Для определения веса автомобилей можно произвести по различным признакам. По типу взвешивающего устройства весы подразделяются на механические, электронные, электромеханические, гидравлические, пневматические и другие. Наибольшее распространение получили электронные и механические весы.
По конструктивному признаку - на весы, предназначенные для взвешивания всего автомобиля целиком, и весы для поэлементного взвешивания. Первые, как правило, используются для стационарного взвешивания. Погрешность взвешивания на них не превышает 0,1%. что делает возможным применение весов для коммерческого взвешивания с отражением результатов в коммерческих документах. Вторые помимо стационарного взвешивания используются для взвешивания в движении, их точность в последнем случае будет ниже, а значит, они могут применяться только для оценки массы автомобиля. Рассмотрим принцип устройства механических и электронных весов, особенности их монтажа и поверки.
Механические весы
В советское время армавирский завод "Весоизмеритель" при отсутствии предложения электронных весов производил их до двухсот в день. Кроме этого, у механики были и есть свои преимущества. Они работают в широком диапазоне температур, при этом погрешность взвешивания составляет 1/4000. Существенная доля выпускаемых механических весов отправлялась на импорт в страны бывшего соцлагеря.
По сравнению с уровнем объемов выпуска 80-х годов в настоящее время производство механических весов можно считать свернутым. Выпускаются около десятка весов в месяц и в основном под конкретный заказ. Причины этого следующие. Первая - экономическая - высокая стоимость монтажных работ. Для установки механических весов требуется вырыть углубление глубиной от 50 до 200 см и площадью, равной площади платформы весов. Такая глубина необходима, чтобы установить рычажную систему, преобразующую усилия. Таким образом, несмотря на существенно меньшую стоимость механических весов, стоимость их установки становится сопоставимой со стоимостью электронных весов, монтаж которых выполняется легче.
Вторая причина резкого снижения спроса на механические весы заключается в невозможности автоматизации процесса взвешивания и документирования его результатов. Цикл взвешивания на электронных весах длится не более 10 секунд, после чего результат в численном виде может быть передан в базу данных, установленную на компьютере, и оперативно востребован системой управления любого уровня. В случае же работы с механическими весами требуется участие человека, который должен оценить и записать результат взвешивания в тетрадь или внести его в базу данных компьютера, что не исключает махинаций.
Сегодня предпринимаются усилия, в том числе и разработчиками весов, чтобы исправить последний недостаток механических весов.
Способ автоматизации механических весов, предлагаемый производителем весов, более надежен, но пугает потребителя своей сложностью. Суть его состоит в следующем. На оси циферблатного указателя закреплен диск из прозрачного полистирола с нанесенной кодовой маской, состоящей из одиннадцати концентрических кодовых дорожек. Они образованы прозрачными и непрозрачными для ИК-излучения участками. Кодовая маска является отображением циклического кода Грея. При повороте диска кодовая комбинация из темных и светлых участков, которую можно обнаружить вдоль радиуса, изменяется и считывается с помощью фотодатчиков. Затем код расшифровывается и передается в ЭВМ.
На рынке можно встретить и другое решение - "модернизация механических весов ". В тягу механических весов встраивается датчик веса. Если раньше такой способ "модернизации" применяли многие именитые фирмы, то теперь от этого отказываются. Причина в том, что погрешность взвешивания механических весов со временем увеличивается из-за стачивания острых призм. Встройка датчика с характерной для него (и порой достигающей значительной величины) погрешностью измерений просто выводит "модернизированные" весы в разряд оценочных.
Ведущими производителями электронных весов предлагается иного рода. Она предполагает достраивание фундамента весов так, чтобы платформа опиралась на тензодатчики . Погрешность взвешивания в этом случае может даже снизиться, если инженерный расчет произведен грамотно. Заказчик таким образом экономит на стоимости платформы и ее доставки. Подобную модернизацию могут осуществлять и фирмы, не имеющие своей производственной базы.
Весы для статического взвешивания. Два типа платформы.
Самый распространенный тип электронных автомобильных весов - весы для статического взвешивания. Автомобиль помещается на платформу весов полностью. Измерение производится при условии полной остановки автомобиля на платформе весов. Статистика показывает, что время измерения массы автомобиля на таких весах занимает всего 10-15 секунд. Класс точности таких весов - третий, что позволяет производить коммерческое взвешивание автотранспорта.
Наиболее часто встречаются многосекционные . Их грузоприемная платформа состоит из нескольких секций, скрепленных между собой. По углам платформы и в точках соединения секций установлены датчики.
Другой разновидностью весов для стационарного взвешивания являются односекционные весы. В этих весах, как правило, используются четыре датчика, расположенные по углам платформы. Для обеспечения хороших метрологических характеристик платформа должна быть жесткой и не прогибаться. Это позволяет не изготавливать специальный заливной фундамент, а производить монтаж на стандартные бетонные плиты. Правда, установка под датчики бетонных подпятков, уходящих на глубину промерзания грунта, что рекомендуют делать специалисты финской фирмы Pivotex, не помешает. Новый вид весовых платформ компания Pivotex производит из вспененного железобетона. При изготовлении таких платформ бетонный раствор заливается в ванну, в которой находится в напряженном состоянии металлическая арматура. В результате железобетонные плиты получаются одновременно прочными и легкими.
Ведущая российская фирма, которая производит такой тип автомобильных весов, - петербургская компания "ПетроВЕС". Платформа автомобильных весов этой компании может достигать 18 метров.
Ростовская компания "Тензор" предлагает весы, платформа которых выполнена из стандартной железнодорожной платформы длиной 15 метров с небольшими усовершенствованиями. У компании имеется опыт изготовления платформы в регионе расположения заказчика.
В обоих типах весов датчики не скреплены жестко с платформой во избежание касательных нагрузок, способных привести к разрушению датчика. Схема работы таких весов следующая. Сигналы, поступающие от датчиков, передаются в соединительный короб, один для всех датчиков, где и обрабатываются. Далее сигнал передается в блок индикации и управления весами, где из аналогового преобразуется в цифровой и далее по стандартным интерфейсам может быть передан в компьютер.
В этой схеме возможны и изменения. При передаче аналогового сигнала нельзя полностью исключить влияние помех. Поэтому международный концерн "МЕТТЛЕР ТОЛЕДО" использует в автомобильных весах тензодатчик DigiTOL, в герметичном корпусе которого сразу происходит преобразование сигнала в цифровой. Отечественная компания "Метра" предлагает покупателям цифровой тензопреобразователь стоимостью около 200 долларов, к которому можно подключить до четырех датчиков. К весовому индикатору сигнал передается в цифровом виде.
Датчик - сердце весов.
Высота платформы весов зависит от конструкции узла встройки тензодатчика . На рынке можно встретить весы с высотой платформы 300-350 мм. Фирмы - производители весов применяют в основном собственные датчики.
Фирмы "Принтшоп". "Физтех" и "Метра" применяют покупные импортные датчики: "Принтшоп" - израильской фирмы Tedea, "Физтех" - немецкой фирмы Flintec. а "Метра" - американской компании Sensortronics. Эти датчики имеют международный сертификат соответствия требованиям OIML Кстати, и сами весы фирмы "Метра" - единственные отечественные весы - имеют этот международный сертификат.
Герметичный корпус датчика DigiTOL компании "МЕТТЛЕР ТОЛЕДО" выполнен из нержавеющей стали и заполнен инертным газом. Кабель подсоединяется к датчику с помощью влагонепроницаемого разъема байонетного типа. Датчики снабжены самоцентрирующимися опорами для устранения касательных нагрузок. На заводе каждый датчик калибруется с шагом, равным 1/100000 от номинальной нагрузки. В датчике встроены микропроцессор и ПЗУ, с помощью которых осуществляется постоянное самотестирование и цифровая термокомпенсация.
Датчики большинства производителей нормируются в диапазоне температур от минус 30 до плюс 30 градусов Цельсия способом термокомпенсации - с помощью терморезисторов. Для работы тензодатчиков в более широком диапазоне температур применяются более сложные решения. Весы компании "МЕТТЛЕР ТОЛЕДО" работают в Якутии, где диапазон колебаний температуры составляет 80 градусов. Это обеспечивается применением цифровой термокомпенсации датчиков.
Оригинальную технологию изготовления весов предлагает фирма "Принтшоп" со своим партнером - израильской компанией Tedea. Датчики погружаются в герметичный кожух с жидкостью, которая при уменьшении температуры ниже порогового значения начинает подогреваться.
Платформа .
Большинство производителей используют платформу из окрашенной конструкционной стали. Со временем платформа покрывается ржавчиной, но это редко приводит к поломке весов. Фирма "Метра" может поставить весы с полностью оцинкованными платформами, что предотвращает коррозию, но увеличивает стоимость весов примерно на 10%.
Дополнительное оборудование.
Могут применяться различные системы автоматической идентификации, такие как штрихкодирование и радиочастотная идентификация для увеличения пропускной способности весов и возможности документирования операции взвешивания без участия оператора. Возможности этих методов работают эффективно при ограниченном парке автомобилей. Как вариант средства для автоматизации процесса документирования взвешивания около платформы могут быть установлены терминалы с клавиатурой. Водитель, не выходя из кабины, может занести идентификационный код машины и пароль. Автомобиль идентифицируется, его номер и результат взвешивания автоматически заносятся в базу данных.
Установка весов.
Первым этапом установки является изготовление фундамента. Фундамент электронных весов представляет собой железобетонное корыто. На площади, где будет помещена платформа весов, толщина бетонного слоя составляет 30-40 см. В местах, где будут установлены датчики, ставятся столбы, уходящие на глубину промерзания грунта зимой, что предотвращает проседание платформы со временем. Пандусы для въезда автомобиля на платформу выполняются также из железобетона. Под слоем бетона располагают слои песка и гравия согласно изыскательским работам, проведенным на месте монтажа. Процедура установки фундамента занимает примерно 6 недель. За это время происходит сборка фундамента и застывание бетона.
В ряде случаев применяют также фундаменты из железобетонных плит, что выполняется с существенно меньшими временными затратами.
Доставка весов.
Доставка весовых платформ на место монтажа осуществляется автотранспортом или по железной дороге. Многосекционные весы транспортировать легче, поскольку длина модулей весом 2.5-3 тонны составляет от 5 до 8 метров. Односекционные весы транспортируются на автомобилях лишь на небольшие расстояния на специализированном транспорте, а на большие расстояния - по железной дороге.
Калибровка и поверка весов.
После того как платформы весов доставлены к месту монтажа, начинается их сборка. Датчики устанавливаются на специальные закладные элементы, которые закреплены в фундаменте. Секции зацепляются одна за другую и опускаются на датчики. Проводятся монтаж электрооборудования, подключение к терминалу. Терминал весов может находиться в отдельно стоящем отапливаемом помещении и быть удален от платформы на расстояние до десятков метров в зависимости от интерфейса соединения. Устанавливаются также специальные аксессуары - светофоры, оборудование автоматической идентификации и прочее.
После этих операций исполнитель проводит процедуру при помощи эталонных грузов-чушек или специальных весоповеряющих машин. Ведущие российские производители располагают собственными эталонными грузами, которыми пользуются, если место монтажа находится в своем или соседнем регионе. Фирма "Тензор" из Ростова сертифицировала безгирный весоповерочный комплекс СТД.БП, который доставляется на место монтажа весов на автомобиле. После процедуры калибровки выполняется поверка весов в присутствии государственного поверителя. В дальнейшем, в процессе эксплуатации, весы, предназначенные для коммерческого взвешивания, должны проходить процедуру поверки раз в год.
Сенянский М.В.
Введение
Поосное взвешивание автотранспортных средств (ТС) используется, в основном, с целью оценки соответствия их осевых нагрузок и полной массы установленным нормам , . Превышение разрешенных значений снижает безопасность дорожного движения и приводит к ускоренному износу дорожного покрытия.
Применять поосный метод для коммерческого взвешивания грузов нельзя. Это подтверждается, в частности, и нашими экспериментальными данными. Тем не менее, некоторые некомпетентные и слишком энергичные продавцы предлагают взвешивать грузовые автомобили по осям портативными подкладными или стационарными весами поосного взвешивания только потому, что они существенно дешевле классических платформенных автомобильных весов.
Оказывается, что при поосном взвешивании даже самых дешевых коммерческих грузов, таких как песок и щебень, у потребителей регулярно возникают вопросы относительно правильности их учета - квартальные отчеты вскрывают большие «недостачи». Есть также неясные для заинтересованных сторон вопросы измерений осевых нагрузок и полной массы ТС, проводимых в целях транспортного контроля. Часто данные повторного взвешивания, а также результаты, полученные на разных весах, существенно отличаются. Как правило, это происходит у автомобилей с числом осей 3 и более. Как показывает статистика, наибольшая доля коммерческих грузов перевозится именно такими грузовыми автомобилями и автопоездами.
Обычно группы осей конструктивно оформлены в виде двух- и трехосных тележек, соединенных с рамой автомобиля или прицепа рессорной или пневматической подвеской. Распределение нагрузок между осями таких автомобилей в процессе передвижения постоянно меняется. Оно зависит от рельефа дорожного полотна, колебаний центра масс груза, дефектов формы колес, сил трения в подвеске, величин крутящих моментов, приложенных к колесам, режима работы пневмоподвески и ряда других факторов. Это и проявляется при поосном взвешивании.
Целью настоящей статьи стало определение пределов вариации осевых нагрузок и полной массы, определяемой посредством их суммирования, для ТС с разным числом осей и типами подвески, а также выработки рекомендаций по проведению транспортного контроля и корректировки проекта межгосударственного стандарта по взвешиванию автотранспортных средств в движении , .
1. Одновременное и последовательное поосное взвешивание
Рассмотрим процессы поосного одновременного (ОВ) и последовательного взвешивания (ПВ) обычного трехосного грузовика платформенными весами, состоящими соответственно из трех или одной пары грузоприемных платформ. Автомобиль имеет одну переднюю и две задние оси под кузовом на рессорной подвеске. Ставится задача определить полную массу автомобиля и его осевые нагрузки.
Полная масса грузовика при одновременном измерении осевых нагрузок тремя парами грузоприемных платформ (рис.1) равна сумме измеренных осевых нагрузок
Мо = (N01 + N02 + N03)/g, (1)
где Noi - сила давления колес i-ой оси на дорогу (осевая нагрузка).
Рис.1. Взвешивание автомобиля путем одновременного измерения осевых нагрузок (метод ОВ) на трех стационарных врезных весах или трех парах платформ портативных подкладных автовесов
Величина Мо с точностью до величин погрешностей весов будет равна полной массе грузовика, определенной на обычных полноразмерных автомобильных весах статического взвешивания, когда все его оси одновременно помещаются на грузоприемной платформе.
При последовательном методе взвешивания автомобиль вначале наезжает передней осью на пару весовых платформ и производится статическое измерение нагрузки на дорожное полотно, создаваемое первой осью - Nп1 (рис.2А).
Рис.2. Взвешивание автомобиля путем последовательного измерения осевых нагрузок (метод ПВ)
На втором шаге грузовик заезжает на пару весов второй осью и определяется осевая нагрузка Nп2, на третьем - соответственно - Nп3 (рис.2Б и 2В). Однако, из-за того, что в результате перестановок грузовика трижды менялось распределение нагрузок между осями, их сумма, в общем случае, не будет равна полной массе грузовика
Мп = (Nп1 + Nп2 + Nп3)/g ≠ Mо. (2)
Не будут равны и сами величины осевых нагрузок:
N01 ≠ Nп1, N02 ≠ Nп2, N03 ≠ Nп3 . (3)
Виноваты в этом «парадоксе» не весы, а элементы подвески автомобиля. Дело в том, что рессоры являются не только амортизирующими, но и направляющими элементами, определяющими курсовое положение заднего моста тягача или осей полуприцепа. С целью их разгрузки от действия горизонтальных сил, возникающих в процессе разгона, торможения или маневрирования автомобиля, к ним шарнирно крепятся реактивные тяги или рычаги (рис.3). Вертикальные составляющие реакций в них, а также силы трения покоя в шарнирах и балансире как раз и определяют случайное перераспределение нагрузок между осями одной тележки, обнаруживаемое при неоднократном взвешивании автомобиля на одних и тех же весах.
Аналогичная картина может наблюдаться и при поосном взвешивании автомобиля с пневмоподвеской. Рессора здесь заменена подушкой сжатого воздуха, однако вспомогательные тяги, определяющие геометрию перемещения осей относительно рамы, естественно, остались на своих местах (рис.4).
При такой подвеске кузова перераспределение нагрузок на оси одной тележки зависит от разности давлений в пневмоподушках, вертикальной составляющей сил растяжения-сжатия в амортизаторах и моментов трения покоя в шарнирах реактивных тяг (рычагов).
Следует отметить, что процесс поосного статического взвешивания двухосного автомобиля лишен недостатков, упомянутых выше. Для него всегда в пределах нескольких погрешностей весов будут выполняться равенства
Мо = (Nо1 + Nо2)/g = Мп. (4)
Nо1 = Nп1 и Nо2 = Nп2 . (5)
В связи с этим, Рекомендация № 134-1 «Автоматические весы для взвешивания транспортных средств в движении» Международной организации законодательной метрологии (МОЗМ) рекомендует в обязательном порядке использовать для калибровки и поверки весов для взвешивания в движении «эталонное двухосное транспортное средство на рессорной подвеске»!
2. Экспериментальные исследования
2.1. Методика и объекты исследований
С целью экспериментальной проверки высказанных положений был проведен цикл натурных исследований на 5 весах поосного взвешивания 3 типов, включенных в Государственный реестр средств измерений (табл. 1). Среди них были одни портативные подкладные автомобильные весы под условным индексом «П», сертифицированные по ГОСТ 53228-2008, и 2 пары стационарных весов «В» и «Т» для поосного взвешивания автомобилей в движении. Стационарные автомобильные весы для взвешивания в движении были установлены на действующих стационарных постах весового контроля (СПВК). У каждого СПВК исследовалось по двое весов одного типа, установленных на встречных направлениях дороги
Таблица 1
В эксперименте использовались 3 грузовых транспортных средства (ТС) с различным числом осей и разными типами подвески (табл. 2). Все автомобили были произведены заводом «МАЗ» и находились в полностью исправном техническом состоянии
Таблица 2
Сокращения, принятые в таблице 2: Р - рессорная подвеска, РБ - рессорно-балансирная подвеска, ПП - пневмоподвеска
В качестве эталонного двухосного транспортного средства на рессорной подвеске (Э2ТС) использовался двухосный грузовик «МАЗ-5336». Специализированная весоповерочная лаборатория «ТЕНЗО-М» (СПВЛ), созданная на базе седельного тягача «МАЗ-543205» с полуприцепом-контейнеровозом «МТМ-933060», играла роль ТС с двухосной тележкой на рессорной подвеске. В 20-футовом контейнере СПВЛ на специальных ложементах размещались полутонные гири класса М1 по ГОСТ 7328-2001 общей массой 15 т.
Трехосную тележку с пневмоподвеской имел полуприцеп «МАЗ-975800», буксируемый седельным тягачом «МАЗ-5440А9». Значения необходимых для экспериментов осевых нагрузок достигались размещением в кузовах Э2ТС и автомобиля с пневмоподвеской (ТСПП) двухтонных гирь класса М1, которые надежно фиксировались от смещения.
Статическое взвешивание автомобилей на портативных весах «П» осуществлялось поосно в следующей последовательности: Э2ТС, СПВЛ и ТСПП по 5 циклов в одном и по 5 циклов во встречном направлении. Для этого был сформирован своеобразный «метрологический караван» (рис.5).
В среднем, взвешивание одной оси (заезд, фиксация результата и съезд) требовало от 1 до 3 минут рабочего времени. Эта работа выполнялась на территории «ТЕНЗО-М» и в целом заняла около 4 часов.
Перед началом эксперимента весы «П» на месте были проверены прямым нагружением 2-тонными гирями класса М1 по ГОСТ 7328-2001 до их максимальной нагрузки, равной 20 т. Погрешность не превышала ± е = 10 кг. Общая масса Э2ТС в начале эксперимента составляла 9,16 т, а масса СПВЛ и ТСПП - 30,42 и 33,1 т соответственно.
На стационарных весах СПВК «метрологический караван» из трех ТС, выстроенных в той же очередности, двигался по замкнутому маршруту сначала через одни, а потом через другие весы, установленные на встречном направлении (рис.6). И так 10 кругов в движении и 5 кругов в статике. Для проведения этих работ потребовалось организовать одно- и двухдневные групповые командировки водителей и инженерного персонала на расстояние от 300 до 500 км.
2.2. Результаты статического взвешивания
Уже первые полученные в эксперименте данные принесли ожидаемый результат - величины разброса результатов измерений осевой нагрузки по одноименным осям Э2ТС и двух других ТС (СПВЛ и ТСПП) существенно отличаются. У автомобилей с двух- и трехосными тележками разбросы осевых нагрузок на порядок выше.
Оказалось, что разброс результатов десятикратных измерений осевой нагрузки второй оси Э2ТС от среднего портативными весами «П» не превышает ±22 кг (приближенно удвоенной их предельной погрешности), а полной массы ±12 кг (рис.7). На этих графиках построено изменение величины
Δ2i = (Nп2i - Nп2 ср), (6)
где Nп2i - измеренное значение осевой нагрузки второй оси при i-том взвешивании,
Nп2ср - среднее значение осевой нагрузки второй оси за 10 циклов.
Просматривается систематика, связанная с направлением заезда автомобиля на весы, - первые пять замеров дают отклонение в плюс, а вторые - в минус. Обусловлено это, скорее всего, выработкой топлива в процессе эксперимента, влиянием горизонтальных сил от тормоза автомобиля и систематическим смещением пятна контакта шин на платформе, а также конструкцией автомобиля, допускающей небольшое перераспределение нагрузок между осями. Для каждого направления заезда на весы в отдельности разброс был практически нулевым и не превышал половины цены поверочного деления «е».
Разброс результатов десятикратных измерений осевой нагрузки второй оси ТСПП (рис.8.) был на порядок большим, чем у Э2ТС. Отклонения измеренной величины от средней изменялись в пределах от -300 до +460 кг (от -2,9 до +4,5 кН). Таким образом, отклонения измеренных значений осевой нагрузки превышали величину предельной погрешности весов в 30…45 раз!
Учитывая, что время круга «метрологического каравана» не превышало 20…25 минут, можно с уверенностью сказать, что причиной большого разброса полученных значений осевой нагрузки второй оси была нестабильность (вариация) самой измеряемой величины во времени и пространстве. Весы не могли каждые 20 минут при десятикратном взвешивании Э2ТС становиться «хорошими», а затем сразу, при взвешивании СПВЛ и ТСПП - «плохими»! Так ведут себя сами измеряемые величины - осевые нагрузки автомобилей.
Причина вариации - перераспределение нагрузок между осями одной тележки вследствие наличия вертикальных составляющих сил в реактивных тягах и моментов трения покоя в их шарнирах, о которых упоминалось выше. Этот факт, к сожалению, неизвестен большинству заинтересованных лиц, круг которых включает и водителей, и метрологов, и работников, в обязанности которых входит осуществление контроля за величинами осевых нагрузок и полной массы большегрузных транспортных средств.
Для дальнейшего анализа работы весов и влияния подвески автомобиля на результаты измерений использовалась величина среднеквадратического отклонения (СКО), рассчитывавшаяся по 10-точечному массиву данных измеренных осевых нагрузок и полной массы. Предварительно с использованием критерия Пирсона была проверена и подтвердилась гипотеза о нормальности закона распределения всего массива результатов измерений. Это позволило точнее (с доверительной вероятностью р = 0,997) оценить величины предельных отклонений (разброс) полученных выборок
Δ = ± 3*СКО = ΔВА + ΔТС, (7)
где ΔВА - предельная погрешность весов,
ΔТС - предельные отклонения осевых нагрузок и полной массы Мп
Разбросы измеренных осевых нагрузок и полной массы автомобилей с двух - и трехосными тележками существенно выше, чем у Э2ТС. У СПВЛ с двухосной рессорной подвеской и ТСПП с трехосной тележкой полуприцепа на пневмоподвеске, величина «Δ» измеренных значений осевых нагрузок составляет ± (160…530) и ± (90…650) кг соответственно, что в 10…65 раз превышает погрешность весов (рис.9)! Разброс значений полной массы, найденной суммированием осевых нагрузок, измеренных по методу ПВ, также очень велик и составил ± 450 кг!
Следует осознать смысл и важные последствия полученных результатов. Из проведенного эксперимента следует, что осевые нагрузки ТС с числом осей более двух, в зависимости от момента их измерения, меняются в пределах ±Δ = 650 кг, а величина полной массы Мп, найденной суммированием измеренных последовательно измеренных осевых нагрузок, в пределах ±Δ = 450 кг. По отношению к измеряемым величинам это составит ± 7 и 1,5% для осевых нагрузок и полной массы соответственно.
Полученные различия в выборках измеренных осевых нагрузок двухосного и многоосных ТС обусловлены именно различием работы подвесок, а не весов. Весы исправны - ведь многоосные ТС взвешивались поочередно с эталонным двухосным грузовиком, для которого результаты практически идеальные. Весы только фиксируют факты. Следовательно, мы наблюдаем экспериментальное подтверждение гипотезы (2)/(3) об изменении распределения нагрузок между осями при каждом перемещении многоосного автомобиля.
Полученные результаты говорят о том, что при единичном взвешивании измерить точно осевые нагрузки многоосного автомобиля с погрешностью, не превышающей погрешность используемых осевых весов, невозможно! Нельзя использовать метод поосного последовательного взвешивания и при определении массы грузов в коммерческих целях. Даже дешевых - таких, как песок, щебень или мусор.
Однако, на практике в ряде случаев без поосного взвешивания не обойтись. Прежде всего, при контроле допустимых осевых нагрузок ТС на дорожное полотно. В зависимости от геометрии подвески и сезонных ограничений их величины не должны превышать 6…12 т (59…118 кН) на ось. В этом случае, по-видимому, для многоосных ТС будет необходимо найти величины поправок в пользу водителя (фору), компенсирующих методическую погрешность измерений, возникающую вследствие непредсказуемого поведения подвески.
2.3. Результаты взвешивания в движении
Разброс «Δ» измеренных осевых нагрузок находится в пределах от 40 до 480 кг (0,4…4,7 кН) у весов «В1» и от 15 до 270 кг (0,15…2,6 кН) у весов «В2» (рис.10).
Разброс «Δ» полной массы, определенной суммированием последовательно измеренных осевых нагрузок, несколько выше и составил от 270 до 820 кг и от 40…300 кг для весов «В1» и «В2» соответственно. Полученные разбросы измеренных в движении осевых нагрузок несколько ниже результатов статического взвешивания на портативных весах «П» и весах «В1» и «В2» в режиме статического взвешивания. Однако, разброс значений общей массы по результатам измерений в движении оказался существенно большим. Таким образом, высказанная выше гипотеза об уменьшении вариации величин осевых нагрузок в движении вследствие уменьшения влияния сил трения покоя и реакций в элементах подвески не подтвердилась.
Общая масса Э2ТС в начале эксперимента составляла 17,91 т, а масса СПВЛ и ТСПП - 29,59 и 36,18 т соответственно.
На первый взгляд кажется, что весы «В2» работают точнее, поскольку разброс измеренных значений осевых нагрузок на них меньше. Качество измерений в движении (Э2ТС) даже приближается к заявленным характеристикам режима статического взвешивания.
Анализ показал, что дело здесь не в весах, а в качестве самих проездов по ним, которые выполнялись одними и теми же водителями. Весы были произведены, смонтированы и поверены на месте одновременно. На них было установлено одно и то же программное обеспечение. Дело в том, что участок федеральной дороги и прилегающих весовых площадок имеет небольшой продольный уклон, в результате чего проезд через весы «В2» водители осуществляют на пониженной передаче «внатяг» (в гору) более равномерно, не пользуясь педалью тормоза (рис.11). Весы «В1» они проезжали под уклон, притормаживая двигателем и тормозами, что приводило к непрерывному перераспределению нагрузок между осями. Кроме этого, перед весами «В1» нет прямолинейного участка дороги достаточной длины, на котором водители могли стабилизировать параметры движения автомобиля.
Картина качественно повторяется и на весах «Р1» и «Р2» другого типа, широко используемых на СПВК, установленных на федеральных дорогах РФ. Разброс «Δ» осевых нагрузок при их измерении в движении на весах «Р1» и «Р2» составлял от 130 до 560 кг (1,3…5,5 кН) и от 50 до 540 кг (0,5 …5,3 кН) соответственно (рис.12). Разброс значений полной массы существенно выше и находился в пределах от от 50 до 1140 кг и от 50 до 1330 кг для весов «Р1» и «Р2» соответственно.
Большие численные значения «Δ» на весах «Р1» и «Р2», по сравнению с весами «В1» и «В2», обусловлены их более «почтенным» возрастом и, главное, наличием серьезных повреждений дорожного покрытия на подъездных участках (рис.13).
Если бы наши водителя, участвовавшие в эксперименте, не объезжали бы старательно их, разброс был бы существенно большим. Согласно описаниям типа весов «Р» и «В» такие повреждения подъездных участков дороги, естественно, недопустимы. Зная это, водители и владельцы ТС, штрафуемые за перегруз, могли бы легко выигрывать судебные процессы у контролирующих инстанций.
3. Результаты и законодательная метрология
3.1. «Кажущийся» класс точности весов
Полученные материалы показывают, что оценка погрешности и класса точности весов для взвешивания в движении тонкая и не совсем простая процедура. Многие методики поверки были написаны в «темные» времена полного и вынужденного доверия к ГОСТ 30414-96 . В нем одновременно описаны технические требования и к автомобильным, и к вагонным весам, но ничего не сказано про измерение осевых нагрузок. Классы точности весов определены только исходя из погрешности определения полной массы автомобилей и поездов. В последние годы ГЦИ СИ при проведении испытаний с целью утверждения типа средств измерений наряду с упомянутым выше ГОСТ стали опираться и на Рекомендации МОЗМ .
В Республике Беларусь эти Рекомендации утверждены в качестве государственного стандарта. Есть в этом стандарте и методика поверки. В этом году планируется принять его в качестве Межгосударственного стандарта в странах СНГ. Попробуем применить стандарт РБ к нашим экспериментальным данным - их предостаточно.
Весы «В1» по результатам определения полной массы ТС имеют класс точности 0,5 по ГОСТ 30414, если принимать в расчет результаты проездов Э2ТС (двухосный грузовик МАЗ). Поскольку во времена написания этого стандарта понятие «двухосное эталонное транспортное средство на рессорной подвеске» не употреблялось, то результат определения класса точности, с точки зрения метрологии, является полномочным. Полученный результат означает, что погрешность измерения полной массы ТС при инспекции в эксплуатации и очередной поверке не превышает ±0,5 %. Это очень высокий результат для автомобильных весов поосного взвешивания в движении.
Однако, описания типов этих весов и методика поверки уже содержат авторитетное «влияние запада», согласно которому необходимо по 10 раз взвесить еще и многоосные ТС с рессорной и пневмо- подвесками, и только после этого присвоить им тот или иной класс точности. Это и было проделано. Результаты показаны на рис.14.
Оказалось, что «чем дальше в лес, тем больше дров», а именно - класс точности весов согласно методике поверки, помещенной в описании типа, на многоосных ТС существенно хуже, чем на Э2ТС. По результатам взвешивания СПВЛ (полуприцеп с двухосной тележкой на рессорной подвеске - см. Таблицу 2) весам надо присвоить класс 1, а по результатам взвешивания ТСПП (седельный тягач с полуприцепом, имеющим трехосную тележку на пневмоподвеске) - класс 2 или даже 5! Так где же предел? Ведь можно найти ТС с таким числом осей и такой сложной или ржавой и запущенной подвеской, что исправные хорошие весы по узаконенной процедуре вообще невозможно будет сдать! Значит, пользуясь узаконенными на сегодня методиками, мы определяем лишь «кажущийся», а не реальный класс точности весов.
Реальным классом точности весов «В1» по ГОСТ 30414 и Рекомендациям МОЗМ № 134-1 является класс 0,5. Причиной того, что «кажущийся» класс их точности существенно хуже является то, что вариации измеряемых величин осевых нагрузок, превышающие погрешность весов во много раз, из-за несовершенства действующих официальных документов принимаются за неточность работы весов.
Полученный на весах «В1» факт не является единичным - результаты, полученные на весах «В2» и весах другого типа «Р1» и «Р2» подтверждают, что это закономерность (рис.15).
«Кажущийся» класс точности весов, определенный по результатам поосного взвешивания на многоосных ТС, ухудшается. Снижается и «кажущийся» класс точности измерений осевых нагрузок по Рекомендации МОЗМ , где введено их буквенное обозначение для измерений осевых нагрузок. Например, на весах «Р2» класс точности по Рекомендациям МОЗМ № 134-1 изменяется от класса «В» для Э2ТС до «D» и «E» для СПВЛ и ТСПП соответственно. Нужно отдать должное создателям весов «Р», которые в методике поверки, датируемой еще 2002 г., однозначно написали, что при оценке погрешностей определения осевых нагрузок и полной массы ТС в движении «используется двухосный автомобиль» и только!
Приведенная в Рекомендации МОЗМ и некоторых наших методиках поверки весов для поосного взвешивания в движении норма оценки погрешности по результатам взвешивания ТС с подвесками разного типа является лишней и вредной. Эта операция характеризует техническое состояние подвесок ТС и мастерство водителя, а не качество работы весов. Почему производитель весов или сервисная организация должны отвечать за ржавую неухоженную подвеску старого грузовика, который случайным образом арендовали для поверки весов или их инспекции в эксплуатации?
Это примерно то же, что после процедуры поверки автомобильных весов статического взвешивания, успешно проведенной по ГОСТ Р 53228-2008 с использованием гирь класса М1 по ГОСТ 7328-2001, мы бы требовали вторично оценить их метрологические характеристики с использованием каких-то балластных грузов сомнительного происхождения. Причем, цену и число поверочных делений весам в итоге присваивали на основе результатов, полученных как раз на этих бетонных блоках с аляпистыми надписями на них типа: «2,4 т», «1,75 т», «3,21 т» и т.д. Абсурд? Конечно!
Из сказанного выше следует вывод о том, что оценку погрешности и класса точности автомобильных весов для взвешивания в движении необходимо производить только по результатам проездов эталонного двухосного транспортного средства на рессорной подвеске!
3.2. О проекте Межгосударственного стандарта на базе МОЗМ 134-1
Полученные результаты обязывают дать определенные рекомендации в связи с готовящимся принятием нового Межгосударственного стандарта для автомобильных весов в движении, и, кроме того, по весовому контролю большегрузных транспортных средств.
Международные Рекомендации МОЗМ № 134-1 и разработанные на их основе Стандарты Республики Беларусь СТБ № 1845-2008 и № 8013-2008, которые планируется принять в качестве Межгосударственных для стран СНГ, необходимо доработать в части определения класса точности весов при их испытаниях и поверке.
Класс точности весов при измерении осевых нагрузок и полной массы ТС не должен зависеть от свойств ходовой части взвешиваемых автомобилей, так как они не являются частью средства измерений. С этой целью соответствующие разделы должны быть переработаны в духе признания определяющими результатов, получаемых на эталонном двухосном транспортном средстве с рессорной подвеской (Э2ТС).
4. Весовой контроль ТС в свете новых данных
4.1. О поправках в пользу водителя
Главным результатом наших исследований для инспекторов и руководителей служб, осуществляющих весовой контроль ТС, а также грузоперевозчиков, должна быть информация о том, что осевая нагрузка конкретной оси ТС с числом осей 3 и более, даже при сохранении положения центра масс, непрерывно меняется при его перемещении по дороге или платформе весов существенным образом. Разброс их значений достигает ±10 %, что существенно больше погрешности весов поосного взвешивания.
В процессе весового контроля инспектор фиксирует лишь случайное значение из этого диапазона, имевшее место в конкретный момент времени. Допустим, измеренная величина 9,5 т превышает на 0,5 т разрешенную осевую нагрузку, равную, например, 9 т. Через несколько секунд из-за того, что водитель нажал на тормоз или газ или колесо преодолело неровность дороги, осевая нагрузка изменится и станет равной 8,85 т, но платформа весов уже позади и про то, что ТС перестало быть нарушителем, уже никто не узнает! Инспектор оформит протокол по тем данным, которые зафиксировали весы. А в нем может быть штраф в десятки или даже сотни тысяч рублей! То, что разброс осевых нагрузок может достигать ± 650 кг было показано в разделе 2.2.
Как же тогда правильно и справедливо по отношению к грузоперевозчикам проводить весовой контроль? Как правило, у инспекторов нет времени повторять взвешивание 10 раз для того, чтобы определить средние значения осевых нагрузок и полной массы ТС для принятия решения о факте нарушения. Поэтому, выход один - при поосном взвешивании необходимо вносить поправки в пользу водителя. На мой взгляд, для большегрузных транспортных средств с числом осей 3 и более в протокол необходимо вносить не только результаты, показанные весами, но и следующие поправки в пользу водителя:
По осевой нагрузке, не менее минус 10%, (8)
- по полной массе ТС, не менее минус 5 % (9)
Указанные поправки и форму Протокола надо, естественно, согласовать между Росстандартом и контролирующими транспорт службами - Ространснадзором, Федеральной таможенной службой, ГИБДД, Росавтодор и утвердить Приказом Министра транспорта РФ.
4.2. Весовой контроль без торможения потока ТС
В последние три года на дорогах России начинают внедряться системы предварительного весового и габаритного контроля (СВК) без торможения транспортного потока . Используют их во всем мире пока только для предварительного выявления потенциальных нарушителей (селекции). Устанавливается такая система, как правило, за 0,5…3 км перед стационарным постом весового контроля, на контрольных весах которого осуществляется поосное взвешивание ТС традиционным методом.
Для направления потенциального нарушителя на контрольное взвешивание перед СПВК устанавливается знак переменной информации, на котором, при необходимости, индицируется стрелка «вправо» и госномер ТС. В результате того, что на шоссе посредством СВК все ТС взвешиваются без торможения потока, а на посту весового контроля взвешиваются только потенциальные нарушители, персонал разгружается от ненужной работы, а перед самим постом не скапливаются очереди из большегрузных «фур».
Практика первых лет эксплуатации системы СВК показывает, что наибольшее число вопросов возникает вокруг двух следующих задач:
Сходимость результатов взвешивания конкретного ТС, полученных с использованием разных весовых систем,
- принятие решения о потенциальном нарушителе (селекция).
В то же время, при скоростном взвешивании возникает ряд дополнительных помех, таких как влияние формы и дисбаланса колес, аэродинамики ТС, кривизны траектории движения в вертикальной и горизонтальной плоскостях и т.д. В общем случае, абсолютные величины предельной разницы показаний СВК и стационарных контрольных весов по осевым нагрузкам и полной массе не должны превышать следующих значений:
|Мп - Мпсвк| ≤ (Δот-мсвк + Δк-мсвк + Δот-м + Пм) (7)
|Nпi - Nпiсвк| ≤ (Δот-освк + Δк-освк + Δот-о + По) , (8)
где Мп и Nпi - полная масса и осевая нагрузка на i-тую ось ТС, измеренные на контрольных весах СПВК,
Мпсвк и Nпiсвк - полная масса и осевая нагрузка на i-тую ось ТС, измеренные системой СВК без торможения потока,
Δот-мсвк и Δот-освк - предельные погрешности измерения полной массы и осевой нагрузки СВК согласно описанию типа средства измерений,
Δк-мсвк и Δк-освк - предельные погрешности измерения полной массы и осевых нагрузок СВК, обусловленные особенностями конкретного места установки системы (кривизна и уклоны в продольном и поперечном профилях и т.д.),
Δот-м и Δот-о - предельные погрешности измерения полной массы и осевых нагрузок контрольными весами СПВК,
Пм и По - предельные величины поправок, обусловленных особенностями работы подвески (8) и (9).
Аналогичный вид должны иметь неравенства, используемые для предварительного принятия решения о возможном нарушении ограничений по осевым нагрузкам и полной массе ТС:
|Мпсвк - Нм| ≥ (Δот-мсвк + Δк-мсвк + Пм) (9)
|Nпiсвк - Но| ≥ (Δот-освк + Δк-освк + По), (10)
где Но и НМ - разрешенные значения осевых нагрузок и полной массы ТС .
В связи с обсуждаемым введением в будущем практики взимания штрафов «за перевес» без остановки ТС для контрольного взвешивания на СПВК, упомянутые выше поправки надо вводить и здесь в том же законодательном порядке! Конечно, предварительно надо будет провести необходимый объем экспериментальных исследований.
Осевые нагрузки грузового автомобиля с числом осей 3 и более постоянно меняются вследствие их перераспределения из-за влияния рельефа дороги, действий водителя и особенностей работы подвески. Меняется и определяемая методом суммирования величина полной массы. Величины разброса достигают ±10 %, превышая на порядок предельные погрешности весов.
Однократное измерение осевых нагрузок при проведении процедуры весового контроля ТС весами поосного статического взвешивания или весами для взвешивания в движении дает лишь точечную оценку их величин в конкретный момент времени, поэтому принимать решение о наличии нарушения (перегруза) без введения поправок в пользу водителя нельзя. Проведенные исследования показывают, что их величины должны быть не менее 10 % и 5 % на осевые нагрузки и полную массу соответственно.
«Кажущийся» класс точности весов для поосного взвешивания, определенный при проведении испытаний с целью утверждения типа, первичной поверки или инспекции в эксплуатации, с использованием ТС, имеющих 3 и более осей, существенно ниже реального. Для исключения влияния схемы и технического состояния подвески используемых при этих процедурах контрольных автомобилей оценку погрешности измерений и класса точности весов поосного взвешивания в движении следует производить только по результатам проезда эталонного двухосного ТС на рессорной подвеске.
В проект Межгосударственного стандарта на взвешивание автотранспортных средств в движении, основывающийся на Рекомендациях МОЗМ № 134-1, следует внести изменения в части контрольных ТС, используемых для оценки погрешности и класса точности весов в пользу исключительного использования эталонного двухосного ТС на рессорной подвеске.
При сравнении результатов поосного измерения осевых нагрузок и полной массы многоосных ТС, полученных на разных весах, а также при селекции потенциальных нарушителей, помимо величин предельных погрешностей, необходимо учитывать вариации значений самих осевых нагрузок, а также возможное влияние ряда неисключаемых систематических погрешностей, связанных с траекторией движения, аэродинамикой ТС и техническим состоянием элементов его ходовой части.
Литература
Постановление Правительства РФ от 15 апреля 2011 г. № 272 «Об утверждении Правил перевозок грузов автомобильным транспортом».
Технический регламент «О безопасности колесных транспортных средств», утвержденный Постановлением Правительства РФ № 720 от 10.09.2010 г.
Весы автоматические для взвешивания транспортных средств в движении. Общие требования и методы испытаний. Государственный стандарт Республики Беларусь СТБ 1845-2008
ГОСТ 30414-96. Весы для взвешивания транспортных средств в движении.
Сенянский М.В. «РОГАТКА» для дорожного весового контроля большегрузных транспортных средств. -М.: «Дорожная держава», спецвыпуск. -2010.
Автомобильные весы - это неотъемлемая составляющая многих логистических систем. Взвешивание грузов при их транспортировке, а также взвешивание автомобилей груженых или порожних, контроль соответствия законодательным нормам и требованиям к колесной и осевой нагрузке автотранспорта - эти и прочие мероприятия возможны с помощью автомобильных весов. В целом, весы автомобильные - это системы, предназначенные для измерения массы груза, перевозимого с помощью автотранспорта.
История автомобильных весов положила свое начало сравнительно недавно, в 20-х годах прошлого столетия, когда массовое развитие грузовых автомобилей повлекло за собой необходимость их взвешивания вместе с грузом. А первые автомобильные весы на территории России появились при СССР, в 50-х годах прошлого века, когда Одесский политехнический институт разработал модель «1ВАТ». Данные весы предназначались для взвешивания грузовых автомобилей от 20-ти до 70-ти тонн, при этом относительная погрешность составляла ±1 %.
Взвешивание груза на автомобиле можно осуществить двумя путями: первый способ - взвешивание автомобиля в движении, второй способ - взвешивание автомобиля в статике. В соответствии с этим, различают несколько видов автомобильных весов.
Весы для статического взвешивания автомобилей:
- Платформенные автомобильные весы
- Колейные весы
- Автомобильные весы электронные подкладные
- Электронные бесфундаментные весы для поосного или помостового взвешивания автомобиля
Весы для взвешивания автомобиля в динамике:
- Автомобильные весы электронные врезные
Более точным признан метод взвешивания автомобиля в статике, то есть, взвешивание груза осуществляется с полным заездом автомобиля на весовую платформу. Кроме того, автомобильные весы различаются по способу установки и бывают фундаментными, бесфундаментными, врезными и подкладными. Каждый из типов весов имеет свои преимущества и недостатки, и приобретается в соответствии с текущими задачами и требованиями логистического предприятия. Так, фундаментные весы - это основательная конструкция, требующая специальный бетонный или железобетонный фундамент, при этом фундамент должен располагаться либо под всей поверхностью весовой платформы, либо под местами стыков платформы, а въезд автомобиля осуществляется по специальным пандусам.
Бесфундаментные автомобильные весы устанавливаются непосредственно на дорожные плиты, которые, в свою очередь, требуют гравийную или песчано-гравийную подушку. Цена на автомобильные весы бесфундаментного типа меньше, однако применение таких весов имеет ряд ограничений по климатическим требованиям и типу грунта. Врезные автомобильные весы монтируются на одном уровне с поверхностью земли (площадки), при этом необходима организация фундамента и дренажной системы, однако отсутствует необходимость в пандусах и боковых ограждениях, что сокращает занимаемую весами площадь.
Наиболее простыми по конструкции являются подкладные весы, которые не требуют предварительного изготовления фундамента, пандусов, ограждений или подушек. Подкладные весы устанавливаются непосредственно на дорожное полотно или грунт, однако имеют погрешность измерения.
Автомобильное весоизмерительное оборудование, в общих случаях, состоит из грузоприемной платформы и силоизмерительных датчиков. Для корректного взвешивания груза и автомобилей необходим грамотный подбор автомобильных весов. Погрешность автомобильных весов зависит от типа весов и технических характеристик, на которые влияет масса автомобиля. Минимальная погрешность составляет 1- 6 кг, максимальная - до 60 кг. При этом минимальную погрешность обеспечивают электронные весы, где такая погрешность оправданна.
Обзор моделей автомобильные весов на российском рынке
С. Голышев
Товарооборот крупных и средних предприятий требует учета, и каждая организация решает эту проблему по-своему. Нередко экономия на единовременных затратах в дальнейшем приводит к дополнительным ежесезонным затратам немалых денежных средств. Проблему учета грузовых потоков можно успешно решить, установив весоизмерительную систему. В случае когда основным способом доставки грузов является автомобильный транспорт, основой системы весоизмерения становятся автомобильные весы.
Чтобы покупка и установка весов были проделаны грамотно и принесли выгоду владельцу, надо учесть некоторые особенности собственного производства и оценить следующие факторы:
- сезон максимального товарооборота;
- площадь и расположение имеющейся свободной территории;
- количество используемого автотранспорта;
- необходимую точность учета товарных потоков.
Весы, несмотря на достаточно высокую стоимость, при большом грузопотоке могут окупиться быстро – всего за полгода.
В последние десять лет электронные устройства на тензодатчиках практически полностью сменили механические весы. Именно эти устройства и определяют точность и надежность всей системы взвешивания. Усилие от взвешиваемого груза в электронных весах сначала поступает на тензодатчики, затем преобразуется в электрический сигнал, который передается на электронный индикатор. Электронный индикатор преобразует этот сигнал в цифровой код и выдает информацию о массе груза на дисплей.
Весы по функциональным возможностям подразделяют на динамические (изготавливаются по ГОСТ 30414–96 «Весы для взвешивания транспортных средств в движении. Общие технические требования») и статические (по ГОСТ 29329–92 «Весы для статического взвешивания. Общие технические требования»). Весы всех типов должны соответствовать требованиям пылевлагозащищенности, ударопрочности и выдерживать рабочие температуры широкого диапазона. При статическом взвешивании автомобиль обычно целиком должен находиться на платформе весов, хотя можно взвешивать его и по частям с дальнейшим суммированием показаний. Взвешивание в статике характерно для предприятий:
- требующих более точного взвешивания (погрешность примерно 0,02%);
- с достаточно большой свободной территорией;
- использующих системы дозирования грузов (зерно, гравий, песок, жидкости и т. п.).
В целом взвешивание в динамике применяется на предприятиях:
- с бoльшей свободной территорией;
- не нуждающихся в очень точном измерении, т. е. для некоммерческого взвешивания (погрешность около 1%).
Монтаж врезных весов для взвешивания в динамике – дело очень трудоемкое: для всех устройств этого типа необходимо подготовить приямок, залить фундамент, установить раму, залить ее, установить платформу, откалибровать, поверить. Применение автомобильных динамических весов существенно повышает эффективность использования транспортных средств, снижает простои. Скорость движения транспорта при проведении измерений должна составлять от 2 до 5 км/ч, в режиме транзитного контроля – до 20 км/ч.
При измерении массы в последнее время используют принципиально новый для отечественного потребителя подход в технологии взвешивания автотранспорта – принцип поосного взвешивания. Вес в этом случае определяется путем суммирования усилий, создаваемых каждой осью автомобиля либо его совмещенными мостами. Конструкция таких весов позволяет исключить строительные работы по изготовлению дорогостоящего фундамента, а их монтаж осуществляется очень просто и в кратчайшие сроки. Однако точность измерений у этих устройств на порядок ниже, чем у весов для статического взвешивания. Весы для поосного взвешивания просты в обслуживании и могут подключаться к компьютерной сети предприятия для автоматизации учета контроля процессов отгрузки и снабжения.
В зависимости от способа установки эти модели имеют подкладное и врезное исполнение. Врезные весы представляют собой грузоприемную платформу, установленную в металлическую раму, залитую по периметру бетоном. Грузоприемная платформа располагается на одном уровне с проезжей частью дороги, что предельно упрощает процесс взвешивания. Наиболее мобильный вариант весов большой грузоподъемности – подкладные весы. Эти устройства имеют небольшую собственную массу, легко транспортируются в кузове грузовика и могут питаться от автомобильного аккумулятора. Следует отметить, что при поосном, поэтапном взвешивании автотранспорта речь идет о наибольшем пределе нагрузки на ось либо на совмещенные мосты.
На использование разных видов взвешивания существуют определенные ограничения. Так, жидкости можно взвешивать только на весах для статического взвешивания. Весы для поосного или группового (группа осей) взвешивания в движении не могут использоваться для взвешивания жидких грузов или любых других грузов, центр массы которых может измениться во время перемещения.
При необходимости автомобильные весы дополняют программным обеспечением для обработки результатов измерений, которое имеет следующие возможности: печать накладных; суммирование результатов взвешивания; сортировка по времени, операторам, видам продукции; многоуровневый доступ.
Компании, продающие весы, помимо собственно реализации обычно осуществляют подбор и поставку необходимого оборудования для заказчика при оптимальном соотношении цены и качества, проведение пусконаладочных работ и обучение персонала, гарантийное и сервисное обслуживание весоизмерительной техники, модернизацию оборудования под конкретные условия эксплуатации.
Ориентировочная суммарная стоимость затрат на приобретение автомобильных весов
Электронные стационарные весы с наибольшим пределом взвешивания 40 т и длиной платформы 12 м – примерно 450 000 руб.
Электронные стационарные весы с наибольшим пределом взвешивания 60 т и длиной платформы 18 м – около 600 000 руб.
Врезные электронные весы для поосного взвешивания – примерно 300 000...400 000 руб. (нереально найти дешевле нормальные весы для взвешивания автопоездов (на 60 т); весы для взвешивания в движении с меньшей нагрузкой практически не применяют).
Подкладные электронные весы поосного взвешивания – примерно 200 000 руб. за комплект из двух платформ.
«ФизТех» производит надежные автомобильные весы всех возможных типов: для взвешивания в статическом положении всего автомобиля/ автопоезда, врезные и подкладные для поосного взвешивания, врезные для взвешивания в движении. Весы отвечают требованиям ГОСТ 29329–92 и ГОСТ 30414–96, сертифицированы, внесены в Госреестр средств измерения под № 19242-03, 18880-04. На все весы предоставляется гарантийное, послегарантийное и сервисное обслуживание.
При изготовлении всех автомобильных весов «ФизТех» используются морозостойкие тензодатчики FLINTEC (Германия), выполненные из нержавеющей стали с наивысшей степенью пылевлагозащиты IP68 (100%-ная защита от пыли и измерение веса даже в затопленном состоянии). Применение датчиков FLINTEC гарантирует бесперебойную работу оборудования при температурах от –40 до +80 °С при любых погодных условиях. Подключение любой модели весов к компьютеру осуществляется стандартным кабелем для разъема RS-232 к COM-порту. Возможен вывод результатов взвешивания на большое светодиодное табло (высота цифр 8 или 13 см), принтер, через систему проговаривания веса. При необходимости весы комплектуют радиостанцией, которая позволяет передавать результаты взвешивания на терминал без прокладки кабеля.
Модели ВАЭ (весы автомобильные электронные) предназначены для взвешивания в статическом положении всего автомобиля (автопоезда) и состоят из нескольких грузоприемных платформ, устанавливаемых на балки с тензорезисторными датчиками. От датчиков через распределительную коробку сигнал поступает на весовой терминал, где производится индикация результатов взвешивания. Компания выпускает более 20 модификаций весов, отличающихся наибольшим пределом взвешивания (от 10 до 80 т) и длиной грузоприемных платформ (от 6 до 23 м), а также весы с нестандартными параметрами, например, для карьерных самосвалов. По способу установки весы подразделяются на фундаментные и бесфундаментные. Фундаментные весы монтируются на подготовленное бетонное основание, спроектированное в соответствии со свойствами грунта. Для монтажа бесфундаментных весов используют от двух до пяти дорожных плит (в зависимости от числа платформ). Преимуществом второго варианта является отсутствие фундаментных работ и быстрый ввод весов в эксплуатацию, но он подходит не для всех типов грунтов.
Весы работают в двухдиапазонном режиме, что позволяет проводить более точные измерения веса за счет меньших значений поверочных делений первого диапазона. Так, например, ВАЭ-60т при взвешивании автомобиля полной массой от 20 до 60 т отображают вес с дискретностью 20 кг, а при весе до 20 т более точно – с дискретностью 10 кг. Высота платформы моделей ВЭА – от 33 см, что существенно облегчает заезд и позволяет использовать короткий пандус. Ширина проезжей части составляет 3,2 м для удобства маневров. Конструктивными особенностями обеспечивается высокая жесткость платформы. Полностью разборная конструкция не требует спецтранспорта для перевозки и ускоряет процесс монтажа. В качестве опций предлагаются металлические пандусы, боковые ограждения и межколейные защитные панели от снега и мусора, закрывающие проем между колеями весов.
Существует два варианта исполнения весов ВАЭ: «Стандарт» и «Экстра». Преимущества исполнения «Экстра»: повышенная устойчивость к боковым ударам и весовым перегрузкам (специальные модули защиты датчиков), наличие антирезонансных демпферов, увеличенная жесткость платформы и улучшенное антикоррозионное покрытие. Обе модели имеют самую низкую цену в соответствующих классах. Гарантийный срок на ВАЭ «Стандарт» составляет 15 мес., на ВАЭ «Экстра» – 40 мес.
Модели ВАЭ-ВД (весы автомобильные электронные для взвешивания в движении) предназначены для поосного взвешивания автомобилей и автопоездов в движении в любом направлении с последующим автоматическим суммированием результатов взвешивания. Они представляют собой грузоприемную платформу на тензорезисторных датчиках, установленную в металлическую раму, которая залита по наружному периметру бетоном. Грузоприемная платформа располагается на одном уровне с проезжей частью дороги. Тензорезисторные датчики расположены над платформой, в боковых ограждениях, что исключает их засорение и заливание. В весах предусмотрен доступ для очистки конструктивных зазоров и подплатформенного пространства без демонтажа весовой платформы. Взвешивание в динамике происходит при скорости движения через весы не более 5 км/ч. Результаты взвешивания рассчитываются поставляемым программным обеспечением с использованием персонального компьютера (ПК).
Весы могут использоваться и для взвешивания в статике (если необходимо получить более точные значения веса). В этом случае они комплектуются терминалом и работают в двухдиапазонном режиме без использования ПК. Выпускаемые модели отличаются наибольшим пределом взвешивания (60, 100, 200 и 300 т – от среднетоннажных грузовых автомобилей до карьерных самосвалов) и размерами грузоприемных платформ. Гарантийный срок на весы ВАЭ-ВД – 15 мес.
ВТП-А (весы транспортные подкладные автомобильные) – малогабаритные модели, которые предназначены для статического поосного или поколесного взвешивания автотранспорта при поочередном или одновременном (в случае соединения платформ) наезде колесных пар на грузоприемные платформы. Модели легки и удобны, имеют встроенные ролики и ручку для переноски или перекатывания одним человеком. Пандусы для заезда встроены в платформу.
Весы ВТП-А производят с наибольшим пределом взвешивания от 1 до 15 т и платформой размерами 750х560 или 1000х620 мм. Платформа изготовлена из конструкционной стали с износостойким спецпокрытием или полностью из нержавеющей стали. Высота весов – всего 48 мм, что значительно увеличивает точность благодаря малому сопротивлению рессор. ВТП-А, как и другие модели, работают в двухдиапазонном режиме. Изготавливается два варианта исполнения: «Стандарт» с защитой IP67 (от кратковременного погружения в воду) и диапазоном рабочих температур от –20 до +65 °С и «Экстра» с защитой IP68 (от –40 до +80 °С). Гарантийный срок на ВТП-А «Стандарт» составляет 12 мес., на ВТП-А «Экстра» – 15 мес.
Весоизмерительная компания «Тензо-М» (ВИК «Тензо-М») является одним из лидеров в разработке и производстве электронных автомобильных весов как на российском рынке, так и в ближнем зарубежье. Ее продукция работает на различных предприятиях пищевой, добывающей и перерабатывающей промышленности. Автомобильные весы «Тензо-М» всепогодны и сохраняют работоспособность при температуре окружающей среды от –30 до +40 °С, сертифицированы и внесены в Госреестр средств измерений.
Компания выпускает необходимые для коммерческого учета автомобильные весы для статического взвешивания, имеющие погрешность не более 0,03...0,1%, и весы для поосного взвешивания автомобилей в движении с погрешностью 2%, которые применяют службы контроля по автомобильным дорогам, а также предприятия, взвешивающие недорогой продукт (песок, мусор и т. д.), для которых такая погрешность допустима.
Все модели, выпускаемые ЗАО «ВИК «Тензо-М», в стандартной комплектации имеют возможность для передачи данных в компьютерную сеть предприятия для накопления в базе данных результатов всех взвешиваний. Эти первичные данные являются основой для последующей обработки информации по любым алгоритмам и программам, необходимым для эффективного ведения хозяйственной деятельности, например распечатка объема продаж за неделю, месяц, квартал или ассортимента и количества продукции, отпущенной определенному покупателю за месяц. Поставляемое базовое программное обеспечение позволяет организовать совместимость накопленных результатов взвешиваний с целым рядом распространенных прикладных программ: «Бухгалтерия 1С», «MS Excel» и любыми другими программными средствами, работающими в среде Windows, и открывает широкие перспективы для компьютерного учета и контроля товарных и сырьевых потоков предприятия.
«Тензо-М» производит широкую гамму автомобильных весов для статического взвешивания типа ВА с наибольшими пределами взвешивания (НПВ) от 10 до 100 т и размерами стандартного модуля 3х5 или 3х6 м. Высота весов не более 45 см. Набирая платформу из двух, трех или четырех модулей, можно получить весы с длиной рабочей части 10, 12, 15, 18, 20 или 24 м. Увеличивается соответственно и НПВ весов. Благодаря использованию многоопорной модульной схемы грузоприемной платформы автомобильные весы «Тензо-М» имеют малую строительную высоту, что позволяет устанавливать их над поверхностью асфальта двора или врезать в приямок малой глубины. Для предотвращения раскачивания весов в конструкции платформы предусмотрены регулирующие болты-ограничители и отбойные закладные детали в стенах приямка или в заездных пандусах.
Следует отметить и то, что среди фирм, предлагающих сегодня на рынке автовесы, компания «Тензо-М» является единственным производителем, в цехах и лабораториях которого организован полный производственный цикл, начиная от заготовки металла и заканчивая готовыми датчиками, металлоконструкциями весов, микропроцессорными весовыми терминалами и базовым программным обеспечением сетевой поддержки.
Огромный опыт в создании весоизмерительных систем и богатый научно-технический потенциал позволили конструкторам компании в 2004 г. разработать ряд новинок, среди которых автомобильные весы «Сахалин» с металлической разборной платформой и весы «Бетон» с бетонной платформой.
Размеры стандартного модуля модели «Сахалин» – 3х5,5х0,25 м. Это позволяет получить весы с длиной рабочей части 11; 16,5 и 22 м. Платформа состоит из двух продольных балок, соединенных между собой стыковочными элементами, и удерживается от продольно-поперечных перемещений в горизонтальной плоскости специальными устройствами. Разборная конструкция позволяет: упростить транспортировку весов, особенно на большие расстояния; перевозить весы с одной площадки на другую в разобранном виде без привлечения специального автотранспорта; снизить трудоемкость изготовления за счет уменьшения габаритов составных частей и использования соответствующей оснастки и повысить качество лакокрасочного покрытия путем дробеструйной обработки поверхности малогабаритных балок платформ. Кроме того, разработан вариант экономичного фундамента под эти весы, при изготовлении которого затраты на материалы снижены почти вдвое.
Каждая платформа весов «Бетон» выполнена в виде сборной рамы, представляющей собой несъемную опалубку. Рама снабжена узлами для установки на тензоопоры, такелажными узлами и узлами для удержания от продольно-поперечных перемещений. Рамы перевозят на место установки в разобранном виде и собирают на ровной поверхности предварительно выполненного фундамента.
Затем вяжут арматуру и заливают бетон. После затвердевания бетона платформу поднимают и устанавливают на тензоопоры при помощи домкратов. Преимуществами таких весов являются снижение металлоемкости, трудозатрат на изготовление и расходов на транспортировку, а также увеличение стабильности показаний взвешивания благодаря повышенному собственному весу платформ (массе покоя).
Помимо собственной продукции компания предлагает минимальный по затратам вариант модернизации механических весов путем установки старой грузоприемной платформы на весоизмерительные тензорезисторные датчики. Рычажную систему механических весов при этом демонтируют, а весы через вторичный прибор подключают к компьютеру. Но целесообразность такой модернизации полностью зависит от состояния старой платформы.
Подготовлено по материалам компаний «Альфа-Эталон», «ФизТех», «Тензо-М»
В последние годы наблюдается существенный рост объёмов автомобильных перевозок, логистика полностью оформилась в самостоятельное направление бизнеса.
Всё это повлекло за собой возрастание потребностей в операциях по учёту грузопотоков, в т.ч. взвешивания на весах большегрузных.
Большегрузные автоматические весы для статического взвешивания, как правило, включаются в состав ИУС (информационно-управляющих систем), имеющихся на предприятиях.
Полученные результаты взвешивания ложатся в основу расчётов между продавцами и покупателями, используются для бухгалтерского и внутрифирменного учёта, для управления идущими технологическими процессами. Эти данные зачастую становятся основной принимаемых управляющих решений.
Другим вариантом для взвешивания автомобилей являются .
Назначение автомобильных весов статического взвешивания и область их применения
Автомобильные весы статического взвешивания предназначены для определения веса неподвижно размещающихся на них автомобилей, автопоездов, прицепов, карьерных самосвалов и т.п.
Все статические весы выполняются согласно положениям стандарта 53228-2008. Указанный ГОСТ Р введён приказом за № 739-ст, изданным Ростехрегулирования 25.12.08.
Весы указанных моделей широко используются на предприятиях всех форм собственности.
Погрешность автомобильных весов зависит от их конструкции.Принцип работы существующих моделей
Сегодня рынок и производители предлагают широкий ассортимент таких изделий, как весы автомобильные стационарные, отличающиеся способами установки, применяемыми электронными комплектующими, конструктивным исполнением, материалом, из которого выполнена грузовая платформа.
Принцип действия у них одинаков: между неподвижным основанием и грузовой платформой размещают датчики, деформирующиеся за счёт действующей нагрузки, обусловленной весом транспортного средства, проходящего взвешивание, с выдачей аналогового сигнала на процессор, трансформирующий его в цифровой вид.
После этого информация о результатах взвешивания выводится на электронное табло или монитор ПК.
Поверка автомобильных весов осуществляется в сроки, указанные в инструкции по эксплуатацииВарианты установки автомобильных весов
Установка автомобильных весов может быть выполнена в нескольких вариантах.
Вариант эстакадный. В данном случае весы приподнимаются над поверхностью дороги на 300 – 400 мм в зависимости от марки последних и оборудуются пандусами, обеспечивающими съезд и заезд транспортных средств.
В качестве основания весов в указанном случае используются ленточные фундаменты, либо бетонные блоки под каждой парой весоизмерительных датчиков. Изготовление полноценного фундамента не требуется, что удешевляет монтажные работы.
Дополнительный плюс заключается в лёгком доступе к датчикам, что упрощает обслуживание весов.
Минус. Пропускная способность несколько ниже весов, выполненных заподлицо с уровнем дороги.
Вариант фундаментный. Весы устанавливаются в приямок. Плюсы: высокая пропускная способность, экономия места за счёт отсутствия пандусов и боковых ограждений. Минус – в приямке скапливается влага.
Весы фундаментного исполнения
Вариант бесфундаментной установки.
Весы монтируются на внешнюю опорную раму, выполненную из высокопрочного металла, которая устанавливается предварительно на ровную площадку, прошедшую предварительную подготовку (асфальт, бетон, подушка из песка и щебня).
Чаще всего используется в ходе работ сезонного характера (уборка урожая) т.к. весы таких конструкций легко разобрать, переместить и собрать на новом месте.
Минус – достаточно высокая стоимость опорной рамы.
Весы бесфундаментного исполнения
Наличие и перечень дополнительных опций
Кроме стандартного набора опций, присущих статическим автомобильным весам любых конструкций, производители каждой модели стремятся реализовать в ней дополнительный набор опций, наличие которых будет являться серьёзным преимуществом в глазах покупателя. Несколько примеров.
Для расширения функциональных возможностей весов и повышения удобства работы с ними компания «ВЕСКОМ» обеспечивает свою продукцию набором дополнительных опций. Некоторые из них перечислены ниже.
Наличие системы видеонаблюдения
В комплекте с весами поставляются от 1 до 4 цветных IP-видеокамер с комплектом монтажного оборудования и режимом ночной съёмки. Вся информация выводится на экран монитора ПК оператора.
Предусмотрена передача изображения на соответствующие видеорегистраторы для его архивирования, а также через Интернет в любую точку мира, что позволяет руководителю предприятия в любой момент проконтролировать работу того или иного весового поста.
Момент взвешивания фиксируется каждой из имеющихся камер и записывается на жёсткий диск ПК. На данное фото специальным образом наносится информация, содержащая существенные параметры взвешивания, подделать её невозможно.
Перечень позиций, которые будут фиксироваться на фото, закладывается в программу и может включать: фамилию оператора, номер автомобиля, номер весов, результат взвешивания, время и дата его выполнения и т.п. в спорных ситуациях, касающихся параметров отгрузки, это фото рассматривается судом в качестве доказательного материала.
Автоматическое распознавание автомобильных номеров
Государственные номерные знаки при больших грузопотоках помогают оператору существенно ускорить работу.
Возможность удаления его рабочего места на любое расстояние от весов позволяет оборудовать его в удобном для этого месте.
Дополнительные опции:
- осуществление взвешивания без участия оператора;
- наличие дополнительных систем коммуникации (клиент – кассир, громкая связь с водителем, табло, дублирующее информацию для водителя);
- оборудование для регулировки очерёдности проезда (искусственные дорожные неровности, дорожные знаки, аншлаги, датчики наличия автомобиля, шлагбаумы, светофоры);
- комплектация поставляемых весов помещением для оператора (мобильное быстровозводимое здание, размеры которого согласуются с заказчиком).
Если вы хотите сделать свои еще более функциональными, приобретите для них .
Железные весы также могут быть универсальными, т.е. они предназначены для взвешивания как подвижных, так и неподвижных составов. Подробнее об этом оборудовании читайте .
Технические характеристики, комплектация, дополнительная комплектация весов автомобильных статического взвешивания
Характеристики на примере продукции группы компаний «ФизТех»:
Весы «ВА-К»
| Разновидность модели | Габаритная ширина, м | со стороны моста, т|||
| 1 ось | 2 оси | 3 оси | ||
| «Копейка» | 2,7 | 12 | 16 | 18 |
| «Стандарт» | 3,0 | 16 | 21 | 23 |
| «Экстра» | 3,2 | 19 | 25 | 28 |
| «Экстра +» | 3,2 | 33 | 43 | 48 |
Характеристики установленных весоизмерительных датчиков колонного типа.
Возможные способы установки:
- фундаментный с пандусами;
- фундаментный заподлицо с уровнем полотна дороги;
- бесфундаментный по двум вариантам (в зависимости от типа подготовленной площадки).
Комплектация:
- комплект модулей платформы (1 – 4);
- комплект датчиков;
- коробка соединительная;
- разводка кабельная;
- кабель (от 10 м);
- терминал. Имеющий интерфейс RS-485 или 232;
- «Автовес – Статика» – специализированное ПО;
- комплект документации;
- схема установки.
Возможная дополнительная комплектация:
- разборные металлические пандусы;
- межмодульные панели;
- межмодульные усиленные панели;
- боковая защита;
- табло индикаторные дополнительные;
- радиоканал;
- БУД – блок управления дозированием;
- ограждения боковые;
- электропакет для зимней эксплуатации;
- системы обогрева СО-1 и СО-2 с различными функциями;
- устройства управления движением, позиционирования и идентификации.
Проанализировав информацию по упомянутым выше пунктам, прилагаемую производителями к каждой модели весов, покупатель сможет более взвешенно подойти к выбору той или иной модели.
| Модель | Предел взвешивания, т | Дискретность | Длина весов номинальная / фактическая, м Количество платформ в составе весов, шт |
||||||
| 6 / 5,9 (1) | 7/ 7 (1) | 9 / 8,5 (2) | 12 / 11,6 (2) | 16 / 15,9 (3) | 18 / 17,3 (3) | 23 / 23 (4) |
|||
| ВА – 20 т | 20 | 5 кг | |||||||
| ВА – 30 т | 30 | до 15 т – 5 кг свыше- 10 кг | |||||||
| ВА – 40 т | 40 | до 30 т – 10 кг, свыше – 20 кг | |||||||
| ВА – 60 т | 60 | ||||||||
| ВА – 80 т | 80 | до 60 т – 20 кг, свыше – 50 кг | |||||||
| ВА – 100 т | 100 | ||||||||
| ВА – 120 т | 120 | ||||||||
| ВА – 150 т | 150 | ||||||||
Не следует экономить на качестве оборудования, так как это может привести к большим финансовым потерям в будущем. Благодаря автомобильным весам статистического взвешивания, можно определить совокупный вес, добиться высокой точности взвешивания и автоматизировать работу.
Статистического взвешивания сегодня в основном используют на предприятиях крупной промышленности, обогатительных и добывающих. Взвешивание тяжелого транспорта не обойдется ни ни одном предприятии без таких весов.