超偏載儀防塵防結(jié)冰罩的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

史 超 代召國(guó)

（日照港鐵路運(yùn)輸公司 工程師 山東 日照 276800）

本文為了克服現(xiàn)有的鐵路超偏載檢測(cè)儀受環(huán)境影響大，防塵防結(jié)冰能力弱的不足，設(shè)計(jì)了一種新型超偏載檢測(cè)儀防塵防結(jié)冰罩，避免了由于板式傳感器應(yīng)力縫被堵塞造成的超偏載檢測(cè)數(shù)據(jù)失準(zhǔn)，保障了鐵路貨運(yùn)安全。

1 技術(shù)背景

目前，在我國(guó)使用的鐵路超偏載檢測(cè)儀中，測(cè)力元件主要是由剪力傳感器和板式壓里傳感器構(gòu)成，當(dāng)車輪行進(jìn)到傳感器測(cè)力區(qū)時(shí)，板式傳感器和剪力傳感器將所測(cè)力的信號(hào)傳遞到采集儀，采集儀一方面向傳感器供電，另一方面將傳感器輸出的微弱信號(hào)放大，將模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)送入計(jì)算機(jī)。最后經(jīng)計(jì)算機(jī)軟件分析后，得出超偏載各參數(shù)。

作為超偏載系統(tǒng)的核心部件，板式傳感器的作用是將壓力轉(zhuǎn)化成自身形變，并以電信號(hào)的形式輸出。這就需要環(huán)境為板式傳感器提供一個(gè)合理的形變空間，如圖1所示，即要保持其工作環(huán)境沒有灰塵等物堆積，否則會(huì)影響超偏載系統(tǒng)正常工作。

圖 1板式傳感器工作環(huán)境示意圖

超偏載檢測(cè)儀在實(shí)際使用過程中存在一些問題，2014年12月28日下午五點(diǎn)，我港12道13道超偏載儀出現(xiàn)了檢測(cè)數(shù)據(jù)異常的現(xiàn)象，經(jīng)檢查分析發(fā)現(xiàn)是由于當(dāng)天下雪，傍晚氣溫降低后使流入傳感器縫隙的融雪凍結(jié)，結(jié)冰層堵住了板式傳感器的的應(yīng)變空間，使傳感器與枕木貼合，傳感器起不到感應(yīng)壓力產(chǎn)生形變的作用。29日傍晚又發(fā)生了同樣的情況，兩次故障系同一原因?qū)е隆Ｈ鐖D2所示。

圖2 板式傳感器應(yīng)力縫被堵塞示意圖

2 技術(shù)改進(jìn)思路

結(jié)合我港實(shí)際，為克服現(xiàn)有的鐵路超偏載檢測(cè)儀受環(huán)境影響大，防塵防結(jié)冰能力弱的不足，本設(shè)計(jì)提供了一種新型超偏載檢測(cè)儀防塵防結(jié)冰罩，該保護(hù)罩不僅能夠保護(hù)傳感器不受外界低溫、粉塵的影響，而且在保正密封性的前的提下不會(huì)產(chǎn)生剛性的支撐力和影響板式傳感器的準(zhǔn)確測(cè)力。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：制作一套橡膠材質(zhì)保護(hù)罩，包裹在板式傳感器周圍，保護(hù)罩的裙邊自然下垂，使保護(hù)罩與枕木間形成一定夾角，達(dá)到排水防結(jié)冰的目的;保護(hù)罩與板式傳感器結(jié)合的部位使用密封膠密封，確保兩者密貼，達(dá)到防塵的目的。

本實(shí)用型設(shè)計(jì)的效果是，在保證超偏載檢測(cè)儀使用精度的前提下，最大限度的保護(hù)板式傳感器不受外界環(huán)境影響，壓縮因超偏載儀故障導(dǎo)致的火車停時(shí)和避免由于板式傳感器應(yīng)力縫被堵塞造成的超偏載檢測(cè)數(shù)據(jù)失準(zhǔn)，保障了鐵路貨運(yùn)安全。

3 材料及技術(shù)數(shù)據(jù)說明

外觀方面：結(jié)合實(shí)際測(cè)量，采用裙邊形設(shè)計(jì)，在保證不會(huì)對(duì)搗固機(jī)工作造成影響的前提下，最大限度的增大了保護(hù)罩的面積，裙邊自然下垂，與軌枕形成坡面，使積水能夠順暢的從板式傳感器頂面排出，減小了水造成的影響。

材料方面：超偏載防塵防結(jié)冰罩采用橡膠板制成，造價(jià)低廉，耐腐蝕能力強(qiáng)，由于橡膠材料柔性，在保證保護(hù)罩與板式傳感器密貼度的同時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生剛性的支撐力，確保了超偏載檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

結(jié)合板式傳感器的外觀尺寸和設(shè)計(jì)要求，超偏載儀防塵防結(jié)冰罩的成品及效果分別如圖3～圖4所示。

圖3 超偏載儀防塵防結(jié)冰罩成品

圖4 超偏載儀防塵防結(jié)冰罩實(shí)驗(yàn)效果

4 安裝實(shí)施步驟

由于傳感器應(yīng)力部分位于鋼軌下方，改造時(shí)不可能把鋼軌移開再進(jìn)行安裝，經(jīng)過技術(shù)人員研究確定保護(hù)罩安裝流程如下。

1）先將保護(hù)罩中間部分裁開。

2）敞開切口繞開鋼軌將保護(hù)罩套在傳感器上。

3）確定保護(hù)罩與傳感器各部分貼合良好后將豁口用排釘封上。

超偏載檢測(cè)儀防塵防冬季結(jié)冰罩安裝前后效果分別見圖5和圖6。

圖5 安裝前效果

圖6 安裝后效果

5 改進(jìn)效果

改進(jìn)后經(jīng)歷了三次大雪的考驗(yàn)，沒有再發(fā)生由于融雪凍結(jié)造成的板式傳感器應(yīng)力縫堵塞現(xiàn)象，從檢修人員日常檢修反饋情況來看，在超偏載儀防塵防結(jié)冰罩的保護(hù)下，板式傳感器應(yīng)力縫清晰，無雜物，使用效果明顯。維護(hù)由原來的每次3個(gè)小時(shí)降低到半個(gè)小時(shí)，減少了維護(hù)人員的作業(yè)量。達(dá)到了預(yù)期目的。超偏載防塵防結(jié)冰罩的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)是該成果的應(yīng)用，有效地解決了超偏載檢測(cè)儀，板式傳感器應(yīng)力縫在低溫、高粉塵環(huán)境下容易被堵塞的問題。使超偏載檢測(cè)儀的故障率由原先的平均每年13.5次下降為現(xiàn)在的平均每年1次。降低了故障率，提高了超偏載檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，保障了貨運(yùn)質(zhì)量和出港效率。

6 結(jié)束語

本實(shí)用型設(shè)計(jì)涉及一種鐵路超偏載檢測(cè)儀板式傳感器保護(hù)裝置，尤其針對(duì)高粉塵，低溫度環(huán)境下應(yīng)用的超偏載檢測(cè)儀。超偏載防塵防冬季結(jié)冰罩的研發(fā)，填補(bǔ)了同類產(chǎn)品的空白，特別適用于高寒高緯度地區(qū)使用的鐵路超偏載檢測(cè)儀，日后可以作為超偏載檢測(cè)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)配件，在行業(yè)中推廣。