別大,回油壓力才有變化,一般回油壓力沒有變化,所以一般裝一個(gè)壓力傳感器就可以滿足計(jì)量要求。裝油溫傳感器用于補(bǔ)償溫度漂移。在實(shí)踐使用過程中,發(fā)現(xiàn)如果壓力傳感器是有溫度補(bǔ)償?shù)母邷貍鞲衅?也沒有必要再另外安裝溫度傳感器。

在此,淺談一下裝載機(jī)動(dòng)態(tài)計(jì)量裝置的工作原理:裝載機(jī)稱重系統(tǒng)一般分為兩個(gè)部份,信號(hào)采集部分和信號(hào)處理及顯示部分。信號(hào)采集部分一般通過傳感器或者變送器實(shí)現(xiàn),信號(hào)采集的準(zhǔn)確程度對裝載機(jī)稱量的準(zhǔn)確度至關(guān)重要。動(dòng)態(tài)計(jì)量裝置主要包括:壓力傳感器(2只)、動(dòng)態(tài)控制儀表(帶打印功能)及安裝附件。

動(dòng)態(tài)計(jì)量裝置的主要功能特點(diǎn):(1)、累計(jì)裝載,重量設(shè)定、顯示和超重報(bào)警功能;(2)、單斗重量稱重和累計(jì)、顯示功能;(3)、貨車車型選擇或輸入功能,貨車車號(hào)錄入功能;(4)、操作者、裝載機(jī)編號(hào)和裝車站代號(hào)輸入功能;(5)、作業(yè)時(shí)間(年,月,日,時(shí),分)記錄功能;(6)、作業(yè)基本數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、打印與查詢功能;(7)、采用動(dòng)態(tài)采樣和小波理論分析法,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)標(biāo)定和動(dòng)態(tài)稱量,無須停斗,舉升過程中自動(dòng)稱重;(8)、使用裝載機(jī)電源供電;(9)、采用雙液壓傳感器及高精度A/D轉(zhuǎn)換器,精度更高;(10)、可設(shè)置自動(dòng)置零或手動(dòng)置零。

三、傳感器的選擇

根據(jù)裝載機(jī)的作業(yè)特點(diǎn),信號(hào)采集部分一般有壓力(油壓)傳感器、壓力(油壓)變送器兩種,需要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)的是傳感器防過載、抗震動(dòng)、絕緣性、抗干擾等性能要比較好。下面介紹兩種適用于裝載機(jī)的壓力傳感器和變送器:

A、電阻應(yīng)變壓力傳感器(俗稱貼片式傳感器PPM-242L)

在裝載機(jī)稱量貨物重量時(shí),連接鏟斗的油泵是不斷運(yùn)動(dòng)的,油泵內(nèi)的油(待測介質(zhì))經(jīng)過多次高壓后,溫度會(huì)升高,PPM-242L傳感器在應(yīng)變片的選擇上充分考慮了溫度因素,采用高溫應(yīng)變片,在制作過程中采取相應(yīng)措施讓傳感器溫度漂移盡可能的小(<±0.03%FS)。在安裝時(shí)一般是通過引壓管進(jìn)行安裝。這樣,傳感器承受的溫度和沖擊就得到了緩解,從而增加了設(shè)備使用的穩(wěn)定性。

PPM-242L的主要特點(diǎn):a、精度高,長期穩(wěn)定性好;b、密封好,耐腐蝕;c、低成本,性價(jià)比高。

B、濺射薄膜壓力(油壓)變送器(PPM-241A)

PPM-241A采用濺射薄膜技術(shù)并結(jié)合裝載機(jī)稱重系統(tǒng)的特點(diǎn)設(shè)計(jì),主要通過測量裝載機(jī)油壓進(jìn)而轉(zhuǎn)換成重量信號(hào),并根據(jù)客戶具體要求采用數(shù)字電路對傳感器信號(hào)處理。

該產(chǎn)品的特點(diǎn):a、信號(hào)大,易換算;b、精度高,穩(wěn)定性好;c、抗震動(dòng)、沖擊、過載能力好;d、抗干擾能力強(qiáng);e、耐腐蝕,耐高溫,溫度漂移小。

根據(jù)生產(chǎn)過程中積累的經(jīng)驗(yàn)和客戶反映的情況來看,油壓傳感器中PPM-242L是一款經(jīng)濟(jì)型傳感器,PPPM-241A變送器從性能、安裝的難易程度等角度上說是一款很不錯(cuò)的傳感器,其中PPM-241A型變送器,對后續(xù)信號(hào)處理和儀表顯示部分要求很低,更容易配套使用。

四、影響計(jì)量精度的因素

裝載機(jī)動(dòng)態(tài)自動(dòng)計(jì)量裝置所測的油壓有以下幾部分干擾成份:1.發(fā)動(dòng)機(jī)固有震動(dòng)造成油壓的周期變化;2.摩擦力的變化;3.起升斗的擺動(dòng);4.油門的變化。

發(fā)動(dòng)機(jī)固有震動(dòng)造成油壓的周期性變化,由于特性比較固定,所以容易解決。

摩擦力的變化隨著油溫的變化而變化,而且不同的機(jī)器也不盡相同,所以難以用固定的模式進(jìn)行補(bǔ)償。摩擦力的變化主要體現(xiàn)在零位的變化上,一般在油溫沒有達(dá)到穩(wěn)定時(shí),用戶采用間隔置零的方法,人工解決。等油溫穩(wěn)定后,摩擦力變化的影響就很小了。

起升斗的擺動(dòng)造成的誤差比較大,不同的機(jī)器,不同的駕駛員,不同的場地,影響的大小也不盡相同。不同廠家的計(jì)量裝置最后的計(jì)量精度也不盡相同。好的計(jì)量裝置能達(dá)到1-2%左右的計(jì)量精度。

油門變化造成的誤差比較大,一般計(jì)量裝置都有速度修正功能,在過計(jì)量點(diǎn)時(shí)油門不變,一般也能達(dá)到1%左右的計(jì)量精度。但在通過計(jì)量點(diǎn)時(shí),油門變化會(huì)造成比較大的計(jì)量誤差。目前沒有較好的計(jì)量裝置,能有效解決在通過計(jì)量點(diǎn)時(shí)油門變化的問題,所以有的采用加裝油門穩(wěn)定裝置來保證油門的穩(wěn)定。但一般采用培訓(xùn)駕駛員,以良好的駕駛習(xí)慣勻速通過計(jì)量點(diǎn)。一般駕駛員通過幾車的裝載訓(xùn)練后,都能基本保證勻速通過計(jì)量點(diǎn)。

五、起升斗擺動(dòng)影響的解決方法

不同廠家計(jì)量裝置的計(jì)量精度差異主要在此項(xiàng)問題的解決程度。由于起升斗擺動(dòng)的隨機(jī)性很大,受裝載貨物、車輛運(yùn)動(dòng)速度、地面條件、駕駛員的操作習(xí)慣等眾多因素的影響,所以難度較大。

不同廠家的計(jì)量裝置采用了不同的方法,減少起升斗的擺動(dòng)影響,大多采用平均加剔除的方法,但由于影響因素的復(fù)雜性,計(jì)量精度的波動(dòng)性很大,時(shí)好時(shí)壞,穩(wěn)定性不夠理想。

我們使用的動(dòng)態(tài)計(jì)量裝置,不是采用常用的Fourier變換,因?yàn)镕ourier變換計(jì)算工作量大,而且采集的數(shù)據(jù)含有豐富的頻率成分。我們采用小波理論把各種影響因素進(jìn)行系統(tǒng)的分析后,設(shè)計(jì)了一對獨(dú)特的樣條函數(shù),有效的解決了上述眾多的影響因素,達(dá)到了1%的較高計(jì)量精度。

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