Русский   English
ДонНТУ   Портал магістрів

Реферат за темою випускної роботи

Зміст

Вступ

Найпоширенішим способом обліку перевезеного вантажу в кузові, вантажного автомобіля – класичні стаціонарні ваги. Такі вагові термінали зазвичай розташовують на шляху проходження потоку автотранспорту, зважують двічі: до і після завантаження. За допомогою двох зважувань знаходять необхідну вагу нетто в кузові автомобіля. Якщо курс руху потоку автомобілів не змінюється з плином тривалого часу, то такі ваги можна встановлювати в одному місці і на тривалий час. Наприклад, на підприємствах працюючих з насипними матеріалами, такі як: хімічної, харчової та будівельної галузі. Ваги даного типу і методу зважування регулярно вдосконалюється, спектр їхніх можливостей постійно збільшується.

Але є такі види виробництв (кормозаготівельні, зернозаготівельні, видобуток мінеральної сировини з кар'єрів, перевалка вантажів і т.п.) у яких траєкторія потоку транспорту постійно змінюється, місця завантаження та розвантаження знаходяться один від одного на значних відстанях і при цьому часто змінюють своє місцерозташування. У таких випадках, ведення обліку перевезеного вантажу в кузові автомобіля за допомогою класичних, стаціонарних ваг, сильно ускладнюється.

Припустимо, необхідно вести облік вантажу, що перевозиться з кар'єру або з вагонів, і при цьому необхідно виключити перевантаження і недовантаження автотранспорту. Але кран або екскаватор завантажують в самоскид необхідний матеріал для перевезення, сьогодні стояв в одному місці, а завтра в іншому, тобто місце завантаження постійно змінюється. Якщо в такому випадку розмістити стандартні, платформні ваги з посиленим залізобетонним фундаментом на шляху проходження транспортного потоку – робочого двору або виїзду-в'їзду з кар'єру, і здійснювати зважування до і після завантаження, і в разі перевантаження або недовантаження самоскида, йому доведеться повертатися в зону навантаження для врегулювання своєї ваги. Що призведе до ускладнень з навантаженням-розвантаженням і додатково збільшить маневрову роботу. З чого ми отримаємо скорочення продуктивності перевезень.

Одним з варіантів для заміни стаціонарних автомобільних ваг є ваги на борту, тобто розміщення тензометричних датчиків ваги на самому автомобілі, між його кузовом і рамою шасі. Рама шасі буде виконувати функції фундаменту, а вантажо-приймальною платформою буде кузов даного автомобіля. Із чого випливае, що транспортний засіб возить ваги з собою.

Ведення необхідного обліку завантажуємого вантажоприймальним пристроєм вантажу з розбивкою за типами завантажуємого матеріалу і споживача, так само облік матеріалів відвантажених за встановлений час (добу, зміна і т. д), завантаження автотранспорту (вагонів, автомобілів) строго до заданої маси, облік мотогодин, ведення бази даних беруть участь в роботі автомашин із зазначенням власника і повний облік відвантажень і навантажень.

Багато європейські та світові виробники почали працювати над оснащенням сучасних транспортних засобів системами контролю ваги вже безпосередньо на складальному конвеєрі, але кілька мільйонів транспортних засобів на вторинному ринку чекають черги для установки даної системи. Робота системи зважування в тандемі з супутниковою системою моніторингу має безліч переваг. Бортові системи зважування дозволяють власникам та орендарям автотранспорту попереджати поломки, або ж об'єктивно вказувати на причину поломки, а саме: перевантаження, слабка конструкція рами і інших вузлів автомобіля, погана дорога, перевищення можливостей транспортного засобу (разом з системою визначення координат автомобіля). Що не маловажно, стає можливим контролювання роботи водія, економити на витратах, поточних і капітальних ремонтах, за рахунок того що робота автомобіля буде максимально оптимізована. Наприклад, на Півночі, де дороги і погодні умови набагато жорсткіше середньої смуги Росії, оптимально враховувати масу вантажу, що перевозиться, і що не маловажно, зменшити кілометраж перевезень (прибрати зважування на стаціонарних вагових терміналах, які вимагають відхилення від маршруту).

1. Актуальність теми

Дуже багато підприємств пов'язані з вантажем, що перевозиться, їм необхідно чітко знати і контролювати його. Сучасні способи і пристрої моніторингу та відстеження, можуть проводити вимірювання досить високоточні, від 1 до 3%. Систему для вимірювання ваги по функціональності можна розділити на три основні типи: бортові системи зважування, підкладні і платформні. Великим інтересом серед сучасних підприємців користується бортова система зважування, яка передає необхідні дані в реальному часі від того автомобільного засобу, який обладнаний даною системою за допомогою терміналу ГЛОНАСС / GPS на пульт власника або диспетчера.

Системи бортового контролю і перевантаження – це системи, встановлені на борту автотранспорту, і оперативно визначають масу вантажу, що перевозиться. Для багатоосьових вантажних автомобілів, актуально знати навантаження на кожну з осей, що і дозволяє здійснити дана система. На практиці виявилося що, максимальні втрати вантажу, а отже і матеріальні збитки підприємства, несуть безпосередньо при переміщенні товарів і продукції різними транспортними засобами. Для зменшення втрат і збитків, встановлюють бортові системи зважування, які отримали широке застосування на різних видах транспорту.

При установці бортової системи зважування, ви отримуєте:

  1. Час навантаження скорочується: як правило, необхідний для перевезення, вантаж зважують на автомобільних вагах або ж складських. При використанні бортової системи зважування (БСЗ), вантаж ви зважуєте безпосередньо в кузові самоскида, навантажувача, екскаватора, ковші фронтального навантажувача, і не втрачаєте дорогоцінний час;
  2. Можете контролювати втрати вантажу на шляху слідування: тепер є можливість порівнювати вантаж в пункті відвантаження і потім в вивантаження;
  3. Економите на штрафах за надмірну вагу: маючи контроль вантажу, що перевозиться, будете впевнені в відсутності перевантаження;
  4. Немає необхідності більше зважувати вантаж в місцях установки стаціонарних ваг, зважування відбувається безпосередньо в автомобілі і в будь-який зручний для вас час;
  5. Уникаєте дрібних і великих поломок автомобілей: шини, двигун, трансмісії і т.д. пов'язані з перевантаженням;
  6. Вантажний автомобіль працює при оптимальних умовах і з максимальною економічною вигодою.

Бортові системи зважування можна розділити на групи:

  1. Системи для великовантажних і середньотоннажних автомобілів;
  2. Системи для кар'єрної техніки.

У БСЗ для великовантажних і середньотоннажних автомобілів, зазвичай використовуються тензодатчики, і встановлюються такі датчики між кузовом і рамою автомобіля. У БСЗ використовують найчастіше спеціальні датчики, які мають високу надійність і живучість, що актуально при тих умовах, в яких вони експлуатуються, так само актуально що, такі датчики не реагують на несприятливий вплив, і навіть на бічні навантаження. Правильно підібрані тензодатчики – це успіх близько 80% будьякої бортової системи зважування. БСЗ на базі тензодатчиків є дуже надійною, невибагливі в обслуговуванні і точні. Рекомендована переодичність обслуговування такої системи на тензодатчиках – один раз на рік, як рекомендація, так само як і у стаціонарних ваг. Гнучкість цієї системи на тензодатчиках, дозволяє встановлювати її на автомобіль з різною підвіскою, практично на всі автомобілі з кузовом.

Єдиним недоліком такої системи на тензодатчиках, можна вважати особливість їх установки: необхідно міняти штатні місця кріплення кузова на вузли з тензодатчиками. Таку роботу краще надати фахівцям в цій справі – виробникам БСЗ, фірми займаються різними надбудовами на шасі вантажних автомобілів.

Найчастіше встановлюються накладні тензодатчики (приварні або наклеюються, без зміни в конструкції).

2. Бортова система зважування і аналіз її роботи

Бортова система зважування встановлюється безпосередньо на вантажний засіб пересування і дозволяє дізнатися масу вантажу в кузові. Такі системи, можуть працювати як самостійно, так і в тандемі з системами моніторингу.

Така клавіша як вкл. / викл. дає можливість управління системою дозволяє її відключати під час завантаження або штабелювання, а так само інших вантажно-розвантажувальних робіт. Одним з альтернативних варіантів роботи БСЗ, це можливість системи знаходитися у включеному режимі, але при цьому будуть відображатися на дисплеї тільки дата і час. Результати, отримані при зважуванні вантажу, в реальному часі і без затримок точно відображає дисплей, що підсвічується світлодіодами, на якому значення вантажу виводяться символами і цифрами, а сам термінал знаходиться в кабіні водія. Неймовірно гарне відображення отриманих даних виводяться на дисплеї, дозволяє застосовувати його при різному освітленні. Так наприклад, низькостояще сонце і різні пори року, тепер не завадять оператору в кабіні розрізнити і розібрати то що виводиться у нього на екран вагового терміналу. Стандартна прогумована, приємна на дотик і вологовідштовхувальна клавіатура яка ще й підсвічується, з такими ж як і на телефоні конфігураціями кнопок. Чи не посередньо від клавіатури яку ми маємо для управління терміналом, є так само під самим LCD екраном кнопки, що володіють функціями застосованими після зважування. Так само дані кнопки мають підцвітку, і є серйозною перевагою під час роботи в нічний час доби.

Основний принцип роботи бортової системи зважування полягає в використанні універсальних даних одержуваних від спеціалізованих датчиків, що знімають зміни, які проходять в кожній з трьох типів підвіски: гідравлічної, пневматичної чи механічної. Такі дані використовуються для подальшого використання з метою калібрування системи зважування і зняття ваги діючого на осі автомобільного засобу.

Малюнок 1. Узагальнена структурна схема для БСВ.СВ.

Малюнок 1. Узагальнена структурна схема для БСВ.

3. Вибір методу для зважування великовагових автомобілів

У даній роботі був вибраний тензометричний метод, в якому були застосовані фольгові тензодатчики.

Фольговий індикатор застосовується як датчик наклеюваний на місце вимірювання деформації. Така система є досить зручною, це фольгова стрічка, товщина якої доходить до 12 мкм. Одна частина такої конструкції має щільну форму матеріалу, а інша ґратчасту. Модель даного приладу відрізняється від інших тим, що є можливість припаяти більше контактів, і так само вони оптимально переносять низькі температури.

Малюнок 2. Фольговий перетворювач.

Малюнок 2. Фольговий перетворювач.

До збільшених кінців тензометричної решітки кріпляться дротові струмозйомники, а поверх решітки накладається захисне покриття, яке дозволяє захистити його від агресивних зовнішніх впливів. Опір резистора знаходять за допомогою його бази, а так само кількістю по черзі з'єднаних смужок фольги і поперечного перерізу. Найчастіше в якості фольги використовують константан, а підкладку – або з епоксидної смоли, або бакелітову. Для виробництва фольгових тензорезисторів і кріплення їх на досліджуваній поверхні, застосовуються, в залежності від умов експлуатації (вологості, агресивного середовища і температури) абсолютно різні склеювальні субстанції, затвердіваючі при гарячому стані.

Чутливий елемент у фольгових тензорезисторів виконується з фольги товщиною 3–6 мкм.

На відміну від дротяних тензодатчиків, фольгові менше і складають від 30–50 мкм. Найбільшою перевагою фольгових тензодатчиків над іншими, це можливість створення будь-якої форми тензорещіток і максимально ефективне відведення тепла при роботі датчика, що дає можливість при однакових деформаціях, на виході отримати більший вихідний сигнал. Фольгові тензодатчики практично не чутливі до бічних деформацій, що дозволяє малобазне виконання починаючи вже з 0,3 мм і більше.

Вітчизняні тензорещітки фольгових тензорезисторів, часто виконуються з константанової фольги (ТУ–ЦМО–03 № 96–67). Механічні і електромеханічні властивості фольги в рамках однієї партії випуску, якщо порівнювати з константановою дротовою відрізняються не такою постійністю, а термообробка не така ефективна, виходячи з вище сказаного, робочий діапазон фольгових тензорезисторів знаходиться в межах ± 3000–5000 од., А температури – 75–575 К. Технологія виробництва фольгових тензорещіток часто заснована на застосуванні фотохімічних процесів і більшою мірою спрямована на масове виробництво. Фольгові тензорезистори діляться на наступні типові модифікації в своєму підрозділі, в залежності якої форми у них тензорещітка: у вигляді ланцюжків малообразних одно- або дво- елементних решіток на загальній основі для зняття деформації в місцях концентрації напруги; спеціальні, які застосовуються в якості тензоперетворювачів в мембранах чутливих елементах; дво- або трьохелементні прямокутні, так само звані ще розеткові для вимірювань в місцях з плоским напруженим станом; одно елементні прямокутні для простих лінійних вимірювань.

Малюнок 3. Схема підключення 6-ти дротового тензодатчика.

Малюнок 3. Схема підключення 6-ти дротового тензодатчика.

4. Реалізація виброного методу

Акумулятор, генератор змінного струму, датчики, резистивна клемна коробка, диференційний підсилювач, детектор, ФНЧ, сусуючий підсилювач, нормуючий підсилювач, АЦП, ваговий термінал.

Робота БСЗ відбувається наступним чи0ном: необхідна кількість тензодатчиків встановлюється між рамою і кузовом, оперативна інформація з тензодатчиків по кабелю потрапляє в клемну сполучну коробку. Там відбувається вирівнювання чутливості кожного з датчиків. Далі сигнал проходить через диференційний підсилювач, який підсилює малий сигнал поступаючий з датчиків в широкому діапазоні, далі сигнал проходить через детектор в якому відбувається його випрямлення, за ним йде ФНЧ, де заглушуються перешкоди на нижніх частотах сигналу, потім йде підсумовуючий підсилювач, в якому підсумовується сигнал поступаючий з усіх тензомостів і посилюється, ще сигнал проходить через нормирующий підсилювач, це пристрій який перетворює вхідний сигнал від первинних датчиків в уніфіковані сигнали стандартних діапазонів, АЦП, за допомогою якого оцифровується сигнал і далі йде в ваговий термінал, де виводиться на екран.

За допомогою аналогового сигналу здійснюється передача інформації від датчика до вагового приладу, але числові значення виникають в АЦП.

Схема 1. Структурна схема БСЗ.

Схема 1. Структурна схема БСЗ.

КСК – клемна сполучна коробка.

Диф. Підсилювач – диференційний підсилювач.

ФНЧ – фільтр нижніх частот.

Сум. Підсилювач – підсумовуючий підсилювач.

Норм. Підсилювач – нормуючий підсилювач.

АЦП – аналого-цифровий перетворювач.

Малюнок 4. Варіанти установки датчиків для бортової системи зважування.

Малюнок 4. Варіанти установки датчиків для бортової системи зважування.

Висновки

В даному звіті було розглянуто БСЗ, і її рентабельність. Звіт показує і розкриває всі можливості і переваги даної системи. При досягненні необхідних умов і показників - БСЗ показує хорошу ремонтопридатність, термін служби і легкість у використанні. Так само дана робота доводить що, в швидко зростаючих потребах ринку і виробництва різних продуктів, де використовуються великовантажні автомобілі, не обійтися без використання БСЗ: для оптимізації всієї роботи на підприємствах і скорочення витрачаємих коштів і часу.

Обраний прототип в даній роботі, доводить свою придатність до роботи в необхідних умовах, і повністю окупає себе. У порівнянні з іншими прототипами він є, більш вигідний з точки зору рентабельності та окупності, а також надійності і точності.

Перелік посилань

  1. Тензом [Электронный ресурс]: Весы на борту транспортного средства – большая экономия и новые возможности для грузоперевозчиков – электронные данные, – режим доступа https://www.tenso-m.ru/publications/349/ – дата доступа: октябрь 2017.
  2. Студенческий научный форум [Электронный ресурс]: Бортовые системы взвешивания. Онлайн-контроль массы груза – электронные данные, – режим доступаhttps://www.scienceforum.ru/2015/909/8070 – дата доступа: октябрь 2017
  3. Топнефтегаз [Электронный ресурс]: Бортовые системы для авто – какую выбрать? – электронные данные, – режим доступа http://topneftegaz.ru/news/view/107356 – дата доступа: октябрь 2017
  4. Тензом [Электронный ресурс]: Взвешивание на борту – электронный ресурс, – режим доступа https://www.tenso-m.ru/otraslevye-reshenija/vzveshivanie-na-bortu/ – дата доступа: октябрь 2017
  5. Основные средства [Электронный ресурс]: Онлайн-контроль массы груза. Бортовые системы взвешивания и контроля перегруза – электронные данные, – режим доступаhttps://os1.ru/article/7343-bortovye-sistemy-vzveshivaniya-i-kontrolya-peregruza-onlayn-kontrol-massy-gruza – дата доступа: октябрь 2017
  6. Auto Tuning Group LTD [Электронный ресурс]: Бортовые системы взвешивания – электронные данные, – режим доступа http://autotuninggroup.ru/category/bortovye-sistemy/ – дата доступа: октябрь 2017
  7. ИТС Интертехснаб [Электронный ресурс]: Технические особенности системы взвешивания для погрузчика экскаватора бортовой системы взвешивания – электронные данные, – режим доступаhttp://vesy.by/preimuschestva-osobennosti-sistemyi-vzveshivaniya-dlya-pogruzchika-ekskavatora.html – дата доступа: октябрь 2017
  8. Весы-онлайн [Электронный ресурс]: Контроль за перегрузом автомобилей – электронные данные, – режим доступа http://www.onlinescales.ru/articles/publikacii/vzveshennye-resheniya-3/ – дата доступа: октябрь 2017
  9. Research & Development Group LTD [Электронный ресурс]: Бортовые системы взвешивания – электронные данные, – режим доступа http://rdgroupltd.com/projects/cargo/ – дата доступа: октябрь 2017
  10. ГеоСтар трейд [Электронный ресурс]: системы взвешивания для погрузчиков и шарнирно-сочлененных автомобильных самосвалов – электронные данные, – режим доступа http://geostar.com.ua/products/sistemy-avtomaticheskogo-upravleniya-prolec/weighloader-sistemy-vzveshivaniya-dlya-pogruzchikov-i-sharnirno-sochlenennyx-avtomobilnyx-samosvalov – дата доступа: ноябрь 2017
  11. Новый дом [Электронный ресурс]: Бортовые системы взвешивания – электронные данные, – режим доступаhttp://newdom.com.ua/p39797-Weighloader_Bortovaya_sistema_vzveshivaniya – дата доступа: ноябрь 2017
  12. Autoline [Электронный ресурс]: Как работают бортовые системы взвешивания и контроля нагрузки на ось – электронные данные, – режим доступаhttp://truck-weigh.com/how/ – дата доступа: ноябрь 2017
  13. ALM-UG [Электронный ресурс]: Как работает бортовая системы взвешивания – электронные данные, – режим доступаhttp://alm-ug.ru/howw.html – дата доступа: ноябрь 2017
  14. Тензом [Электронный ресурс]: Методологические особенности поосного взвешивания автомобилей – электронные данные, – режим доступа https://www.tenso-m.ru/publications/390/ – дата доступа: ноябрь 2017
  15. Sensorse [Электронный ресурс]: Фольговые тензорезисторы – электронные данные, – режим доступа https://sensorse.com/page48.html – дата доступа: ноябрь 2017
  16. DocSlide – PDF библиотека [Электронный ресурс]: Исследование датчика ускорения с использованием четырех лопастной пружины и выбор его оптимальных размеров в рамках поставленной задачи – электронные данные, – режим доступа https://docslide.org/pdf-bgiXrv5 – дата доступа: ноябрь 2017
  17. Stud 24 электронная библиотека [Электронный ресурс]: Деформационные манометры – электронные данные, – режим доступа http://stud24.ru/polygraphy/deformacionnye-manometry/195408-569829-page2.html – дата доступа: ноябрь 2017
  18. Большая энциклопедия нефти и газа [Электронный ресурс]: Сопротивление – резистор – электронные данные, – режим доступа http://www.ngpedia.ru/id457315p1.html – дата доступа: ноябрь 2017
  19. Автоматизация и электрика [Электронный ресурс]: принцип работы тензодатчика веса и давления – электронные данные, – режим доступа https://www.asutpp.ru/datchiki/tenzodatchik.html – дата доступа: ноябрь 2017
  20. Аппаратура и методы исследования горных машин: Учебник/ Я. И. Альшиц, В. Г. Гуляев, Ф. В. Костюкевич, Е. Г. Колесников, Б. А. Кузнецов, В. И. Лебеденко, В. Д. Оглоблин, П. А. Осокин, В. М. Филиппов, Г. В. Малеев. – Издательство Недра Москва 1969г. С. 19 – 32