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客車(chē)車(chē)輛均衡及調整工藝
客車(chē)車(chē)輛均衡及調整工藝
[摘 要] 本文從理論分析和車(chē)輛操作施工角度出發(fā)，介紹了車(chē)輛的均衡計算原理，車(chē)輛稱(chēng)重原理，及針對公司現階段生產(chǎn)的主要車(chē)型的車(chē)輛稱(chēng)重過(guò)程中常出現的問(wèn)題，從工藝方面探討產(chǎn)生原因及解決措施。
[關(guān)鍵詞] 車(chē)輛 均衡 軸重 總重
1.前言
從國內現階段生產(chǎn)車(chē)型來(lái)看，主要為動(dòng)車(chē)組及地鐵車(chē)型，隨著(zhù)車(chē)型速度越來(lái)越高，為提高車(chē)輛在運行過(guò)程中安全性、穩定性、舒適性，對車(chē)輛均衡稱(chēng)重的調整方法要求也需隨之提高。
2. 車(chē)輛均衡
2.1車(chē)輛均衡介紹
車(chē)輛運行均衡性，主要取決于車(chē)內外各安裝設備自重及其在車(chē)體上安裝位置，車(chē)輛前后方向及左右方向的重量是決定車(chē)輛是否均衡的很重要的參考因素。
目前客車(chē)車(chē)輛轉向架主要為空簧承載方式，稱(chēng)重標準主要為：實(shí)際軸重與各軸平均軸重之差不超過(guò)實(shí)際平均軸重的2%，實(shí)際輪重與該軸兩輪平均輪重之差不超過(guò)該軸兩輪輪重的±4%。
2.2車(chē)輛重心分配及重力均衡
2.2.1重力均衡計算
2.2.1.1 左右均衡計算
機器配置圖
如圖所示，配置在①③位側的設備所受重力分別為W1、W2……Wn，設備重心到X軸的距離為b1、b2……bn，配置在②④位側的設備重力分別為W3、W4……Wm，設備重心到X軸的距離b3、b4……bn，這樣就可以分別計算配置在①③位側的設備和配置在②④位側的機器相對于車(chē)體縱向中心(即X軸的)力矩：
�、佗畚粋攘兀篗①③=(W1 x b1+W2 xb2+……Wn x bn)kgfm
�、冖芪粋攘兀篗②④=(W3 x b3+W4 xb4+……Wm x bm)kgfm
�、佗畚粋扰c②④位側例句差：M=(M①③- M②④)kgfm
該數值可能為正值，也可能為負值。為正值時(shí)，則表示①③位側的設備相對于車(chē)體縱向中心力矩大于②④位側得設備相對于車(chē)體縱向中心力矩;為負值時(shí)，表示①③位側的設備相對于車(chē)體縱向中心力矩小于②④位側得設備相對于車(chē)體縱向中心力矩。
根據此偏移力矩，盡心設備累加后重心位置計算：Lc=M/W
其中W為設備總重：W=(W1+W2+W3……+Wm+Wn)kgf
所得到的數值可能為正值，也可能為負值，由力矩M的正負決定。為正值時(shí)，表示設備重心位置處于Y軸的正方向;為負值時(shí)，表示設備配置的重心處于Y軸的負方向。當然，Lc=0時(shí)，為最理想的狀態(tài)，表示設備的重心在車(chē)體縱向中心上。
這樣，設備的左右平衡計算即完成，但以上的計算只是對所配置的設備進(jìn)行的均衡計算，對于整個(gè)車(chē)輛來(lái)說(shuō)，有必要將整個(gè)車(chē)輛的重量進(jìn)行考慮，來(lái)決定設備配置。
2.2.3 前后均衡計算：與左右平衡計算原理及過(guò)程基本相同。
2.3 車(chē)輛稱(chēng)重工藝
2.3.1稱(chēng)重設備原理簡(jiǎn)介
2.3.1.1組成
1) 機械部分：該試驗臺由機械、液壓、電氣三大部分組成，機械部分是試驗臺本體，它主要由驅動(dòng)滑臺、普通滑臺稱(chēng)重臺等組成，其中過(guò)渡軌由過(guò)渡軌支架和輪緣軌槽等組成，有各種軌距的固定軌槽供選用，該部分的踏面和輪緣軌槽均有過(guò)渡坡度，使車(chē)輛能順利地由普通軌進(jìn)入試驗臺。
稱(chēng)重臺共8個(gè)，稱(chēng)重臺用T形螺栓固定在秤臺梁通長(cháng)的T形槽上，當需要移動(dòng)稱(chēng)重臺時(shí)，可以松開(kāi)T形螺栓，稱(chēng)重臺在其底部四角的蝶簧作用下升起，由滾子軸承支撐著(zhù)沿T形槽移動(dòng)，改變定距和軸距。裝于秤臺梁側面的鋼尺用來(lái)測量稱(chēng)重臺移動(dòng)距離。
2) 電氣部分：檢測部分主要由稱(chēng)重傳感器、屏蔽電纜、通路模塊、工控機及處理軟件、數顯儀等組成。每個(gè)稱(chēng)臺設稱(chēng)重傳感器三個(gè)，其值經(jīng)模數轉換送到工控機處理后由相應的數顯儀顯示。
控制部分主要由PLC主控制器、點(diǎn)位發(fā)訊光電開(kāi)關(guān)、直流電源、控制元件、電磁執行元件等組成。
2.3.1.2設備使用要求
a.調整完畢后應測量輪緣軌槽內側距離，誤差不超過(guò)0.5mm;
b.定距誤差不超過(guò)±3mm，軸距誤差不超過(guò)±3mm;
c.軌距和稱(chēng)臺對稱(chēng)度，軌距誤差不超過(guò)±1mm，稱(chēng)臺對稱(chēng)度誤差不超過(guò)0.5mm;
2.3.2 簡(jiǎn)述車(chē)輛稱(chēng)重工藝及調節辦法
根據鐵標等標準要求，現階段稱(chēng)重要求基本如下：
2.3.3簡(jiǎn)述軸重調節方法：在實(shí)際的現車(chē)生產(chǎn)中，軸重超差后，主要調節方法有兩種：高度桿調節和軸簧加墊調節。
a)高度桿調節：主要是通過(guò)調節高度桿長(cháng)度，從而實(shí)現空簧進(jìn)排風(fēng)，從而使車(chē)輛分布在4個(gè)空氣彈簧上的載荷發(fā)生變化，載荷通過(guò)空氣彈簧分布到兩個(gè)轉向架4條輪對8個(gè)輪子上發(fā)生變化。
b)軸簧高度調節：因空氣彈簧的高度有規定的范圍，如通過(guò)高度控制閥調整無(wú)法使輪重差滿(mǎn)足要求時(shí)，需對軸簧通過(guò)加減墊的辦法對其進(jìn)行調整。
注：加墊厚度根據車(chē)型要求不同而不同。
3 實(shí)驗驗證
下面從實(shí)際操作中如何通過(guò)調整空氣彈簧高度及軸向簧高度來(lái)調整車(chē)輛輪重差。
以國內某車(chē)型車(chē)輛稱(chēng)重為例，車(chē)輛稱(chēng)重需滿(mǎn)足以下要求：
1. 輪重差≤4%
2. 空氣彈簧上支撐面與構架橫梁堵板上的空氣彈簧測量基準(樣沖眼)的高度須滿(mǎn)足((330+t) )mm(t為調整墊板厚度)，并且同一轉向架空氣彈簧高度差不得超過(guò)3mm。
3. 保證在空車(chē)時(shí)測量定位轉臂上彈簧安裝面與構架基準面的高度為 mm，同一轉向架該尺寸之差不大于2 mm。
車(chē)輛情況：該車(chē)由于輪緣磨耗，為了保證車(chē)鉤高度，在車(chē)輛每個(gè)空氣彈簧下面增加21mm厚的調整墊。
第一步：將車(chē)輛四個(gè)空氣彈簧高度統一調整到330+21=351mm，測量該車(chē)的4個(gè)軸的輪重差見(jiàn)。第二步：根據上表數據對車(chē)輛的四個(gè)空氣彈簧高度進(jìn)行調整，同時(shí)測量輪重差。
第三步：通過(guò)調整空氣彈簧高度已經(jīng)將輪重差調整到極限，現4軸的輪重差依然超差，需對軸箱彈簧高度進(jìn)行調整。
調整：在5位軸箱彈簧下加3mm厚度調整墊，在7位彈簧下加2mm厚調整墊。
結論：在車(chē)輛設計均衡計算理想的情況下，車(chē)輛的輪重差完全可以通過(guò)調整空氣彈簧高度和軸箱彈簧高度實(shí)現的。調整空氣彈簧高度時(shí)，先將空氣彈簧高度統一調至理論值，然后根據車(chē)輛的輪重情況調整空氣彈簧高度，當空氣彈簧高度調整至極限值時(shí)，通過(guò)調整軸箱彈簧高度來(lái)實(shí)現輪重差的調整。
4.結論
關(guān)于車(chē)輛的均衡計算及原理，目前相關(guān)的理論很多，但最終其所依據的原理都是相同的;與之相對應的輪重及軸重測量方法，也基本一致，但調節方法根據不同型號的轉向架，其調節方法也略為不同。本文所介紹內容，主要是為了從車(chē)輛均衡計算的原理入手，從而得出車(chē)輛最終的均衡調節方法，使其更加簡(jiǎn)便、快捷。
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