7 dolog amit a rakodómérlegről érdemes tudni

Összegyűjtöttünk néhány érdekességet a rakodómérleg működéséről, pontosságáról, a hitelesítésről és a kalibrációval kapcsolatban. A kotrógépbe szerelhető mérleg egy külön cikk témája lesz, ez a cikk csak homlokrakodókra szerelhető mérlegekre fókuszál.

Mi is az a rakodómérleg?

Alkalmazási területek

A rakodómérlegek a hidraulikus emelésű rakodógépek mérlegei. Segítségével a rakodógép kezelő megmérheti, hogy mekkora a megemelt anyag tömege. A mérleg az emeléshez szükséges hidraulika nyomásból számítja ki a tömeget. Típusai:

-Statikus: a méréshez a gémet meg kell állítani, a mérés nyugalmi állapotban történik

-Dinamikus: a mérés a gém emelése közben történik, a rakodógép álló vagy mozgó helyzetében  

A mérleg további elnevezései a kanálmérleg, homlokrakodó mérleg és fedélzeti mérleg.

Hogyan működik?

A mai modern mérlegek már kivétel nélkül dinamikus mérlegek, ami azt jelenti, hogy a mérés nem a gém megállított helyzetében történik, hanem folyamatos emeléskor a mérési zónán áthaladva. A mérleg méri és összegzi a kanalak tömegét, majd a rakodás végen ez az összeg kitörölhető és új rakodás kezdhető. A mérésről hőpapíros vagy mátrix nyomtató segítségével mérlegjegy is készülhet, amelyen megjelenik a cégnév, a felrakott termékek nevei és az összmennyiség. Vagy akár a mérési adatok adatbázisba is küldhetők. A működés megértéséhez először lássuk, hogy milyen alkatrészekből áll a mérleg:

1

Kijelző

A fülkébe szerelve, nyomtatóval vagy adatátvitellel

2

Mérési pont érzékelő

Méri a gém szögét emelés közben

3

Dőlésszög érzékelő

Méri a gép dőlését

4

Kanál becsukás érzékelő

Figyeli, a kanál nyitott vagy csukott állapotát

5

Nyomásérzékelő

Az emeléshez szükséges nyomást méri.

Emelő munkahenger

A mérés alapja a rakodógép emelő munkahengerének nyomása. Minél nagyobb a kanálban lévő súly, annál nagyobb nyomás kell a megemeléséhez. A munkahengerek nyomását a nyomásérzékelők(5) mérik. Az emelés közben a hidraulika nyomásban lengések keletkezhetnek. Ez adódhat a hirtelen indított elmélsből, vagy a terep egyenetlenségeiből. Ezeket a nyomáslökéseket egy beállítható erősségű szoftveres szűrő csillapítja. A kanalat megemelve, a felszerelt mérési pont érzékelő jelzi, hogy az emelés a mérési zónába lépett. Ekkor a rendszer elkezdi gyűjteni a nyomás értékeket, majd a mérési zónából való kilépés után kiszámítja, hogy mekkora volt az emeléshez szükséges nyomás.

A modern kanálmérlegek már képesek mérni az emelőmunkahenger visszatérő ágának nyomását is, és az ott keletkező nyomással korrigálják az emelő ági nyomást (az emeléshez szükséges nyomás= nyomó ági nyomás - visszatérő ági nyomás * felületi tényező).  A visszatérő ági nyomást nem teljes mértékben kell figyelembe venni, mert a munkahenger két oldalán - munkahenger szár felület csökkentő hatása miatt - a felületek nem azonosak. A felületi tényező minden munkahengernél más, általában 0,5-0,8 között mozog.

A számítás másik fontos tényezője az emelési sebesség. A rendszer méri, hogy a gém mennyi idő alatt haladt át a mérési zónán. Ez azért fontos, mert az emelési sebesség összefügg az emelési nyomás mértékével. Nagyobb emelési sebességnél a hidraulika olaj gyorsabban áramlik a vezetékekben, szelepekben, ezért nagyobb nyomásveszteség keletkezik, tehát nagyobb nyomás kell az azonos súly megemeléséhez, mint egy lassú emeléskor. Az emelési sebesség és a nyomásveszteség között nem lineáris az összefüggés. Ezért is fontos a kalibráció, mert ekkor a rakodómérleg feltérképezi ezt az összefüggést a különböző emelési sebességek - gázpedál állások - mellett.

Léteznek a mérési pont és a mérési zóna érzékeléséhez dőlésszög szenzort használó mérleg változatok. Ezek a dőlésszög érzékelők a gravitáció irányához képesti elfordulást tudják mérni. Egy érzékelő található a gép vázán és egy a gémen. Ebből a két szögértékből meghatározható a gém aktuális szöge. Az ilyen kanálmérlegek mérési pontossága megeggyezik a klasszikus induktív mérési pont érzékelőt használó rendszerekkel.

Az emelési nyomás és az emelési sebesség ismeretében kiszámítható a kanálban lévő anyag súlya. 

A hitelesített rakodómérlegek kötelezően két további érzékelőt kell használjanak, ez a kanál becsukás érzékelő (4) és a dőlésszög érzékelő (5). A kanál becsukás érzékelő figyeli, hogy teljesen becsukott, hátrabillentett kanál állás mellett történt-e az emelés, illetve az anyag ki lett-e öntve a következő emelés előtt. A dőlésszög érzékelő pedig a gép dőlését figyelei és letiltja a mérést ha a gép túlságosan előre vagy hátradől. 

Léteznek további érzékelők, mint például az olajhőmérséklet érzékelő, de ezeknek a gyakorlati haszna igen kevés. Ezek az érzékelők a mérési eredmények hőfokfüggését lennének hivatottak kompenzálni. Beállításuk a hőmérséklet függés pontos feltérképezése után lehetséges, ami nehezen kivitelezhető, mert a folyamat abból áll, hogy különböző hidraulikaolaj hőmérsékletek mellett végzett rakodásokkor fel kell jegyezni a rakodómérleg és a hídmérleg közötti eltéréseket. Ahol nincsen hídmérleg ott ez nem lehetséges, ahol pedig van ott jó pár napos mérés-visszaellenőrzést kell dokumentálni a gépkezelőnek. 
Amikor a hidraulika olaj elérte az üzemi hőfokot, akkor már nem játszik szerepet ez a hibaforrás. A képkezelők ezt a fajta hibát könnyen ki tudják küszöbölni. Az első néhány emeléskor rászámolják a megfelelő mennyiséget.

millennuim5 
helperX 
rakodómérlegek

Hogyan történik a beszerelés?

Hidraulika csatlakozók szétszerelése

A beszerelés mindig a helyszínen történik. 4-5 óra alatt elvégezhető a beszerelés. A beszerelést 1 vagy 2 szerelő végzi. 
Első lépésként a rakodómérleg kijelzőt kell elhelyezni a fülkében jól elérhető, kézreeső helyre. Ezt követően tápfeszültséget kell keresni a mérleg számára, ami a burkolatok részleges lebontásával jár.
A következő lépés a hidraulika csatlakozások felszerelése. Ezek az emelő munkahenger nyomó és visszatérő ágába kerülnek. A mérleg beszerelés során el a legfontosabb lépés, itt nem lehet csak tökéletes munkát végezni, mert különben olaj szivárgás vagy folyás az eredménye, amit a gép termelésből való kiesése is követhet. A csatlakozás történhet kimondottan erre a célra kialakított csatlakozókkal, vagy a kereskedelmi forgalomban kapható csatlakozókkal. 
A következő lépesben a mérési pont jeladót kell felszerelni. Ezt a gém felső csapszegéhez közel a gép vázára kell elhelyezni, fúrva vagy hegesztve. Ezek után a jeladó másik eleme, a jeladó korong kerül rögzítésre a gémen.
Ha ezek megvannak akkor következik a vezetékek gondos elvezetése. A mozgó részeken ügyelve a vezetékek megfelelő hosszára és a koptató elemek elkerülésére.
A szerelés végeztével a kalibrálással fejeződik be a folyamat. Ekkor történik meg a kanálmérleg pontos beállítása egy hídmérleg vagy más ismert súly segítségével.

Lehet ezeket a kanálmérelget hitelesíteni?

A súlyok daruzása


A rövid válasz az hogy igen, lehet, de érdemes ezt a kérdést alaposabban kivesézni.
A hitelesítés és a kalibrálás fogalma sokszor nem tiszta.
A kalibrálás alatt értjük a rakodómérleg beállítását egy ismert referencia súlyhoz vagy referencia mérleghez képes. Ezekben az esetekben hivatalos szerv nincsen jelen, jegyzőkönyv - a hitelesítéshez hasonlóan itt is készülhet - de nem végezhető joghatással járó mérés, ilyen mérés például amikor számlát a kanálmérleg mérlegjegye alapján készítünk.
Hitelesítéskor a mérleg ellenőrzése történik hitelesített, tanúsítvánnyal rendelkező súlyokkal a mérésügyi szerv, az MKEH jelenlétében (kivétel ez alól az első hitelesítés). Ezeket a súlyokat ki kell bérelni egy olyan cégtől aki telephely környéken rendelkezik ilyennel. A súlyok szállítását és a hitelesítés közben a rakodást darus autó végzi. A súlyok 500kg-osak. Ebből annyit kell, amennyire a hitelesítést meg szeretnénk kapni. Ha pl. 6t kérünk, akkor 6t-ig érvényes a hitelesítés.
A hitelesítéskor a súlyokat egy meghatározott elv szerint kell a kanálban elhelyezni és néhány emelést végezni, miközben a mérési hiba nem lehet nagyobb mint egy osztás érték.  
A hitelesítés befejeztével Hitelesítési bizonyítvány vagy , első hitelesítés esetén EU megfelelőségi nyilatozat, készül, amely két évig érvényes.
A hitelesíthetőség feltétele, hogy a mérlegnek rendelkezzen típusvizsgálati tanúsítvánnyal, ami garantálja, hogy a rakodómérleget valamely EU-s mérésügyi szerv metrológiai szempontból részletesen bevizsgálta és megfelelőnek találta. De nem ez az egyetlen feltétel: a rakodómérlegnek a csalárd felhasználást és a pontatlan mérést eredményező körülmények kizárását biztosítania kell. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy a nem hitelesített mérleghez képest plusz két érzékelőt kell kötelezően beépíteni. Az egyik a dőlésszög érzékelő, ami letiltja a lejtőn vagy emelkedőn végzett mérést. A másik a kanál nyitás-csukás érzékelő, ennek feladata, hogy rakodómérleg addig megakadályozza az újabb mérést amíg a gépkezelő ki nem öntötte a kanál tartalmát.
A hitelesítés költsége súlybérlettel, fuvarozással, jegyzőkönyv kiállítással együtt 200 000-300 000 Ft.
Az új szabályozás szerint az első hitelesítést elvégezheti a forgalmazó, ha rendelkezik a gyártó akkreditációjával. A további hitelesítéseket viszont már az MKEH felügyeli.

Mennyibe kerül?

A választásnál érdemes mindig megnézni az árhoz kapcsolódó műszaki tartalmat, minőséget és szolgáltatást. 
A rakodómérleg ár elég tág határok között mozog. Lehet venni a magyar piacon statikus működésű mérleget 300 000 - 350 000 forintért, ami igazából pontos mérésre nem alkalmas és létezik 1,8 millió forintos mérleg homlokrakodóra. A két típus műszakilag nem egy kategória. De azt is meg kell megnézni az 1,8 millió forintért megvásárolható műszaki tartalmat más mennyiért kínálja.
Az alacsonyabb ár nem mindig jelent alacsonyabb minőséget. Ott ahol kisebb költséggel -pl. jobb szervezeti felépítéssel - tudnak gyártani, ott a termék ára is alacsonyabb lehet. Itt természetesen nem töredék árakról van szó.

A mérleg pontossága

1%. Ez az érték ami kb. reális. A beszerelést követően, egy friss kalibrációval el tehet érni jobb pontosságot, de a rendszer pontossága idővel változik, ahogy a gép kopik, úgy változnak az áramlási viszonyok, kopik a munkahenger, kopnak a tömítések és kopnak a csapok is. Ezeket időnkét egy új kalibrációval követni kell. Teleszkópos rakodókon a pontosság valamivel rosszabb, mert a kanál szintezése mérési hibát okozhat.

A hőmérséklet hatása a pontosságra
A hidraulika olaj hőmérsékletének változása hatással van a pontosságra. A hőmérséklet emelkedésével az olaj viszkozitása csökken, tehát hígabb lesz, ezért kisebb lesz az áramlás közben a csősúrlódás, könnyebben áramlik az olaj. Ez azt eredményezi, hogy a mért érték más hideg olajnál, mint meleg olajnál. Ezt a hibát a gépkezelők jól le tudják kezelni: a munkagép bemelegedéséig minden rakodás előtt a gépkezelő elvégzi a nullázást (az üres kanalat megemelve) és az esetleges eltérésekkel korrigálva rakodik. 

A mozgás hatása a pontosságra
A dinamikus működésű rendszerekkel lehet mérni menet közben. Annyit kell figyelembe venni, hogy az emelés közben nem legyen irányváltás. Ne tolatásból előremenetbe váltáskor emelünk, mert az irányváltás a kanálban lévő nagy tömeg miatt hidraulika nyomás lengést okoz, ami mérési hibát eredményez. A helperX és millennium5 kanálmérlegek bizonyos mértékű nyomásváltozás esetén letiltják a mérést, ilyenkor újra kell mérni a kanalat.

A terepviszonyok hatása a pontosságra
Egy normál bánya területen rakodva a talaj egyenetlenségei nem okoznak problémát. Egy a kanálból kieső nagyobb kő vagy egy nagyobb gödör viszont már okozhat mérési hibát. Ezeknek a hibáknak is a jelentős részét a mérleg ki tudja szűrni.

millennuim5 
helperX 
rakodómérlegek

Honnan tudjuk, hogy jól működik-e?

Célszerű a mérlegeket időközönként ellenőrizni, főként ott ahol nincs hídmérleg, ami egy folyamatos visszajelzést adna a pontosságot illetően. Néha nagy segítség ebben egy ismert súly, mondjuk egy nagyobb kőtömb, amit a kanálba véve újramérhetünk és ezzel ellenőrizhetjük a pontosságot.
A pontos mérés alapja a reprodukálhatóság, azaz amikor egy súlyt többször megemelünk, akkor nem lehet (vagy csak minimális) eltérés az eredményekben. Ez minden emelési sebességnél igaz kell legyen. Úgy tudjuk ellenőrizni, hogy különböző fordulatszámokon végzünk 3-3 emelést. Ha nagy az eltérés, akkor a rakodómérleget újra kell kalibrálni. Ha elfogadható a hiba, akkor egy hídmérleghez képest is kell megnézni a pontosságot. Szükség esetén a kanálmérleg korrekciós tényezőjét módosítani kell, majd újra ellenőrizni. A kalibrációt csak az erre kiképzett technikusok végezhetik el.