[发明专利]铁路货车超偏载实时检测方法及便携式装置

权利要求书

1.一种铁路货车超偏载实时检测方法，其特征是，包括：

1)将四个车体测距模块分别安装于车体四个枕梁中心处，每个车体测距模块的基础连接单元竖直固定于车辆底架枕梁中心处的侧梁外侧或底部；

2)按下测距单元置零按钮，测距单元显示为0，此时车辆装载货物重量为0；

3)当装载货物总重量为A时，车辆底架上四个枕梁处转向架承载弹簧压缩量分别为h₁、h₂、h₃、h₄，此时相应四个测距单元将此压缩量转变为数字信号并显示为h₁、h₂、h₃、h₄；

4)此数字信号经由连接线传至无线信号发送单元，无线信号发送单元将此数字信号转换为无线信号并以无线信号形式发射出去；

5)数据处理模块的无线信号接收单元接收到此无线信号后，将此无线信号转换为数字信号并经由连接线发送至数据处理单元；

6)数据处理单元将输入数字信号进行计算处理；

7)计算处理后的数据与存储于数据处理单元的ROM存储器中的对应车型相关数据进行判断比较，判断是否超载或偏载；

所述步骤6)中的数据处理及步骤7)中的超载或偏载判断方法如下：

A).重心横向偏载计算

定义：与h₁、h₃相同侧车辆的一侧为车辆一位侧，与h₂、h₄相同侧车辆的一侧为车辆二位侧；

由弹簧特性曲线得出，弹簧压缩量为h₁、h₂、h₃、h₄时载荷分别为h₁c₁、h₂c₂、h₃c₃、h₄c₄；

则车辆一位侧载荷m₁为h₁c₁+h₃c₃；车辆二位侧载荷m₂为h₂c₂+h₄c₄；

重心横向距一位侧距离为h1c1+h3c3(h1c1+h3c3)+(h2c2+h4c4)L]]>

重心横向偏移量为L2-h1c1+h3c3(h1c1+h3c3)+(h2c2+h4c4)L]]>

根据铁路货物装载加固规则装车后货物重心横向偏移量不得超过100mm，所以

L2-h1c1+h3c3(h1c1+h3c3)+(h2c2+h4c4)L≤100;]]>

即h1c1+h3c3(h1c1+h3c3)+(h2c2+h4c4)≥12-100L;]]>

令横向偏载系数k=h1c1+h3c3(h1c1+h3c3)+(h2c2+h4c4),]]>额定偏载系数K=12-100L;]]>

即当k≥K时，横向偏载不超限；

当k＜K时，横向偏载超限；

此时，若(h₁c₁+h₃c₃)—(h₂c₂+h₄c₄)＜0，即m₁＜m₂，则二位侧偏载超限；

若(h₁c₁+h₃c₃)—(h₂c₂+h₄c₄)＞0，即m₁＞m₂，则一位侧偏载超限；

B)、重心纵向偏载计算

定义：与h₁、h₃相近端的车辆一端为车辆一位端，与h₂、h₄相近端的车辆一端为车辆二位端；

车辆一位端转向架载荷t₁为h₁c₁+h₂c₂；车辆二位端转向架载荷t₂为h₃c₃+h₄c₄；

车辆一位、二位端载荷差值|t₁-t₂|为|(h₁c₁+h₂c₂)-(h₃c₃+h₄c₄)|；

根据铁路货物装载加固规则：纵向偏移时，两转向架承受重量之差不得大于10吨，所以

|t₁-t₂|≤10×10³g

|(h₁c₁+h₂c₂)-(h₃c₃+h₄c₄)|≤10×10³g

令纵向偏载载荷n＝|t₁-t₂|＝(h₁c₁+h₂c₂)-(h₃c₃+h₄c₄)，纵向偏载限荷N＝10×10³g

即当|n|≤N时，纵向偏载不超限；

当|n|＞N时，纵向偏载超限；

此时，若n＜0，即(h₁c₁+h₂c₂)-(h₃c₃+h₄c₄)＜0，则二位端偏载超限；

若n＞0，即(h₁c₁+h₂c₂)-(h₃c₃+h₄c₄)＞0，则一位端偏载超限；

C)超载计算

根据铁路货物装载加固规则：每个车辆转向架所承受的货物重量不得超过货车容许载重量的二分之一，所以

t₁≤T/2即h₁c₁+h₂c₂≤T/2

t₂≤T/2即h₃c₃+h₄c₄≤T/2

即当h₁c₁+h₂c₂≤T/2时，一位端不超载；

当h₃c₃+h₄c₄≤T/2时，二位端不超载；

当h₁c₁+h₂c₂＞T/2时，一位端超载；

当h₃c₃+h₄c₄＞T/2时，二位端超载；

前述A)、B)、C)中各字母代表含义：

h₁、h₂、h₃、h₄——测距仪显示读数，即转向架各侧弹簧挠度，单位mm；

c₁、c₂、c₃、c₄——转向架各侧弹簧挠度为h₁、h₂、h₃、h₄时对应的各侧弹簧刚度之和，单位N/mm；

m₁、m₂——车辆一位侧、二位侧载荷，单位N；

t₁、t₂——车辆一位端、二位端载荷t₁，单位N；

L——底架枕梁处外宽，单位mm；

g——重力加速度，单位N/kg；

T——货车容许载荷，单位N；

K——横向偏载系数；

K——额定偏载系数；

n——纵向偏载载荷，单位N；

N——纵向偏载限荷，单位N；

当发生超载或偏载时，数据处理单元即向报警单元发出电脉冲，所对应的报警装置发出声光报警；当装载完货物，未发生报警时，此时按下智能数据处理终端的存储按钮，此辆车的各装载系数即传至存储单元存储；当需要打印时即能够通过打印单元将存储单元内存储数据打印。