CN111746565A - 一种可灵活调节机车配重的配重装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可灵活调节机车配重的配重装置，该配置装置包括固定配重部分和砝码部分。其中固定配重部分包括：固定座，其焊接到机车的底架盖板上；定位座，其与固定座可拆卸地连接；承载筐，其两侧的下部分别与定位座固定连接并且其上部设置有吊环；和定位柱，其焊接在承载筐中。砝码部分包括多个砝码，该砝码上设置有可供定位柱通过的通孔。另外，本发明还涉及一种利用上述配重装置进行机车配重调节的方法。通过本发明的配重装置和方法，本发明能够使配重变得标准化、模块化、通用化，极大的降低了生产准备时间和调整机车配重所用的工时，从而大大的提高了工作效率，有利于提质增效。

Description

一种可灵活调节机车配重的配重装置及其方法

技术领域

本发明涉及机车配重的配重装置及其方法，并且更具体地，涉及一种可灵活调节机车配重的配重装置及方法。

背景技术

为了使机车具有良好的动力学性能，降低轮轨动作用力，提高动力学平稳性，减少异常磨耗等状况，机车出厂时必须严格控制整备状态下的轴重差、轮重差，以保证各车轮受力均匀，从而有利于有效的控制牵引和粘着，GB/T3317-2006《电力机车通用技术条件》中对此作了相关规定，时速160公里鼓形动力集中动车组动力车技术条件中也有详细的规定，具体如下：

同一台动力车，每根轴的实际轴重与该动力车实际平均轴重之差，不大于该动力车实际平均轴重的±2％；

每个车轮轮重与该轴平均轮重之差不超过该轴平均轮重的±3％；

整个动力车左右两侧轮重差的代数和不超过动力车总重的±1％。

为了满足上述要求，机车出厂前必须执行TB/T1740-2015《机车车辆重量测定方法》，对机车进行称重，但由于各种原因，尤其是研发中的样车进行称重时很难一次达标，必须进行轴重、轮重的调节，其中最重要的一个方法就是通过增加配重来调节机车的轴重和轮重，从而来满足技术条件和相关标准的要求。

在现有的技术方案中，通常是在研发的样车称重之后，在预留的位置加装适量的配重铁，配重铁的重量是根据整车的重量分配计算结果预估的重量，配重铁主要由铸钢件组成，铸钢件根据所需重量设计图纸，然后制作铸造用模具，利用模具浇铸成配重铁，这个生产周期比较漫长，需要提前准备好。

具体地，现有的配重装置及其方法存在很多弊端，具体如下：

(1)配重铁的重量只能估算，无法通过计算达到精确调整轴重和轮重的目的，称重结果如果无法满足标准要求需要进行调整，配重铁就无法进行精确调整其自身的重量；

(2)配重铁的生产周期长，配重铁主要由铸钢件组成，一个铸钢件从图纸到模具，再到成型，加上焊接附件，一般需要两周时间，如果配重铁重量不合适的话，进行调整的周期也比较长；

(3)配重铁的重量一般都比较大，人力无法搬动，都是采用吊车进行安装作业，吊车的使用必须拆除对应位置的机车活动顶盖，调整方式不灵活且繁琐。

因此，设计一种新的可灵活调节机车配重的配装装置及其方法是令人期望的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明需要解决现有机车配重装置及其方法的弊端，使机车配重可以进行灵活调整，本发明通过在配重装置上增减砝码进行精准的配重调整，达到机车整备状态下称重满足标准要求的目的。其中每个砝码的重量可控制在10kg以内，避免了增减重量需要拆卸顶盖和通过吊车进行吊装的步骤，提高了效率，预计一台机车能节约1天的工时。

本发明总体上是在机车重量分配计算的基础上确定配重装置的添加位置，然后根据机车首次称重数据计算出配重装置的所需配重重量，通过对配重装置进行精准调节，机车不必再返回总装车间进行拆盖、吊装配重、装盖等工作，直接在称重厂房完成配重调整，达到机车称重满足轴重差、轮重差的目标。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下具体技术方案：

根据本发明的一方面，提供一种可灵活调节机车配重的配重装置，该装置包括：

固定配重部分，该固定配重部分包括：

固定座，该固定座焊接到机车的底架盖板上；

定位座，该定位座与固定座可拆卸地连接；

承载筐，该承载筐的两侧的下部分别与定位座固定连接，该承载框的上部设置有吊环；和

定位柱，该定位柱的底端焊接在所述承载筐中，

以及

砝码部分，该砝码部分包括多个砝码，该砝码上设置有可供定位柱通过的通孔。

在本发明的一个实施例中，固定配重部分还包括紧固件，其中定位座通过紧固件紧固到固定座。

在本发明的一个实施例中，定位柱的数量为两个或多个。

在本发明的一个实施例中，机车是时速160公里鼓形动力集中动车组动力车。

根据本发明的另一方面，提供一种利用上述可灵活调节机车配重的配重装置进行机车配重调节的方法，该方法包括以下步骤：

1)对机车进行称重，并确定机车的重心位置；

2)根据机车的重心位置确定配重装置的安装位置，并将配重装置的定位座装配到安装位置的固定座上，并且根据机车的称重数据确定配重装置的所需配重重量；

3)根据配重装置的所需配重重量和配重装置的固定配重部分的重量来确定配重装置的砝码部分的重量；

4)确定砝码的所需数量；

5)将所需数量的砝码装配到配重装置的固定配重部分中，完成对机车配重的调节。

在本发明的一个实施例中，步骤1)中根据机车上设备的重力矩平衡原理来确定机车的重心位置。

在本发明的一个实施例中，确定机车的重心位置的计算如下：

M_x＝∑(G_i×X_i)；

M_y＝∑(G_i×Y_i)；

X_g＝M_x/∑G_i；

Y_g＝M_y/∑G_i；

其中G_i是机车上单个设备的重量，kg；X_i是单个设备与机车横向中心线的距离，mm；Y_i是单个设备与机车横向中心线的距离，mm；M_x是机车上所有设备的X轴方向的重力矩之和，kg·mm；M_y是机车上所有设备的Y轴方向的重力矩之和，kg·mm；X_g是机车上所有设备的重心与机车横向中心线的距离，具有方向，mm；Y_g是机车上所有设备的重心与机车纵向中心线的距离，具有方向，mm。

在本发明的一个实施例中，步骤2)中确定配重装置的所需配重重量的计算如下：

G_p＝(G₁-G₂+G₃-G₄)×X₁/X₂；

其中G₁、G₂、G₃、G₄分别为四个旁承座所承受的重量；X₁是旁承座的中心距Y轴的距离；X₂是配重装置的中心距Y轴的距离；G_p是配重装置的所需配重重量。

在本发明的一个实施例中，步骤5)中砝码的所需数量计算如下：

N＝(G_p-G_f)/G₀；

其中G_f是配重装置的固定配重部分的重量；G₀是配重装置中每个砝码的重量。

在本发明的一个实施例中，每个砝码的重量在10Kg以内。

通过采用上述技术方案，本发明相比于现有技术具有如下优点：

本发明中使用的配重装置可以替代以前采用铸钢件制成的配重铁，由此本发明的配重装置的生产不再周期长且工序多，通过本发明的配重装置和方法，本发明能够使配重变得标准化、模块化、通用化，极大的降低了生产准备时间和调整机车配重所用的工时，从而大大的提高了工作效率，有利于提质增效。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点在与附图结合对实施例进行的描述中将更加明显并容易理解，其中：

图1示出了本发明确定的机车重心位置以及配重位置的示意图；

图2是本发明中计算配重装置的所需配重重量时标注各个参数的示意图；

图3是本发明的配重装置的结构的平面图；

图4是本发明的配重装置的结构的俯视图。

附图标记说明

1固定座、2紧固件、3定位座、4定位柱、5吊环、6砝码、7承载筐

具体实施方式

应当理解，在示例性实施例中所示的本发明的实施例仅是说明性的。虽然在本发明中仅对少数实施例进行了详细描述，但本领域技术人员很容易领会在未实质脱离本发明主题的教导情况下，多种修改是可行的。相应地，所有这样的修改都应当被包括在本发明的范围内。在不脱离本发明的主旨的情况下，可以对以下示例性实施例的设计、操作条件和参数等做出其他的替换、修改、变化和删减。

本发明提供一种可灵活调节机车配重的配重装置，该装置包括：固定配重部分和砝码部分。该固定配重部分包括：固定座，该固定座在总装车间时焊接到机车的底架盖板上；定位座，该定位座与固定座可拆卸地连接；承载筐，该承载筐的两侧的下部分别与定位座固定连接，该承载框的上部设置有吊环；和定位柱，该定位柱的底端焊接在所述承载筐中。该砝码部分包括多个砝码，该砝码上设置有可供定位柱通过的通孔。

在上述配重装置中，固定配重部分还包括紧固件，其中定位座通过紧固件紧固到固定座。

在上述配重装置中，定位柱的数量为两个或多个。

在上述配重装置中，机车是时速160公里鼓形动力集中动车组动力车。

本发明还提供一种利用上述配重装置进行机车配重调节的方法，该方法包括步骤：1)对机车进行称重，并确定机车的重心位置；2)根据机车的重心位置确定配重装置的安装位置，并将配重装置的定位座装配到安装位置的固定座上，并且根据机车的称重数据确定配重装置的所需配重重量；3)根据配重装置的所需配重重量和配重装置的固定配重部分的重量来确定配重装置的砝码部分的重量；4)确定砝码的所需数量；5)将所需数量的砝码装配到配重装置的固定配重部分中，完成对机车配重的调节。

在总装车间进行车辆装配时，在多个预定位置分别焊接固定座，以在称重后可以根据需要在其中一个固定座上安装固定配重部分，并根据需要安装配重砝码。

在上述方法中，步骤1)中根据机车上设备的重力矩平衡原理来确定机车的重心位置。其中确定机车的重心位置的计算如下：

M_x＝∑(G_i×X_i)；

M_y＝∑(G_i×Y_i)；

X_g＝M_x/∑G_i；

Y_g＝M_y/∑G_i；

其中G_i是机车上单个设备的重量，kg；X_i是单个设备与机车横向中心线的距离，mm；Y_i是单个设备与机车横向中心线的距离，mm；M_x是机车上所有设备的X轴方向的重力矩之和，kg·mm；M_y是机车上所有设备的Y轴方向的重力矩之和，kg·mm；X_g是机车上所有设备的重心与机车横向中心线的距离，具有方向，mm；Y_g是机车上所有设备的重心与机车纵向中心线的距离，具有方向，mm。

在上述方法中，步骤2)中确定配重装置的所需配重重量的计算如下：

G_p＝(G₁-G₂+G₃-G₄)×X₁/X₂；

其中G₁、G₂、G₃、G₄分别为四个旁承座所承受的重量；X₁是旁承座的中心距Y轴的距离；X₂是配重装置的中心距Y轴的距离；G_p是配重装置的所需配重重量。

在上述方法中，步骤5)中砝码的所需数量计算如下：

N＝(G_p-G_f)/G₀；

其中G_f是配重装置的固定配重部分的重量；G₀是配重装置中每个砝码的重量。

在上述方法中，每个砝码的重量在10Kg以内。

下面通过附图1-4对本发明的上述配重装置及其方法进行详细说明。

为了满足机车的轮重差、轴重差的要求，机车总体布置的目标是机车上所有设备的重力矩之和达到平衡。所有设备的重心计算如下：

M_x＝∑(G_i×X_i)；

M_y＝∑(G_i×Y_i)；

X_g＝M_x/∑G_i；

Y_g＝M_y/∑G_i；

其中：

G_i：机车上单个设备的重量，kg；

X_i：单个设备与机车横向中心线的距离，mm；

Y_i：单个设备与机车横向中心线的距离，mm；

M_x：机车上所有设备的X轴方向的重力矩之和，kg·mm；

M_y：机车上所有设备的Y轴方向的重力矩之和，kg·mm；

X_g：机车上所有设备的重心与机车横向中心线的距离，具有方向，mm；

Y_g：机车上所有设备的重心与机车纵向中心线的距离，具有方向，mm。

通过上述计算得到的重心位置如图1所示。根据机车重心X_g、Y_g的计算结果，可以初步确定配重装置的安装位置。例如，如图1中所示的重心位置，配重装置应该设置在C位，或者C、D位。根据机车首次称重数据计算出配重装置的所需配重重量，如图2所示：

G_p＝(G₁-G₂+G₃-G₄)×X₁/X₂；

其中：

G₁、G₂、G₃、G₄分别为四个旁承座所承受的重量；

X₁：旁承座的中心距Y轴的距离；

X₂：配重装置的中心距Y轴的距离；

G_p：配重装置的所需配重重量。

如图3-4所示，本发明提供的配置装置的结构如图所示。配重装置分为固定配重部分和砝码部分两个部分。

其中固定配重部分由固定座1、紧固件2、定位座3、定位柱4、吊环5和承载筐7组成。其中固定座1焊接到机车的底架盖板上，定位座3通过紧固件2紧固到固定座1上，承载筐7为方体状，定位座3定位在承载筐7的左右两侧上，例如左侧两个，右侧两个，定位座3在承载筐7的相应侧面的下部，吊环5设置在承载筐7的上方，吊环5定位在承载筐7的前后两侧上，例如前侧两个。后侧2个，定位柱4焊接在承载筐7中，图3中示出在承载筐7中对称分布的两个定位柱4。

在确定配重装置的安装位置后，可以提前将可用紧固件2通过定位座3将整个固定配重部分固定在四个固定座1上，4个固定座1已在组装车间焊接在机车底架盖板上。

砝码部分的砝码6(10Kg)可以通过承载筐7上焊接的两个承载砝码的定位柱4进行限位，可以防止砝码6在机车运行过程中随意窜动。

上述配重装置的特点就是配重的重量可以精确调整。通过改变砝码6的数量就可以调节配重重量。

对于砝码数量的计算，根据前面计算所得的G_p，可以得到所需的砝码数量：

N＝(G_p-G_f)/G₀；

其中：

G_f：是配重装置的固定配重部分的重量；

G₀：是配重装置中每个砝码的重量。

所以，根据计算所得的N就是最后所需砝码的数量，将N个砝码添加到配重装置的承载筐7内，就完成了灵活调整机车配重，达到调节机车轴重差、轮重差的目的。

总之，本发明上述技术方案的关键点在于：根据机车上设备的重力矩平衡原理，计算出机车的重心位置，根据重心位置确定配重装置的安装位置，提前安装好配重装置的承载筐7，再根据机车首次称重结果和配重装置的坐标值计算出所需配重重量，以此确定所需砝码6的数量，将一定数量的砝码6装入承载筐7内，对机车的配重进行精确调整，使机车的轮重差和轴重差满足标准和技术条件的要求。

因此，本发明中使用的配重装置可以替代以前采用铸钢件制成的配重铁，由此本发明的配重装置的生产不再周期长且工序多，而且，通过本发明的配重装置及其方法，本发明能够使配重变得标准化、模块化、通用化，极大的降低了生产准备时间和调整机车配重所用的工时，从而大大的提高了工作效率，有利于提质增效。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。

Claims (10)

1.一种可灵活调节机车配重的配重装置，其特征在于，包括：

固定配重部分，所述固定配重部分包括：

固定座，所述固定座焊接到机车的底架盖板上；

定位座，所述定位座与所述固定座可拆卸地连接；

承载筐，所述承载筐的两侧的下部分别与所述定位座固定连接，所述承载框的上部设置有吊环；和

定位柱，所述定位柱的底端焊接在所述承载筐中，

以及

砝码部分，所述砝码部分包括多个砝码，所述砝码上设置有可供定位柱通过的通孔。

2.根据权利要求1所述的可灵活调节机车配重的配重装置，其特征在于，所述固定配重部分还包括紧固件，其中所述定位座通过所述紧固件紧固到所述固定座。

3.根据权利要求1所述的可灵活调节机车配重的配重装置，其特征在于，所述定位柱的数量为两个或多个。

4.根据权利要求1所述的可灵活调节机车配重的配重装置，其特征在于，所述机车是时速160公里鼓形动力集中动车组动力车。

5.一种根据权利要求1-4中任一项所述的可灵活调节机车配重的配置装置进行机车配重调节的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)对机车进行称重，并确定机车的重心位置；

2)根据机车的重心位置确定配重装置的安装位置，并将配重装置的定位座装配到安装位置的固定座上，并且根据机车的称重数据确定配重装置的所需配重重量；

3)根据配重装置的所需配重重量和配重装置的固定配重部分的重量来确定配重装置的砝码部分的所需重量；

4)确定砝码的所需数量；

5)将所需数量的砝码装配到配重装置的固定配重部分中，完成对机车配重的调节。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤1)中根据机车上设备的重力矩平衡原理来确定机车的重心位置。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，确定机车的重心位置的计算如下：

M_x＝∑(G_i×X_i)；

M_y＝∑(G_i×Y_i)；

X_g＝M_x/∑G_i；

Y_g＝M_y/∑G_i；

其中G_i是机车上单个设备的重量，kg；X_i是单个设备与机车横向中心线的距离，mm；Y_i是单个设备与机车横向中心线的距离，mm；M_x是机车上所有设备的X轴方向的重力矩之和，kg·mm；M_y是机车上所有设备的Y轴方向的重力矩之和，kg·mm；X_g是机车上所有设备的重心与机车横向中心线的距离，具有方向，mm；Y_g是机车上所有设备的重心与机车纵向中心线的距离，具有方向，mm。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤2)中确定配重装置的所需配重重量的计算如下：

G_p＝(G₁-G₂+G₃-G₄)×X₁/X₂；

其中G₁、G₂、G₃、G₄分别为四个旁承座所承受的重量；X₁是旁承座的中心距Y轴的距离；X₂是配重装置的中心距Y轴的距离；G_p是配重装置的所需配重重量。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤4)中砝码的所需数量计算如下：

N＝(G_p-G_f)/G₀；

其中G_f是配重装置的固定配重部分的重量；G₀是配重装置中每个砝码的重量。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，每个砝码的重量在10Kg以内。

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