基于液壓系統大臂油缸壓力的抱罐車稱重系統算法的研究

王大江 張宇 馮扶民

摘 要：抱罐車又稱渣罐車，是一種冶金渣處理專用運輸車，抱罐車的載荷能力是衡量抱罐車的重要指標，載荷的計算正確與否對抱罐車的設計十分重要，在鋼鐵及冶金行業中，主要通過載荷的計算來判斷抱罐車的工作效率、安全性能等，目前載荷的計算方法有很多，主要為銷軸傳感器或扭矩傳感器的方法，成本較高，安裝不方便，該文結合前人的計算方法，提出了利用液壓系統大臂油缸壓力的計算方法，取得了很好的效果。

關鍵詞：抱罐車；渣罐車；數據效果

中圖分類號： TP391 文獻標志碼：A

1 抱罐車概述

抱罐車主要用于處理高溫約為1 300 ℃的渣滓、鋼水或其他固態物體，它的載重能力，長和寬可以根據用戶的渣罐的尺寸、容積和現場操作環境而定。抱罐車的載重能力為25 t～120 t。目前該公司生產的抱罐車已經出口至泰國、越南、日本、危內瓦拉、韓國等國家，獲得了客戶的一致好評。抱罐車具有以下特點：1）不需其他吊重設備，使用車輛本身的傾翻大臂就能進行抱罐和翻罐的動作。2）可從地面上或小臺上把罐抱到抱罐車上。3）可作180°傾翻渣罐。4）減少作業人數和減少工具設備的數量。5）性能高、可靠性高和操作安全性高。6）操作快捷、效率高。7）多功能故障診斷系統，可以實時將車輛的故障狀態傳遞給操作者，便于操作者實時檢修。8）采用工程車輛專用的控制系統，防護等級可以達到IP65以上。9）采用工程車輛專用的真彩顯示器，將車輛個電氣系統信息、發動機信息以及液壓系統的信息全部采集到顯示器中。10）發動機采用進口康明斯發動機，排放標準可以達到國五的標準。11）液壓系統的關鍵部件均為國際知名品牌，保證了液壓系統的可靠性。12）整機控制系統、發動機、變速箱等采用工程車輛CAN總線控制，抗干擾能力較強，且CAN總線數據信息全部采集到控制系統中，并實時顯示至顯示器中。

1.1 渣罐車組成

2016年，該公司設計生產了100 t渣罐車，主要是由牽引車總成、駕駛室總成、轉向總成、電氣總成、后車架總成、潤滑系統、工作臂總成、液壓系統總成、大臂油缸總成等組成的。

1.2 實際生產的渣罐車（如圖1、圖2所示）

2 渣罐車稱重計算

在實際工作過程中，常常會需要檢測載荷的重量，以防止出現超載的情況，從而避免超載造成車輛傾覆，提前通過抱罐車故障診斷系統告知操作者，進行預警。

2.1 目前常見的稱重方法

目前常見的稱重方法需要在抱罐車上增加銷軸傳感器或者扭矩傳感器，通過間接采集拉力進而推算出負載的重量，這種安裝方法需要非常大的安裝空間，抱罐車本身空間有限，無法提供足夠的空間安裝該類傳感器；而且這種類型的傳感器價格昂貴。

2.2 利用大臂油缸壓力計算載荷

該文在綜合分析了抱罐車稱重的幾種方法后，提出了利用車體上本身就安裝的大臂油缸有桿腔和無桿腔壓力傳感器計算抱罐車載荷的數學模型。建立的數學模型如圖3和圖4所示。

2.3 數據采集及處理

壓力傳感器數據經過Rexroth PLC RC28-14數據采集模擬量信號輸入通道后，經過均值濾波和中值濾波及冒泡法將壓力數據處理后，進行計算。

2.4 數據效果

該抱罐車實際載荷能力為100 000kg，經過多次試驗結果，精度達到99 %，滿足要求，且實際效果比銷軸傳感器及扭矩傳感器等的效果要好很多，而且節省了很多成本。

3 結語

用于冶金行業的抱罐車稱重系統一直是一個難題，用扭矩傳感器及銷軸傳感器的方法成本高，而且安裝復雜，該文提出的利用液壓系統大臂角度傳感器的方法很好地解決了這個問題，值得推廣。

參考文獻

[1]王望予.汽車設計（第四版）[M].北京：機械工業出版社，2004.

[2]任中立，耿會良.BGC-100抱罐車研制[J].湖北工業大學學報，2010（4）：64-65.