1前言

日本冶金工业轨道衡技术的发展要追溯到日本战后经济振兴时期。随着经济的发展，日本冶金工业迅速崛起，成为世界冶金强国之一。改革开放以来，我国冶金行业的特大型钢铁生产企业，如宝钢、首钢、WISCO、TISCO、鞍钢、昆钢、济钢等。随着大型项目的引进，包括各种轨道衡技术，相继引进了代表日本先进技术的大和电子称重技术。这里分别介绍了日本大和公司的几种轨道衡技术，从中可以看到轨道衡技术在日本冶金工业中的发展和应用。

轨道衡在钢铁企业生产过程中的应用

在大型冶金钢铁企业的整个生产过程中，采矿、选矿、烧结、炼铁(铁水罐车或鱼雷罐车的铁水液面测量)、焦煤塔的宽轨煤车测量、炼钢(宽轨铁水车或钢水车测量)、轧钢型材、板材、线材(宽轨车测量)。用标准轨道衡测量来自工厂的原煤、矿石、铁精矿、石灰石、耐火材料、合金材料、废钢、高炉灰、炉渣和其他副产品等外部原材料。

具有整体秤台结构的轨道衡

除了标准轨距和标准车辆之外，日本早期冶金工业甚至最近还有大量超大型整体平台结构的深基坑用非标准轨道衡。根据车辆参数，如轨距、轴距、轴数、中心距、转向架数、全轴距和钩舌距，采用不同类型的轨道衡。轨距从1435-6700mm，轴距从900-2000mm，轴数从2-16，中心距从6680-14230mm，转向架数量从2-3，钩舌距从1210-25800mm，载重规格从10-800t。其中，典型的大和整体式称重平台结构多为厚钢板箱型焊接梁，水平采用X形连梁形成整体结构。组合式纵横限位装置由限位拉杆或碰撞式组合而成。该秤安装简单，刚性高，适用于称重频率高的场合。整体式平台基础一般为深基坑或浅基坑基础。称重传感器采用日本Yamato经典CC2/CC5系列摇柱式电阻应变式称重传感器。传感器采用真空空充氮全密封焊接结构和超高不倒翁结构，使得称重平台在冲击后的恢复性优于其他任何结构。传感器规格从10-500t不等。精确等级符合OIMLR60C等级1000-3000标度。该传感器是日本和中国冶金工业中使用的传感器中使用寿命最长的最佳产品之一。该衡器是日本大和公司于20世纪90年代中期开发的多功能超小型EDI-800通用工业仪表。该仪器最大的特点是显示代码可达30万，采样速度每秒100次，自诊断，人机对话，屏幕菜单，各种I/O设置控制，各种通信接口和三菱CC-link现场总线联网技术。

4轨枕电子轨道衡

日本大和公司在上世纪八九十年代开发了轨枕电子轨道衡，适用于因场地条件而产生的水平分离秤。规格从100到800 t，称重方式是静态的。这个平台最大的特点就是两个独立的称重大梁，就像两个长枕木。承重梁的厚度只有100mm左右，整个秤台的高度为350 mm，承重梁和底座采用特殊的密封技术，纵横限位采用弹簧膜片式，两秤之间只连接几根力矩杆。每个称重平台由一个或两个CC2/CC5传感器水平支撑。一艘鱼雷加油机可以装备4-8个刻度。该装置特别适用于超长秤台无法运输，现场有障碍物使秤台不得不侧向分离的场合。调试也特别方便。该型电子轨道衡已广泛应用于日本新日铁、韩国香浦钢和上海宝钢4000m3高炉鱼雷罐车计量。冶金行业的大型炼铁高炉一般有两个出铁口，有四个鱼雷罐。设置现场称重显示装置，并将信号发送到高炉中央控制室。主要输出信号为毛重(4-20mA/0-F.S)、皮重(4-20mA/0-F.S)和鱼雷车编号(BC D2)；主要输入信号是净重(4-20mA/0-F.S)、90%重量值(4-20mA/0-F.S)、100%重量值(4-20mA/0-F.S)和鱼雷罐编号(BCD2数字)。

5模块化电子轨道衡

日本Yamato公司在20世纪90年代开发了用于称重宽轨铁路车辆的模块化电子轨道衡。规格为100~240t，称重方式为静态。适用于受现场条件限制，不能长时间施工的线路。整体高度较低，大大节省了建设成本。特别便于拆卸、维修和调试。每个模块是一个独立的称重箱，每个模块相当于一个称重单元，省去了大型机械部件的称重平台。在不影响线路正常运输的情况下，可以利用间隙时间完成安装调试。其规模平台最大的特点是与我国的板块结构相似。称重模块(称重箱)紧密排列在每条轨道下方。现场安装和维护可以方便地组装和拆卸称重模块。

6用于车轮测量的电子轨道衡

近年来，日本大和公司开发了车轮测量电子轨道衡，适用于铁路车辆和机车的轮重和轴重测量，以满足铁路车辆的超载和偏载检测要求。其特点是小巧轻便，无称重平台，低速动态称重。该装置已在日本的火车站、编组站、机车车辆厂和修理厂广泛使用。测量范围0.1 ~ 10t/轮，分度值10kg，静态精度& plusmn1%，动态精度:& plusmn3%，动态速度小于10km/h，该装置的另一个特点是可以配备现场测力校准装置。

7不停车电子轨道衡

日本虽然没有看到大量公开的不停车轨道衡研究技术的报道，但实际上已经和西方国家一样进行了大量的实验研究。最近日本大和公司最近推出了具有数字校准功能的电子轨道衡，足以证明这一点。该装置为无秤台无轨道结构。整个机械结构只有两套剪切数字传感器，每套传感器由左右两个固定传感器组成，每个传感器用高强度螺栓固定在轨腹上。称重轨道支撑点长度为600mm，两组传感器中心距为400mm，仪器有效采样截面为200mm。该装置最大称量100t，分度值100kg，称量范围10-100t，静态精度可达1%。目前，由于各种因素的影响，其动态和静态测量精度都没有达到贸易测量的目的。该装置为无秤台无轨道结构。整个机械结构只有两套剪切数字传感器，每套传感器由左右两个固定传感器组成，每个传感器用高强度螺栓固定在轨腹上。称重轨道支撑点长度为600mm，两组传感器中心距为400mm，仪器有效采样截面为200mm。该装置最大称量100t，分度值100kg，称量范围10-100t，静态精度可达1%。目前，由于各种因素的影响，其动态和静态测量精度都没有达到贸易测量的目的。根据材料力学中集中载荷作用下简支梁的常规弯矩和剪力分析，很容易看出轮重P在400mm称重截面Xi = 0.5×的中心位置；l，最大弯矩MX = P &倍；L/4，但400mm称重段轮重P的剪切力为常数QXi = P &倍；Xi/L，其值与车轮重量p成正比..根据通过称重轨道截面的力学分析，中性轴上的最大剪切应力为τ；Max = Q & timess(/Jx & times；b)、剪切应变γ；Max = & tau最大重力，中性轴45 & deg主应力& sigma= & tau最大主应变ε；= & plusmn0.5 &倍；&γ；最大.即当列车通过测量区域时，称重轨道下的剪切传感器将测试车轮的重量，测量剪切应力产生的两个拉应力对应的主应力，并将重量转换成电压信号，经放大和A/D转换完成车辆的称重。日本Yamato新开发的USUI剪切轨道传感器的特点是，由于左右传感器成对布置，称重段的不均匀载荷不会影响测量精度。它具有高灵敏度和耐高温性能。应变片底座和接线采用耐用的热高分子材料，电缆采用硅胶电缆，使传感器的储存温度可达150℃，使用温度可达100℃。弹性体采用激光焊接密封，电缆接头采用O型圈密封，可用于各种恶劣的高温、粉尘和潮湿环境。USUI传感器可现场安装，拆装方便。也可根据需要选择单面或双面安装轨道。该传感器的另一个最大特点是，它有一个独特的现场测力和校准装置，供用户做模拟加载测试。上图是臼井传感器的外形尺寸。不间断轨道衡的控制器是日本大和公司最新的EDI-910称重显示控制器。& Delta是领养的。&适马；类型20位高速A/D转换。仪器具有独特的数字校准功能，可输入所有传感器的灵敏度值，进行数字校准，并开放其零点和量程的校准系数，便于调整和更换。可对称重批次、时间、累计值、平均值、称重范围、偏差、极限值等数据进行统计存储。，并能存储错误记录、断电数据和自诊断功能。仪器具有多种通讯接口功能，外部参数输入可分为命令设置和自动设置，可按时间和批次设置。可以通过串口与PLC连接，支持欧姆龙的Hostlink协议和三菱CC-link协议，通过现场总线集成到企业的ERP管理系统中。

8结束语

总之，根据不同的生产需要，开发了各种类型的电子轨道衡。由于不同的称重材料、不同的工作环境和工作条件、不同的车辆类型和不同的用户要求，产生了不同的称重手段和测量方法。我们不能对不同类型的轨道衡产品的优缺点一概而论。以上对日本大和公司在不同时期向冶金和铁路系统供应的不同类型轨道衡产品的介绍，可以从一个侧面反映轨道衡技术在日本冶金行业的发展和应用。整数的标度结构& mdash& mdash& mdash卧铺& mdash& mdash& mdashType & mdash& mdash& mdash随着轨道类型的不断发展，衡器结构的发展也伴随着传感器技术和衡器技术的发展和升级。来自& ldquo用户至上& rdquo基于该理念，不停车轨道技术的应用、现场模拟测力校准装置的应用，以及将数字仪器校准技术、数字通信和网络技术融入企业的ERP管理系统，都是在用户的不同需求下开发的。日本轨道衡产品技术在冶金行业的开发和应用也值得同行借鉴。