装载机电子称重装置准确度影响因素分析

闫国礼，杨红刚

（1.大秦铁路股份有限公司 大秦铁路装卸管理中心，山西 大同 037005；2.太原铁路局 货运处，山西 太原 030013）

随着铁路散堆装货物装卸的发展步伐，货物装载效率及安全性和准确性的要求越来越高。装载机作为常用的装载设备，准确掌握运用就显得尤为重要。

1 使用装载机电子称重装置的意义

目前，铁路货运装车为防止散装货物超载，保证装车质量，主要采取以下3种称重计量方法。

（1）测密划线装车。通过多个测点检测出物料的不同密度，取物料密度平均值，然后划线确定装车位置。由于煤炭产地不同，密度不一，检测值与实际值误差较大。

（2）轨道衡。该种计量方式为装车后计量，如果超载还需卸载，工作量较大。轨道衡测重的精准度受机车牵引速度影响较大。

（3）装载机电子称重计量装车。装载机电子称重计量装车是装车作业过程中的实时计量，通过计量每一斗的重量累加出整车装载重量，控制货物超亏主动性强。

装载机电子称重装置作为一种自动计量设备，既能实现装载过程中对货物的自动准确计量，又能提高工作效率，在装卸作业中发挥着其他计量设备不可替代的作用。装载机电子称重装置在铁路、公路治理超载中，对加强装载作业管理，防止超载和欠载、偏重和集重的作用尤为重要，装载机电子称重装置在提高装卸作业效率和效益，保证车辆运输的安全性方面发挥着显著的实效。

2 装载机电子称重装置的原理

常用的装载机电子称重装置由称重传感器、运算放大器、A/D 转换集成电路、智能单片机、显示驱动和显示电路、键盘电路、多功能接口电路、交流/直流/充电/蓄电/稳压电路组成。装载机电子称重装置根据分别安装在装载机动臂油缸无杆腔油路上的2个压力传感器，用来测定装载机液压系统的压力变化；当动臂举升到接近开关的时候，系统对压力数据进行采集；车载仪表对称重数据进行计算，并在仪表的屏幕上显示出称重结果。

装载机电子称重装置的测量原理是通过测量举升动臂油缸液压油的载荷压力来测定铲斗中物料的实际重量。装载机举升结构是一个多支点的四连杆机构，当举升动臂在一定角度 (举升动臂角度瞬时取值或静止)、起升加速度为零 (起升匀速或静止) 时，举升动臂油缸液压油的载荷压力与铲斗中物料的实际重量在瞬时采样下呈线性关系，液压传感器把油压转变为电信号，经导线传输到单片机，再通过线性放大，其输出的电信号仍然与实际物料重量成正比。通过数据修正处理后，在仪表屏幕即能显示出铲斗内实际物料重量。

3 装载机电子称重装置准确度影响因素分析

在装载机电子称重装置的实际运用中，由于人为、作业场地等因素对装载机电子称重装置计量精度会造成一定影响，导致计量误差较大。

3.1 蓄电池的工作电压

蓄电池稳定的工作电压是装载机电子称重装置电源稳定的基本保证，蓄电池电压的不稳定直接影响电子称重装置数据采集、读取的准确性。蓄电池必须定时检查、充电、补液或更新，以保证稳定的工作电压。同时蓄电池工作电压不稳定会造成开不了机或测定数据丢失。

3.2 强电磁干扰源

装载机电子称重装置数据传感器输出的是mV级信号，电子称重装置内部使用的是高运算 A/D 和单片机电路，而小信号在传输和处理的时候极易受到干扰，处理出来的数据误差较大。在装载机计量过程中要远离强电磁干扰源，如电焊机、电钻、磁铁、大型电动机、电弧焊作业等。

3.3 装载机液压油温

统计表明，装载机液压油温保持在 25℃～60℃时电子称重装置读数是最准确，低于20℃ 液压油黏度较大，高于 60℃ 液压油黏度变小，尽管电子称重装置有温度补偿，系统会自动对测重数据进行修正，但由于测量数据与温度之间是非线性关系，超出此温度范围误差值会逐渐加大。因而装载机电子称重装置在作业前要充分预热，同时保持液压油充足，散热器性能良好，避免油温上升太高。传感器的工作温度是-20℃～80℃，超出该温度范围时传感器本身的精度就会发生漂移。装载机液压系统及电子称重装置在使用前要进行充分预热，提升动臂多次，使工作油和传感器预热到正常工作温度范围内，保证装载机电子称重装置计量准确。

3.4 装载机工作铲斗的举升速度

装载机在作业过程中，特别是在铲满物料时，铲斗的举升速度不同会产生加速度，从而产生额外的向上或向下的惯性力。造成测量数据不能准确反映物料实际重量，故装载机工作铲斗的举升速度要匀速，杜绝加减油门或停顿，要求司机必须很好地控制发动机加速踏板。若司机不能很好地控制铲斗的举升速度，也可采取在数据采集的停起上止点，停留2～3 s后再进行倾倒作业，从而保证数据采集的准确性。

3.5 作业场地的平整度

作业场地的不平整使装载机左右轮不在同一水平面内 (指坡度大于 15 度) 进行提升称重，造成装载机左右油缸在举升过程中有压差，数据采集就会存在较大的误差。同样铲料时铲斗内物料不均匀满载，前轮的左右轮胎胎压不同，也会造成此类现象的发生。

3.6 装载机称重时的走行状态

装载机在称重过程中要尽量避免装载机行驶，由于装载机作业场地不是十分平整，装载机行驶在行驶过程中，铲斗内物料产生加速度，从而产生惯性力，提升油缸受力发生了变化。行驶中液压油会承受额外的附加力，造成油缸内载荷压力不能准确反映铲斗内货物重量。如要在行驶中称重，车速要匀速控制在 10 km/h以下，但是精度会降低 0.5%。

3.7 装载机工作装置的润滑情况

装载机工作装置要进行严格的定期润滑保养，达到灵活自如，装载机工作装置中各销轴的摩擦力对装载机电子称重装置计量精确度有直接的影响。如果润滑不好，各销轴摩擦力增大，致使装载机在动臂举升过程中阻力增加，就会造成装载机电子称重装置的计量不准确。

3.8 铲斗的收斗与下降是否到位

在装载机称重操作中，当铲斗铲取物料后准备提升时，首先控制转斗的操作杆处于极后位置，即铲斗收到最后位置。因装载机工作装置是一个四连杆机构，如若收斗不到位，就会造成电子称重装置数据采集与原始参数设置不符，装载机电子称重装置初始标定与原设计运行轨迹相辅相承的，必须按照标定时的运行轨迹操作，才能运行参数准确。铲斗铲取物料时，铲斗必须下降至低位，因装载机电子称重装置磁传感器必须经过“下位”、“上位”时，才能完成一个计重循环。如铲斗下降至不到“下位”磁传感器，会出现“丢斗”现象，即屏幕上显示该斗重量是上一斗次的重量，不会显示和累加该斗次重量，表现在该斗不打印走纸造成漏计。所以装载机在作业过程中铲斗必须下降至最低位和收斗到位，才能保证计量的准确。

3.9 装载机电子称重装置的置零

置零是将传感器回馈到装载机电子称重装置的读数调为零，电子称重装置开机后屏幕显示为 00.00 t，并不代表电子称重装置就在零位，必须连续举升空铲斗并放下方可置零。置零可分为自动和手动2种，自动置零指电子称重装置称重后小于某一设定值时则自动置为零位；如果设定为手动置零时，则在秤重后按“置零”键，屏幕显示为“置零”工作状态时，连续举升空斗并放下，再按“确认”键即可完成置零。置零时装载机最好在停止行驶、发动机在怠速状态下进行操作。装载机重新启动时必须对仪表进行置零操作。当铲斗附着粘性物料时，可手动置零使最后一斗微量增加和减少物料，达到减少误差的目的。

4 改进措施

装载机操作人员必须熟练掌握装载机操作技能，熟知装载机电子称重装置精确度影响因素，制定相关作业标准，卡控关键环节，养成一个良好的作业习惯，才能达到装载作业计量准确的目的。

装载机电子称重装置的作业过程可分为作业前、作业中、作业后3个卡控环节。

（1）作业前，要对装载机的整体状态做认真详细检查，保持电瓶电压充足，线路连接、销轴润滑良好。对装载机着车进行充分预热，达到预定的温度，并用砝码反复校验标定，正确置零。

（2）作业中，要整理好作业场地，保证计量时场地平整，远离强磁场源。计量时要匀速走行，均匀满载铲装，收斗到位，匀速起升或静态称重，车体正位计量，每斗观察称重装置计量打印情况。适时注意液压油温、散热工况。

（3）作业后，检查电子称重装置打印出单情况，用砝码复验电子称重装置，及时保养设备。

在实际操作运用中，影响装载机电子称重装置精确度的因素很多，只有充分了解装载机电子称重装置原理，掌握正确操作方法，减少影响精确度因素的干扰，才能科学地使用好装载机电子称重装置，优质、高效地完成生产任务，确保铁路运输安全有序可控。