胡震 李東鋒 梁永廷

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

關(guān)鍵詞：重量替代 未安裝件 原理 方法

中圖分類(lèi)號(hào)：U26 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3973（2013）009-032-02

1 前言

在鐵道車(chē)輛的生產(chǎn)制造過(guò)程中，車(chē)輛組成后的整車(chē)稱重及與整車(chē)重量有關(guān)的測(cè)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(huì)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(guò)等效模擬未安裝件的重量及重心位置，使車(chē)輛的重量及分布狀態(tài)與真實(shí)安裝狀態(tài)等同，以滿足整車(chē)稱重及與整車(chē)重量有關(guān)的測(cè)量條件，以保證測(cè)量的真實(shí)有效性。

2 制造中與整車(chē)重量參數(shù)有關(guān)的測(cè)量工序

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

在車(chē)輛例行稱重試驗(yàn)時(shí)，主要目的是測(cè)量車(chē)輛的自重及其分布是否滿足合同中的規(guī)定，具體是通過(guò)車(chē)輛的輪重差、軸重差等參數(shù)來(lái)考核，這兩個(gè)參數(shù)不僅與車(chē)輛的重量有關(guān)，而且與車(chē)輛上各安裝部件的重量分布有關(guān)，所以要想得到其真實(shí)值，需保證整車(chē)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(chē)輛的真實(shí)重量及平衡狀態(tài)。

同樣，在車(chē)體落在轉(zhuǎn)向架后，要對(duì)車(chē)體四角高進(jìn)行測(cè)量調(diào)平，以及對(duì)各個(gè)軸箱簧高進(jìn)行測(cè)量，它們的測(cè)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(diǎn)的壓力不同，其位移會(huì)相應(yīng)的不同，這樣各測(cè)點(diǎn)的測(cè)量值必然與上車(chē)的重量及分布狀況有關(guān)。

3 制造中未安裝件的分類(lèi)

在車(chē)輛的生產(chǎn)制造過(guò)程中，對(duì)于未安裝的部件，一般可簡(jiǎn)單分為以下兩類(lèi)：

（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(chē)稱重或測(cè)量時(shí)，由于受客觀條件限制無(wú)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(huì)存在不同的臨時(shí)未安裝件。如針對(duì)固定編組的車(chē)輛：進(jìn)行單車(chē)制造的測(cè)量及試驗(yàn)時(shí)，會(huì)在一端安裝整個(gè)連接風(fēng)擋，另一端不掛；以及在編組后才安裝的車(chē)輛間聯(lián)接電纜線、隨車(chē)工具等，這些都相對(duì)于整車(chē)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(duì)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(huì)有臨時(shí)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(shí)未安裝件等。非常規(guī)未安裝件一般是動(dòng)態(tài)的、不確定的。

4 重量替代的原理

重量替代后的車(chē)輛重量及其分布狀態(tài)應(yīng)與實(shí)際完整安裝狀態(tài)下的車(chē)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(duì)整車(chē)重量和重心位置的貢獻(xiàn)保持一致。

整車(chē)的稱重或測(cè)量中，主要是來(lái)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(chē)體組裝完整并落在轉(zhuǎn)向架上后，可以簡(jiǎn)化地認(rèn)為是通過(guò)四個(gè)邊角傳遞給轉(zhuǎn)向架，也就是組裝車(chē)體的重力是通過(guò)四個(gè)旁承或空氣彈簧傳遞到轉(zhuǎn)向架上的。四個(gè)角力的大小與組裝車(chē)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(shuō)明。

（2）假設(shè)GW1為車(chē)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(diǎn)與Y軸的距離，YF為支承力作用點(diǎn)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(chē)體作用在轉(zhuǎn)向架的四個(gè)角力計(jì)算公式為：

5 重量替代未安裝件的方法

重量替代可以通過(guò)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(lái)臨時(shí)替代原安裝件。

結(jié)合生產(chǎn)制造過(guò)程中的實(shí)際運(yùn)用情況，若用標(biāo)準(zhǔn)砝碼來(lái)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(chē)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(chē)上擺放位置的約束，以及針對(duì)重量較小的分散件，可以把幾個(gè)件按照公式（4-1）、（4-2）及（4-3）進(jìn)行類(lèi)同重量合并計(jì)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(shí)可規(guī)避不易確定重心的不規(guī)則件，如同時(shí)缺失左右兩側(cè)同樣的一組對(duì)稱裙板，若單獨(dú)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(duì)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(duì)其進(jìn)行重量參數(shù)的等效分解，也就是把一個(gè)整體的重量，按力矩平衡在兩個(gè)確定的位置分解為兩個(gè)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(chǎng)可擺放空間決定基位置，然后計(jì)算各放多大重量的砝碼，計(jì)算公式類(lèi)似于公式（4-4）和（4-5）的重力分解。

如電氣柜內(nèi)缺某個(gè)設(shè)備，無(wú)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(lái)等效其重心和重量。

（4）補(bǔ)償法：如對(duì)于單車(chē)，車(chē)體的一端裝了完整的風(fēng)擋，事實(shí)上編組后對(duì)于此車(chē)是一半的風(fēng)擋重量落在此車(chē)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(shí)可采取補(bǔ)償法的重量替代。即把負(fù)的替代重量值先補(bǔ)償配置一定重量值為零，相對(duì)整車(chē)橫向或縱向中心線對(duì)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(chē)重量會(huì)增加，為了最終保證整車(chē)的重量及重心的位置不變，需在其它重量替代位置處對(duì)稱地再減去補(bǔ)償?shù)闹亓恐怠?/p>

6 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)有效的重量替代，可以很好地解決臨時(shí)未安裝件的問(wèn)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(shí)，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(shí)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。

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