RU2311620C2 - Device for measuring mass of cargo transported by vehicle - Google Patents
Device for measuring mass of cargo transported by vehicleInfo
- Publication number
- RU2311620C2 RU2311620C2 RU2005122420/28A RU2005122420A RU2311620C2 RU 2311620 C2 RU2311620 C2 RU 2311620C2 RU 2005122420/28 A RU2005122420/28 A RU 2005122420/28A RU 2005122420 A RU2005122420 A RU 2005122420A RU 2311620 C2 RU2311620 C2 RU 2311620C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- suspension
- sensors
- mass
- electronic
- load
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано в горной, строительной и других отраслях хозяйства для контроля следующих параметров: оперативного взвешивания загрузки автосамосвала, массы перевозимого груза транспортным средством, распределения нагрузки на оси колесных пар, диагностики работоспособности пневмогидроподвески, в том числе определения сил «сухого трения» в пневмогидроцилиндрах (предельно допустимого гистерезиса), оценки качества дороги при перевозке по ней грузов карьерными самосвалами.The invention relates to weighing equipment and can be used in mining, construction and other industries to control the following parameters: operational weighing of the load of the dump truck, the mass of the transported cargo by the vehicle, load distribution on the axles of the wheelsets, diagnostics of the performance of the air and hydraulic suspension, including the determination of forces dry friction ”in pneumohydrocylinders (maximum permissible hysteresis), assessing the quality of the road during transportation of goods by dump trucks.
Известно устройство для взвешивания груза в автосамосвале во время загрузки (А.С. СССР №1190203, МКП G01G 19/12, оп. 1985 г.), содержащее датчики давления в цилиндрах подвески, подсоединенные к полостям цилиндров подвески при помощи имеющихся обратных клапанов. Датчики давления по два подключены к входам блока суммирования и усиления, к выходу которого подключены сигнальный блок, выходной прибор и дифференциатор. Для повышения точности результатов взвешивания в известном устройстве используют элементы временной задержки. Однако увеличение точности измерений может быть реализовано в условиях, близких к идеальным: самосвал стоит на ровной площадке без уклона, эмпирические коэффициенты подобраны для определенной температуры времени года, при этом силы «сухого трения» не изменяются во всех подвесках со временем и т.д. Подвеска может быть только частично работоспособной. Поэтому известное устройство не обладает высокой точностью в условиях эксплуатации самосвала.A device for weighing cargo in a truck during loading (AS USSR No. 1190203, MKP G01G 19/12, op. 1985), containing pressure sensors in the suspension cylinders connected to the cavities of the suspension cylinders using the available check valves. Two pressure sensors are connected to the inputs of the summing and amplifying unit, the output of which is connected to a signal unit, an output device, and a differentiator. To improve the accuracy of the weighing results in the known device using the elements of the time delay. However, increasing the accuracy of measurements can be realized under conditions close to ideal: the dump truck is on a flat site without a slope, empirical coefficients are selected for a certain temperature of the season, while the forces of "dry friction" do not change in all suspensions with time, etc. The suspension can only be partially functional. Therefore, the known device does not have high accuracy in the conditions of operation of the truck.
Известно устройство (А.С. СССР №1550328, МПК G01G 19/08, оп. 1989 г.), в котором точное измерение массы груза происходит при разгрузке автосамосвала в момент отрыва платформы от рамы автосамосвала при соответствующем срабатывании датчика. Устройство содержит датчики давления, установленные в гидроцилиндре механизма подъема платформы и надпоршневых областях задних гидроцилиндров подвески. Повышение точности взвешивания груза в известном устройстве достигают за счет введения коррекция продольного и (или) поперечного кренов автосамосвала, путем введения датчиков продольного и поперечного кренов рамы автосамосвала с электрическими преобразователями, выходной сигнал которых пропорционален косинусам измеряемых углов. Такой подход позволяет производить взвешивание при выгрузке на наклонные площадки, но не избавляет от таких проблем как перегрузка самосвала во время погрузки, отсутствие учета сил трения в подвесках и влияние температуры окружающей среды на результаты взвешивания и т.д.A device is known (AS USSR No. 1550328, IPC
Наиболее близким по технической сущности к описываемому изобретению является устройство контроля массы груза, перевозимого самосвалом, и подвески карьерного самосвала (А.С. СССР №1464045, МПК G01G 19/08, оп. 1990 г.), содержащее электронные датчики массы груза, определяющие нагрузку на каждый кронштейн подвески автосамосвала в тоннах, датчик спидометра, микропроцессор, блок сопряжения датчиков с микропроцессором и средства доставки электрических сигналов, блок памяти, блок перезапуска, сигнализаторы, табло и блок клавишных переключателей.The closest in technical essence to the described invention is a device for controlling the mass of cargo carried by a dump truck, and the suspension of a mining truck (AS USSR No. 1464045, IPC G01G 19/08, op. 1990), containing electronic load mass sensors that determine the load on each suspension bracket of the dump truck in tons, a speedometer sensor, a microprocessor, a sensor interface unit with a microprocessor and electric signal delivery means, a memory unit, a restart unit, signaling devices, a display panel and a key switch block.
Известное устройство имеет расширенные функциональные возможности и может быть использовано для контроля массы груза транспортного средства, распределения нагрузки на оси колесных пар и состояния работоспособности рессор.The known device has enhanced functionality and can be used to control the mass of the cargo of the vehicle, the load distribution on the axis of the wheelsets and the health status of the springs.
В то же время известное устройство не предполагает получать информацию о продольном и поперечном наклоне рамы самосвала, о температурных изменениях и, следовательно, осуществлять соответствующие коррекции измерений, а также не обеспечивает возможность использовать методики диагностики работоспособности силовых устройств транспортного средства, что не позволяет достигать достаточной степени точности определения массы перевозимого груза, например, карьерных самосвалов, где установлены пневмогидроподвески.At the same time, the known device does not intend to obtain information about the longitudinal and transverse inclination of the truck frame, about temperature changes and, therefore, to carry out appropriate measurement corrections, and also does not provide the ability to use diagnostic methods for the operability of vehicle power devices, which does not allow to achieve a sufficient degree the accuracy of determining the mass of the transported cargo, for example, mining dump trucks, where pneumatic and hydraulic suspensions are installed.
Таким образом, технический результат, достигаемый в результате реализации описываемого изобретения, состоит в повышении точности контроля массы перевозимого груза за счет непрерывного получения достоверных и точных массовых показателей груза в кузове транспортного средства как во время загрузки, так и при транспортировке и разгрузке, а также повышение надежности функционирования силовых узлов транспортного средства и расширение функциональных возможностей за счет возможности диагностирования силовых узлов транспортного средства, в том числе за счет контроля подвески карьерного самосвала, и по результатам проведенных диагностик своевременного технического обслуживания и ремонта.Thus, the technical result achieved as a result of the implementation of the described invention consists in increasing the accuracy of controlling the mass of the cargo carried by continuously obtaining reliable and accurate mass indicators of the cargo in the vehicle body both during loading and during transportation and unloading, as well as increasing the reliability of the power nodes of the vehicle and the expansion of functionality due to the possibility of diagnosing the power nodes of the vehicle, including due to the control of the suspension of a mining truck, and according to the results of diagnostics of timely maintenance and repair.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве, содержащем электронные датчики массы груза, определяющие нагрузку на каждый кронштейн подвески автосамосвала в тоннах, датчик спидометра, микропроцессор, блок сопряжения датчиков с микропроцессором и средства доставки электрических сигналов, блок памяти, блок перезапуска, сигнализаторы, табло и блок клавишных переключателей, электронный датчик массы груза встроен в цилиндрический палец с выполненным в нем технологическим разрезом, параллельным оси пальца, причем палец является частью оборудования подвески, размещен в проушинах кронштейна подвески, выполняет роль упругого элемента, функционирующего на изгиб, и способен к микроизменениям ширины под воздействием силовой нагрузки, а на одном из торцов пальца по обе стороны от разреза закреплены соответственно магнитная система и магниточувствительный элемент Холла с мини-платой 4 усилителя сигнала, находящиеся в связи посредствам магнитного поля, дополнительно введены датчики давления с электрическими преобразователями, установленные в верхние надпоршневые полости задних и передних пневмогидроцилиндров подвески, также введены электронные датчики температуры и электронные датчики углов продольного и поперечного кренов рамы автосамосвала с электрическими преобразователями, выходной сигнал которых пропорционален косинусу измеряемых углов, причем все выходы датчиков подключены к входу блока сопряжения.The specified technical result is achieved in that in a device containing electronic load mass sensors that determine the load on each bracket of the dump truck suspension in tons, a speedometer sensor, a microprocessor, a sensor interface unit with a microprocessor and electric signal delivery means, a memory unit, a restart unit, signaling devices, a board and a block of key switches, an electronic load mass sensor is built into a cylindrical finger with a technological cut made in it parallel to the axis of the finger, and c is part of the suspension equipment, located in the eyes of the suspension bracket, acts as an elastic element that functions to bend, and is capable of micro-changes in width under the influence of a force load, and a magnetic system and a magnetically sensitive Hall element are fixed on one of the ends of the finger on either side of the section with a mini-board 4 signal amplifiers that are connected by means of a magnetic field, pressure sensors with electric converters installed in the upper Piston cavities of the rear and front pneumatic and hydraulic cylinders of the suspension; electronic temperature sensors and electronic angle sensors of the longitudinal and transverse rolls of the dump truck frame with electric converters, the output signal of which is proportional to the cosine of the measured angles, are introduced, all sensor outputs are connected to the input of the interface unit.
На чертеже представлено описываемое устройство, гдеThe drawing shows the described device, where
- на фиг.1 показана структурная схема устройства;- figure 1 shows the structural diagram of the device;
- на фиг.2 изображены графики сигнала от датчика давления как функция времени на различных участках при работоспособной подвеске: а) при движении незагруженного автосамосвала, б) в процессе погрузки, в) во время движения, г) в процессе разгрузки, д) при движении разгруженного самосвала;- figure 2 shows the graphs of the signal from the pressure sensor as a function of time in different areas with a working suspension: a) during movement of an unloaded dump truck, b) during loading, c) during movement, d) during unloading, e) during movement dump truck;
- на фиг.3 изображены графики сигнала от датчика давления как функция времени на различных участках (аналогичные представленным на фиг.2) при неработоспособной подвеске;- figure 3 shows graphs of the signal from the pressure sensor as a function of time in different areas (similar to those presented in figure 2) with an inoperative suspension;
- на фиг.4 представлен узел установки датчика массы груза в проушинах кронштейна подвески;- figure 4 presents the installation site of the load mass sensor in the eyes of the suspension bracket;
- на фиг.5 показана величина массы груза в кузове автосамосвала во время калибровки при разгрузке краном штучных грузов, общей массой 40 тонн, как функция времени, полученная по данным датчиков массы.- figure 5 shows the value of the mass of the cargo in the back of the truck during calibration when unloading crane piece goods, with a total mass of 40 tons, as a function of time, obtained according to the mass sensors.
Устройство содержит четыре электронных датчика 1 массы груза, определяющих нагрузку на кронштейн подвески автосамосвала, четыре датчика 2 давления с электрическими преобразователями, установленных в верхние надпоршневые полости задних и передних пневмогидроцилиндров подвески, электронные датчики 3 температуры, расположенные в непосредственной близости от датчиков 2 давления и находящиеся с ними в едином температурном поле, электронный датчик 4 продольного крена рамы автосамосвала, электронный датчик 5 поперечного крена рамы автосамосвала, электронный датчик 6 спидометра; блок сопряжения 7 датчиков с микропроцессором 8, комплексный блок памяти 9, включающий два вида энергонезависимой памяти (фискальной и обычной), программный блок и блок защиты (на структурной схеме фиг.1 они не выделены в отдельные блоки), табло 10; сигнализатор диагностики подвесок 11, сигнализатор разрешения загрузки 12; сигнализатор 13 «окончание загрузки - перегрузка», блок перезапуска 14; блок клавишных переключателей 15.The device contains four electronic sensors 1 of the mass of the load, determining the load on the suspension bracket of the truck, four pressure sensors 2 with electric converters installed in the upper supra-piston cavities of the rear and front pneumatic and hydraulic cylinders of the suspension, electronic temperature sensors 3 located in close proximity to the pressure sensors 2 and located with them in a single temperature field, an electronic sensor 4 of the longitudinal roll of the truck frame, an
Для малотоннажных карьерных самосвалов, имеющих по 6 пневмогидроподвесок, используют датчики 1, 2 и 3 в количестве по 6 штук на каждую машину. В дальнейшем описание устройства происходит на примере большегрузных самосвалов марки БелА3-75131 с четырьмя пневмогидроподвесками.For small tonnage mining trucks with 6 pneumatic and hydraulic suspensions, sensors 1, 2 and 3 are used in the amount of 6 pieces for each machine. In the future, a description of the device takes place on the example of BelA3-75131 heavy-duty dump trucks with four pneumatic and hydraulic suspensions.
Фискальная память блока 9 служит для записи информации о величине и времени перегрузки автомобиля. Объем памяти обеспечивает накопление и хранение информации в течение всего срока гарантийного обслуживания автомобиля. Фискальная память имеет защиту от несанкционированного доступа.The fiscal memory of block 9 is used to record information about the size and time of the car overload. The amount of memory provides the accumulation and storage of information throughout the warranty period of the car. Fiscal memory is protected against unauthorized access.
Объем обычной памяти обеспечивает накопление и хранение данных в течение шести дней при непрерывной работе в течение 24 часов, после этого срока производят запись поверх имеющихся данных. Блок 9 обеспечивает связь с компьютером по шине последовательного интерфейса типа СОМ, для предоставления возможности копирования информации на компьютер для анализа и ведения статистики. Формат данных обеспечивает возможность обработки в программе Microsoft Excel.The volume of ordinary memory provides the accumulation and storage of data for six days with continuous operation for 24 hours, after this period they record over the available data. Block 9 provides communication with a computer via a serial interface bus such as COM, to provide the ability to copy information to a computer for analysis and statistics. The data format allows processing in Microsoft Excel.
В качестве датчиков давления 2 могут быть использованы датчики МН-1 (производитель фирма «Wika»).As pressure sensors 2, sensors MN-1 (manufacturer Wika) can be used.
Электронный датчик массы груза 1, определяющий нагрузку на кронштейн подвески автосамосвала, встроен в цилиндрический палец 16 (фиг.4) со специально выполненным тонким шириной около 200 микрон технологическим разрезом 17, параллельным продольной оси пальца, причем палец является частью оборудования подвески и размещен в проушинах кронштейна подвески 18, выполняет роль упругого элемента, функционирующего на изгиб, и способен к микроизменениям ширины под воздействием измеряемой силовой нагрузки F, когда в центральной части пальца приложена сила реакции Q со стороны штока пневмогидроцилиндра подвески. Болт 20, вкрученный в отверстие пальца 21, предохраняет палец от смещений в плоскости, перпендикулярной силе F. На одном из торцов пальца по обе стороны от разреза 17 закреплены соответственно магнитная система 22 и магниточувствительный элемент Холла 23 с мини-платой усилителя сигнала 24, находящиеся в связи посредствам магнитного поля. В простейшем случае магнитная система представляет собой два миниатюрных идентичных магнита, расположенных параллельно друг другу, с полюсами, направленными навстречу другу-другу. Элемент Холла 23 приближенно устанавливается посредине между магнитами в области с нулевой индукцией магнитного поля. При воздействии измеряемой силы F, приводящей к уменьшению высоты разреза 17, элемент Холла 23 микроперемещается в магнитном поле магнитной системы 22 и генерирует сигнал, который пропорционален измеряемой силе F, т.е. массе груза. Сигнал усиливается мини-платой усилителя 24. Датчик герметично закрыт крышкой 25 с резиновым уплотнением на фланце (на фиг.4 не показано), которая крепится к пальцу 16.An electronic load mass sensor 1, which determines the load on the suspension bracket of the truck, is embedded in a cylindrical pin 16 (Fig. 4) with a specially made thin section of about 200 microns
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
При включении бортового питания в датчиках 1 формируются сигналы, пропорциональные нагрузкам на каждый кронштейн подвески автосамосвала; в датчиках 2 - сигналы, пропорциональные давлениям газа в каждой из надпоршневых полостей гидроцилиндров подвески; в датчиках 3 - сигналы о температуре; в датчиках 4 и 5 - соответственно сигналы о продольном и поперечном кренах. При полностью разгруженном автосамосвале водитель нажимает клавишу блока 15, соответствующую началу работы. При этом из блока перезапуска 14 в микропроцессор 8 приходит сигнал о начале работы и микропроцессор 8 начинает выполнять программу, заложенную в блок памяти 9. По команде программы происходит сравнение показаний датчиков 1 с предыдущими показаниями при отсутствии груза в автосамосвале. При необходимости показания датчиков 1 обнуляются. Сигнал с электронного датчика 6 спидометра запоминается. Основная программа начинает тестировать все блоки диагностики устройства, результаты которой высвечиваются на табло 10 в течение не менее 10 секунд. После окончания диагностики, при нормальной работе элементов загорается сигнализатор 12 «загрузка разрешена». При загрузке сигналы с датчиков 1-6 поступают в блок сопряжения с микропроцессором 7, при этом микропроцессорный модуль 8 переходит на ветвь основной программы, заложенной в блоке памяти 9. По сигналам с датчиков 1 формируются и запоминаются данные о распределении нагрузки на оси колесных пар (суммируются данные по передним и задним подвескам) общей массы груза. При этом происходит линеаризация снимаемой датчиками массы груза характеристик усилий на каждый кронштейн подвески в динамике и сглаживание по времени (фильтрация значений, например, при использовании стандартной программы Microsoft Excel). Для каждого датчика 1 в памяти содержится свой нормировочный коэффициент k, полученный в результате проведения калибровочных измерений с калиброванными грузами в статическом режиме (фактически - это линейная зависимость сигнала у от массы х вида у = kx + b).When on-board power is turned on, sensors 1 generate signals proportional to the loads on each suspension bracket of the truck; in sensors 2, signals proportional to gas pressures in each of the above-piston cavities of the suspension hydraulic cylinders; in sensors 3 — temperature signals; in
По данным суммирования сигналов с датчиков 1 со своими нормировочными коэффициентами вычисляется общая масса груза в кузове, которая уточняется по результатам показаний датчиков 4 и 5, отвечающих за продольный и поперечный крен рамы автосамосвала относительно вектора g - ускорения свободного падения. Зависимости от косинусов углов продольного и поперечного крена рамы заведены в блок памяти 9 при калибровочных испытаниях. При загрузке кузова, близкой к номинальной, начинает мигать сигнализатор 12 «загрузка разрешена», и после 97% загрузки гаснет сигнализатор 12 и включается сигнализатор 13 «загрузка окончена» либо указывается уровень перегрузки, который записывается и сохраняется в фискальную память блока 9. При движении груженого карьерного самосвала информация с датчиков 1-6 поступает через блок сопряжения 7 в микропроцессор и после программного сжатия записывается в обычную память блока 9. После разгрузки показания всех датчиков 1 и 2 запоминаются в микропроцессорном блоке памяти 9.According to the summation of the signals from sensors 1 with their normalization coefficients, the total mass of the load in the body is calculated, which is refined by the results of the
При движении транспортного средства информацию о массе перевозимого груза можно получать двумя независимыми способами: по результатам измерений и их обработке на основе показаний датчиков массы 1 и по результатам измерений и их обработке на основе показаний датчиков давления 2, при условии их независимой калибровки по известным массам. Если разность показаний массы груза, определенная двумя независимыми способами превышает 3%, то требуется нахождения причины разброса и ее устранение. Например, такое возможно, когда погрешность измерений каким-либо из датчиков вышла за пределы допускаемой вследствие плавного изменения его характеристик. Требуется замена или новая калибровка датчиков. Таким образом, устройство обладает функцией самодиагностики по измерению массы перевозимого груза и, следовательно, повышенной достоверностью измерения массы.When the vehicle is moving, information about the mass of the transported cargo can be obtained in two independent ways: according to the measurement results and their processing based on the readings of mass sensors 1 and according to the measurement results and their processing based on the readings of pressure sensors 2, provided that they are independently calibrated against known masses. If the difference in the readings of the mass of the cargo, determined by two independent methods exceeds 3%, then it is necessary to find the cause of the spread and eliminate it. For example, this is possible when the measurement error by any of the sensors has gone beyond the permissible due to a smooth change in its characteristics. Replacement or new sensor calibration required. Thus, the device has a self-diagnosis function for measuring the mass of the transported cargo and, therefore, increased reliability of the mass measurement.
Для контроля работоспособности и диагностики подвески к блоку 9 подключают переносной компьютер (ноутбук) и информация от датчиков по шине последовательного интерфейса типа СОМ скачивают и записывают на винчестер компьютера для дальнейшей графической обработки и анализа. На фиг.2 изображена экспериментальная зависимость показания датчика давления 2 (зависимость силы тока J от времени) в одной из передних подвесок карьерного самосвала БелА3-7531 при различных режимах: а) при движении незагруженного автосамосвала, б) в процессе погрузки, в) во время движения, г) в процессе разгрузки, д) при движении разгруженного самосвала для нормально работоспособной подвески. На фиг.3 приведена экспериментальная зависимость силы тока J от времени при различных режимах: а) при движении незагруженного автосамосвала, б) в процессе погрузки, в) во время движения, г) в процессе разгрузки, д) при движении разгруженного самосвала для неработоспособной подвески. Сравнение фиг.2 и 3 позволяет сделать точные выводы о состоянии подвески.To monitor the performance and diagnostics of the suspension, a portable computer (laptop) is connected to block 9 and the information from the sensors is downloaded and written to the computer’s hard drive for serial graphic processing and analysis via the serial interface bus type COM. Figure 2 shows the experimental dependence of the readings of the pressure sensor 2 (the dependence of the current strength J on time) in one of the front suspensions of the BelA3-7531 mining dump truck in various modes: a) when an unloaded dump truck moves, b) during loading, c) during movement, d) during unloading, e) during the movement of an unloaded dump truck for a normally working suspension. Figure 3 shows the experimental dependence of the current strength J on time under various modes: a) during movement of an unloaded dump truck, b) during loading, c) during movement, d) during unloading, e) during movement of an unloaded dump truck for inoperative suspension . A comparison of figure 2 and 3 allows you to make accurate conclusions about the state of the suspension.
В нормальном режиме эксплуатации сила тока, получаемого от датчика давления, всегда должна колебаться (на движущемся транспортном средстве) относительно некоторого среднего уровня, определяемого массой перевозимого груза. Уровень силы тока J в 4000 мкА соответствует атмосферному давлению. Фиг.3 иллюстрирует, что в процессе погрузки подвеска сложилась. В процессе движения транспортного средства подвеска несколько раскрывается и снова ложится на металл. В результате этого мы видим, что пики тока в верхней части графика отсутствуют. И как следствие неработоспособности подвески карьерный самосвал осуществляет перевозку горной массы не на амортизаторах-подвесках, а на голой раме транспортного средства, что ведет к преждевременному выходу из строя рамы и прочего силового оборудования автосамосвала.In normal operation, the current received from the pressure sensor should always fluctuate (on a moving vehicle) relative to a certain average level determined by the mass of the transported cargo. A current level J of 4000 μA corresponds to atmospheric pressure. Figure 3 illustrates that in the process of loading the suspension has developed. In the process of moving the vehicle, the suspension opens slightly and rests on the metal again. As a result of this, we see that there are no current peaks at the top of the graph. And as a result of suspension failure, the mining truck does not transport rock mass on shock absorbers, but on the bare frame of the vehicle, which leads to premature failure of the frame and other power equipment of the dump truck.
Кроме качественного контроля и диагностики работоспособности каждой пневмогидроподвески устройство позволяет измерять силу «сухого трения» в подвеске и определять величину механического гистерезиса и его изменения во время эксплуатации, что является важной количественной характеристикой подвески. Разгрузка очередного ковша экскаватора вызывает колебания давления, воспринимаемого каждым из датчиков 2. Для конкретной подвески после окончания колебаний поршень цилиндра застревает в одной из зон нечувствительности (+Рн, -Рн), образованных силами сухого трения, следовательно, в показаниях датчика давления 2 для этой подвески будет наблюдаться неоднозначность показаний давления Р (гистерезис) на всем цикле колебаний и остановки поршня. Величина гистерезиса является функцией механической колебательной системы с затуханием. Она существенным образом зависит от механических параметров, например от соосности установки и хода поршня в цилиндре, так и от температуры, значительно изменяющей вязкость масла в соответствии с его маркой, коэффициент трения из-за теплового расширения деталей подвески (при нагревании), их износа и т.д. Поэтому важной количественной характеристикой подвески является не только величина силы «сухого трения», но и величина предельного гистерезиса, при достижении которого требуется профилактический ремонт узлов подвески или замена масла. Сущность измерения силы сухого трения в пневмогидроподвеске с помощью предлагаемого устройства следующая. При движении транспортного средства с калибровочной массой М0 сигнал с датчика давления 2 может быть прокалиброван в единицах массы перевозимого груза, т.к. силы «сухого трения» в подвеске хаотично-знакопеременны и их сумма, усредненная по времени движения, равна нулю, что соответствует горизонтальному участку, который образуется в результате усреднения и фильтрации выбросов показаний тока J, например, представленных на фиг.2 в режиме в). В режиме загрузки или остановки транспортного средства, в каждый фиксированный момент времени t0 величина давления, измеряемая датчиком 2 в подвеске, определяется суммой двух сил: веса груза и силы «сухого трения». Показания датчика массы груза 1 этой же подвески определяются только массой перевозимого груза.In addition to quality control and diagnostics of the operability of each air-hydraulic suspension, the device allows you to measure the force of "dry friction" in the suspension and determine the value of the mechanical hysteresis and its changes during operation, which is an important quantitative characteristic of the suspension. Unloading the next excavator bucket causes pressure fluctuations perceived by each of the sensors 2. For a particular suspension, after the oscillations end, the cylinder piston gets stuck in one of the dead zones (+ Рн, -Рн) formed by the forces of dry friction, therefore, in the pressure sensor 2 for this suspension, there will be an ambiguity in the pressure reading P (hysteresis) throughout the cycle of oscillations and piston stops. The magnitude of the hysteresis is a function of a mechanical oscillatory system with damping. It substantially depends on mechanical parameters, for example, on the alignment of the installation and the stroke of the piston in the cylinder, and on the temperature that significantly changes the viscosity of the oil in accordance with its brand, the friction coefficient due to the thermal expansion of the suspension parts (when heated), their wear and etc. Therefore, an important quantitative characteristic of a suspension is not only the magnitude of the “dry friction” force, but also the value of the limiting hysteresis, which requires preventive repair of the suspension units or oil change. The essence of the measurement of dry friction in a pneumatic suspension using the proposed device is as follows. When moving a vehicle with a calibration mass of M 0, the signal from the pressure sensor 2 can be calibrated in units of the mass of the transported cargo, because the "dry friction" forces in the suspension are randomly alternating and their sum averaged over the travel time is zero, which corresponds to the horizontal section, which is formed as a result of averaging and filtering the outliers of the current readings J, for example, presented in figure 2 in mode c) . In the mode of loading or stopping the vehicle, at each fixed point in time t 0, the pressure measured by the sensor 2 in the suspension is determined by the sum of two forces: the weight of the load and the force of "dry friction". The readings of the cargo mass sensor 1 of the same suspension are determined only by the mass of the transported cargo.
Таким образом, модуль разности показаний датчика 1 (J1) и датчика 2 (J2) прямо пропорционален величине силы «сухого трения» в момент t0, которая может быть определена следующей зависимостью:Thus, the module of the difference between the readings of sensor 1 (J 1 ) and sensor 2 (J 2 ) is directly proportional to the value of the force of "dry friction" at time t 0 , which can be determined by the following relationship:
где ki - коэффициент пропорциональности каждой подвески.where k i is the proportionality coefficient of each suspension.
В самосвалах БелА3-75131 сила «сухого трения», приходящаяся на одну подвеску, может составлять до ±7% от величины максимальной загрузки.In BelA3-75131 dump trucks, the force of “dry friction” per one suspension can be up to ± 7% of the maximum load.
Величину максимального гистерезиса Гi можно определить из максимальной разности показаний датчика массы груза 1 и датчика давления 2, если при загрузке на одной оси времени совместить показания этих датчиков, т.е. Γi=max|Fтрi|.The value of the maximum hysteresis G i can be determined from the maximum difference between the readings of the load mass sensor 1 and pressure sensor 2, if when loading on the same time axis the readings of these sensors are combined, i.e. Γ i = max | Ftr i |.
Величина максимального гистерезиса является функцией температуры, которая фиксируется датчиком температуры 3, расположенным в одном температурном поле с датчиком давления 2 подвески с номером i. Величина предельно допустимого гистерезиса Γпред(Т) как функция температуры заложена в памяти блока 9 и решение о проведении профилактических работ или замены узлов подвески решается при выполнении условия Γi(Т) превышает Γпред(Т).The value of the maximum hysteresis is a function of temperature, which is recorded by the temperature sensor 3, located in the same temperature field with the pressure sensor 2 of the suspension with the number i. The value of the maximum permissible hysteresis Γ before (T) as a function of temperature is stored in the memory of block 9 and the decision to carry out preventive maintenance or replace the suspension nodes is solved when the condition Γ i (T) exceeds Γ before (T).
При использовании соответствующих программ данные, полученные в результате работы устройства в соответствии с настоящим изобретением, позволяют осуществлять также диагностику качества дороги. При этом оценка качественных параметров дороги, отражающих линейную плотность бугров и впадин, дает возможность определить силовые воздействия на подвеску, которые выше номинальных (без акцента на уровень их воздействия на силовые узлы машины), и для последующих рейсов скорректировать скорость движения транспортного средства, выполнить профилактический ремонт части дороги или запретить ее использование. Тем самым снижаются пиковые силовые нагрузки на транспортное средство во время движения и повышается надежность и долговечность силовых узлов транспортного средства. По показаниям датчиков 4 и 5 можно указать наибольшие участки наклона дороги, что увеличивает безопасность движения в целом. Параметры диагностики дороги отражают только силовое воздействие дороги на силовые узлы карьерного самосвала при движении и их учет позволяет оказывать влияние на надежность силовых узлов транспортного средства, его долговечность и безопасность эксплуатации машины.When using appropriate programs, the data obtained as a result of the operation of the device in accordance with the present invention, also allow for the diagnosis of road quality. At the same time, an assessment of the quality parameters of the road, reflecting the linear density of hillocks and depressions, makes it possible to determine the force impacts on the suspension, which are higher than the nominal ones (without emphasis on the level of their impact on the power nodes of the car), and for subsequent flights to adjust the speed of the vehicle, perform preventive repair part of the road or prohibit its use. This reduces the peak power load on the vehicle while driving and increases the reliability and durability of the power nodes of the vehicle. According to the readings of
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005122420/28A RU2311620C2 (en) | 2005-07-15 | 2005-07-15 | Device for measuring mass of cargo transported by vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005122420/28A RU2311620C2 (en) | 2005-07-15 | 2005-07-15 | Device for measuring mass of cargo transported by vehicle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2311620C2 true RU2311620C2 (en) | 2007-11-27 |
Family
ID=38960433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005122420/28A RU2311620C2 (en) | 2005-07-15 | 2005-07-15 | Device for measuring mass of cargo transported by vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2311620C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114779605A (en) * | 2022-04-26 | 2022-07-22 | 鞍钢集团矿业有限公司 | Hall sensor based truck unloading identification and time calculation method and device |
-
2005
- 2005-07-15 RU RU2005122420/28A patent/RU2311620C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114779605A (en) * | 2022-04-26 | 2022-07-22 | 鞍钢集团矿业有限公司 | Hall sensor based truck unloading identification and time calculation method and device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10539451B2 (en) | Load weighing method and system for wheel loader | |
| US5182712A (en) | Dynamic payload monitor | |
| US6601013B2 (en) | Method and apparatus configured to determine the weight of a machine payload | |
| CN108137300B (en) | Forklift truck | |
| US20090048790A1 (en) | System for Determining a Vehicle Load | |
| US3971451A (en) | Method and apparatus for indicating a load placed on a load-carrying vehicle platform | |
| US20220288991A1 (en) | Method for determining an axle load on a mechanically suspended vehicle | |
| RU2311620C2 (en) | Device for measuring mass of cargo transported by vehicle | |
| US6646210B1 (en) | Device and method for detecting the weight of the useful load of a commercial vehicle by means of a vertical sensor | |
| KR100685006B1 (en) | Method and system for controlling overloaded vehicle | |
| Radoičić et al. | Experience with an On‐board Weighing System Solution for Heavy Vehicles | |
| KR101769295B1 (en) | Monitoring system of weight in motion | |
| KR20000011058A (en) | Measuring system of vehicle load figure | |
| AU2009275636B2 (en) | Method of monitoring a vehicle and apparatus therefor | |
| WO2007082931A1 (en) | Load measurement system | |
| EP2105717B1 (en) | Method for defining the load weighing on an axle with mechanical suspension in a vehicle provided with at least an axle with pneumatic suspension provided with load detection system | |
| KR101417038B1 (en) | Bucket loading weight measuring device of wheel loader | |
| JP3009098B2 (en) | Vehicle load measuring device | |
| CN216761600U (en) | Intelligent weighing system and dumper | |
| FI119829B (en) | Apparatus and method for weighing the vehicle | |
| KR100319060B1 (en) | Loadage measuring meter equipped in a freight car using cross level guage | |
| WO2002039073A1 (en) | Method and arrangement for determining weight of load in mining vehicle | |
| AU2002223697A1 (en) | Method and arrangement for determining weight of load in mining vehicle | |
| KR102289147B1 (en) | Arpparatus and Method for Measuring Load Weight of Axises of a Car, and Lift Axle Control System Comprising the Measuring Apparatus | |
| JP2559906Y2 (en) | Vehicle with weight measurement device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080716 |