胡震 李東鋒 梁永廷

摘 要：在鐵道車輛的生產(chǎn)制造過程中，將會對安裝完整的車輛進(jìn)行例行測量及試驗，而此時可能存在臨時的未安裝件，故提出等效的重量替代方式來保證有效進(jìn)行，并對此進(jìn)行闡述，以及分析重量替代的原理，同時歸納并總結(jié)了生產(chǎn)中的重量替代實施方法。

關(guān)鍵詞：重量替代 未安裝件 原理 方法

中圖分類號：U26 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）009-032-02

1 前言

在鐵道車輛的生產(chǎn)制造過程中，車輛組成后的整車稱重及與整車重量有關(guān)的測量調(diào)整工序需要在零部件安裝完整的前提下進(jìn)行，但因于因素，會存在部分安裝件缺失或不能安裝到位，為了使此工序正常進(jìn)行，而又不影響生產(chǎn)進(jìn)度，可以通過等效模擬未安裝件的重量及重心位置，使車輛的重量及分布狀態(tài)與真實安裝狀態(tài)等同，以滿足整車稱重及與整車重量有關(guān)的測量條件，以保證測量的真實有效性。

2 制造中與整車重量參數(shù)有關(guān)的測量工序

車輛的總體重量參數(shù)，主要包括整車的重量及重心位置（即整車重量的分布狀態(tài)）。

在車輛例行稱重試驗時，主要目的是測量車輛的自重及其分布是否滿足合同中的規(guī)定，具體是通過車輛的輪重差、軸重差等參數(shù)來考核，這兩個參數(shù)不僅與車輛的重量有關(guān)，而且與車輛上各安裝部件的重量分布有關(guān)，所以要想得到其真實值，需保證整車安裝完整；若有缺失，也需要按一定規(guī)則進(jìn)行等效的重量替代，以反應(yīng)車輛的真實重量及平衡狀態(tài)。

同樣，在車體落在轉(zhuǎn)向架后，要對車體四角高進(jìn)行測量調(diào)平，以及對各個軸箱簧高進(jìn)行測量，它們的測量結(jié)果值需控制在限定的偏差范圍內(nèi)，否則需要進(jìn)行調(diào)整。由于轉(zhuǎn)向架有一系、二系彈簧，為彈性支撐，施加到此點的壓力不同，其位移會相應(yīng)的不同，這樣各測點的測量值必然與上車的重量及分布狀況有關(guān)。

3 制造中未安裝件的分類

在車輛的生產(chǎn)制造過程中，對于未安裝的部件，一般可簡單分為以下兩類：

（1）常規(guī)的未安裝件。

按照正常的生產(chǎn)制造工序進(jìn)行整車稱重或測量時，由于受客觀條件限制無法安裝的件，以及制造工藝分工的不同，而導(dǎo)致的不同工序會存在不同的臨時未安裝件。如針對固定編組的車輛：進(jìn)行單車制造的測量及試驗時，會在一端安裝整個連接風(fēng)擋，另一端不掛；以及在編組后才安裝的車輛間聯(lián)接電纜線、隨車工具等，這些都相對于整車自重認(rèn)為是缺失件。除非有制造工藝或安裝工序調(diào)整外，常規(guī)未安裝件一般是相對固定的狀態(tài)。

（2）非常規(guī)的未安裝件。

除常規(guī)未安裝件外，可能會有臨時性的新增未安裝件，如由于供貨不到位而引起的缺失件，以及質(zhì)量缺陷、更改等造成的暫時未安裝件等。非常規(guī)未安裝件一般是動態(tài)的、不確定的。

4 重量替代的原理

重量替代后的車輛重量及其分布狀態(tài)應(yīng)與實際完整安裝狀態(tài)下的車輛一致，重量替代是基于與原安裝件等效的原則，即應(yīng)與原安裝件對整車重量和重心位置的貢獻(xiàn)保持一致。

整車的稱重或測量中，主要是來自垂直方向力的傳遞，所以這里的重心只需考慮平面重心，即縱向X和橫向Y的坐標(biāo)保持一致即可。

車體組裝完整并落在轉(zhuǎn)向架上后，可以簡化地認(rèn)為是通過四個邊角傳遞給轉(zhuǎn)向架，也就是組裝車體的重力是通過四個旁承或空氣彈簧傳遞到轉(zhuǎn)向架上的。四個角力的大小與組裝車體的重量和平面重心位置有關(guān)，可建立如圖1所示的受力示意圖進(jìn)行分析說明。

（2）假設(shè)GW1為車體分配到一位端轉(zhuǎn)向架的重量，GW2為分配到二位端轉(zhuǎn)向架的重量，XF為支承力作用點與Y軸的距離，YF為支承力作用點與X軸的距離；F1為一位端支承力，F(xiàn)1L為一位端左側(cè)支承力，F(xiàn)1R為一位端右側(cè)支承力，同理，二位端上的支承力分別用F2、F2R及F2L表示。則組裝車體作用在轉(zhuǎn)向架的四個角力計算公式為：

5 重量替代未安裝件的方法

重量替代可以通過在原位置安裝重量參數(shù)（指質(zhì)量和重心）相同的工藝件，或者在其平面重心位置放置等質(zhì)量的砝碼來臨時替代原安裝件。

結(jié)合生產(chǎn)制造過程中的實際運用情況，若用標(biāo)準(zhǔn)砝碼來進(jìn)行重量替代，一般可歸納為如下四種方法：

（1）直接法：依據(jù)未安裝件的重量及在車內(nèi)安裝位置的重心，把重量相等的標(biāo)準(zhǔn)砝碼直接放置到與原安裝件重心重合的位置。

（2）組合法：簽于可能受車上擺放位置的約束，以及針對重量較小的分散件，可以把幾個件按照公式（4-1）、（4-2）及（4-3）進(jìn)行類同重量合并計算，然后按其綜合重量參數(shù)值進(jìn)行等效重量替代。

此法同時可規(guī)避不易確定重心的不規(guī)則件，如同時缺失左右兩側(cè)同樣的一組對稱裙板，若單獨配重，受位置的影響在地板上很難放置到與平面重心重合的位置，這樣合并后易確定整體重心，即可放置到縱向中心線上，這樣即保證了準(zhǔn)確性也易于擺放。

（3）分解法：對于受擺放位置的約束，不易與原安裝件重心重合的狀況，也可以對其進(jìn)行重量參數(shù)的等效分解，也就是把一個整體的重量，按力矩平衡在兩個確定的位置分解為兩個重量塊，分解前后它們的綜合重量及重心是保持一致的?？上雀鶕?jù)現(xiàn)場可擺放空間決定基位置，然后計算各放多大重量的砝碼，計算公式類似于公式（4-4）和（4-5）的重力分解。

如電氣柜內(nèi)缺某個設(shè)備，無法放置砝碼，這樣替代的重量先分解后，在柜外左右（或前后）各放置匹配的砝碼來等效其重心和重量。

（4）補償法：如對于單車，車體的一端裝了完整的風(fēng)擋，事實上編組后對于此車是一半的風(fēng)擋重量落在此車上，出于重量及平衡考慮，這樣就需減去一半風(fēng)擋的重量，從而可能導(dǎo)致負(fù)的替代重量值，此時可采取補償法的重量替代。即把負(fù)的替代重量值先補償配置一定重量值為零，相對整車橫向或縱向中心線對稱的另一端也加同等重量以保證整體平衡性，這樣將導(dǎo)致整車重量會增加，為了最終保證整車的重量及重心的位置不變，需在其它重量替代位置處對稱地再減去補償?shù)闹亓恐怠?/p>

6 結(jié)束語

通過有效的重量替代，可以很好地解決臨時未安裝件的問題，從而保證生產(chǎn)工序的正常進(jìn)行，以提高生產(chǎn)效率。同時，在執(zhí)行有效的重量替代工作前提下，根據(jù)生產(chǎn)的需要及結(jié)合實際狀況，可以局部地調(diào)整制造工序的順序，進(jìn)行合理的人力、物力調(diào)配，以便節(jié)約生產(chǎn)制造成本。

參考文獻(xiàn)：

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