CRH3型动车组总装车体均衡4点称重研究
试验检测
文章编号:1007~034(2011)06-0033~2 CRH3~动车组总装车体均衡4点称重研究
李莹,栗木功,成桂富,孙易安
(北车唐山轨道客车有限责任公司,河北唐山063035) 摘要:通过建立CRH3型动车组总装结束后车体的重量力学模型,分析了动车组总
装车体的重心
分布;采用均衡4点称重技术,检测并调整车体的重量分布,控制车体重量偏差.
关键词:CRH3型动车组;重心分布;称重技术
中图分类号:U260.17文献标识码:B
本文综合国内外动车组制造经验,以二系为界
限,基于AST均衡4点称重技术,阐述了CRH3型动 车组车体部分平面重心的分布和调整依据.
1建立车体力学模型
CRH3型动车组总装工序结束后,车体总重量
为:G0=2G铝结构+G涂装材料+?G子部件(1) 4点称重时,空间力系由车体的总重G和4个
支撑点的支撑力G,G,G,G:构成,如图1所
示.
设车体由n个子部件构成,各子部件的重量为
G,子部件的重心位置为(X,Yi,Zi),车体的实际重
心位置(.,,z.),根据静态物体力系平衡和力矩
平衡方程可得式(2):
GoXo=?XG
G0Yo=?YG
G0Z0=?ZG
Go=?G
(2)
根据式(2),理论上可以计算出车体重量G,但 实际制造过程中,子部件的实际重量存在偏差,且数 量巨大,重量累计计算无法实现.通过均衡4点称 重方式,可以解决车体实际重量测量工作.车辆处 于水平状态时,测量G,G,G:,G:4点的支撑力, 然后根据力矩平衡方程(3),(4),(5)可计算出总装 后的车体总重和重心位置:
收稿日期:2011—07—09
作者简介:李莹(1983一),男,
工程
路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理
师,本科. 图1车体空间力系示意图
G一
.
G
.=
14
,
G
y0:1圭l,DGGoi1
i=1,2,3,4(3)
i=1,2,3,4(4)
i=1,2,3,4(5)
其中:G为称重仪支撑点的支撑力/kN;X,Yp 为支撑点的纵,横向坐标值/mm.
2车体平面重心计算
动车组4点称重纵向支撑点间距为17375 mm,横向支撑点间距为2910mm. 2.1纵向重心计算
建立车体纵向空间受力关系(见图2),按照空 间力矩平衡关系可得式(6),(7),(8): 图2车体纵向空间力系示意图
33
试验检测机车车辆工艺第6期2011年12月 G.(X一X:)=G.(X.一X)(6)
G.(一X)=G.(.一.)(7)
J—X2=17375mm(8)
车体均衡4点称重时:G,G可通过称重设备 直接On,4量出数值,根据式(3),(6),(7),(8),可以 计算车体的纵向重心位置.
2.2横向重心计算
建立车体横向空间受力关系(见图3),同理,按 照空问力矩平衡关系可得式(9),(10),(11):
Z
图3车体横向空『司力系不恿图
G(y.一Y)=G.(Yo—Y2)(9)
G(y2一Y.)=G.(】,0一Y.)(10) ',2一Y=2910mm(11)
车体均衡4点称重时,GG可通过称重设备 直接测量出数值,根据式(3),(9),(10),(11),可 以计算出车体的横向重心位置l,n. 2.3横向重心偏差计算
根据
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
要求,CRH3车体横向重量偏差(L,R) 应不大于2%,这样,根据重量偏差
计算公式
六西格玛计算公式下载结构力学静力计算公式下载重复性计算公式下载六西格玛计算公式下载年假计算公式
: ?s=
孑×..%2%(2)
将式(9),(10)代入(12)求得:
?:—;×100%2%(13)
设Y=0,则Y2=2910mm,代人式(13)可得: Yo=(1455?29.1)mm,即规定CRH3车体横向重 心与车体几何中心偏差范围为[一29,29]mm. 3车体重心检测工艺
3.1检测方法
(1)将AST称重仪支点顶在车体A(1,),日 (1R),C(2),D(2R)4点工装支撑位.
(2)使用激光尺测量4,曰,c,D4点的水平高度, 将数值输入称重系统,称重台自动进行车体调平.重 复测量并再次将数值输入称重系统,直至4点水平. (3)进入称重调整程序,系统自动检测出车体4 34
点的角荷载力F,称重仪自动运行,调整4点高度, 进行车体支撑点应力释放,达到4点支撑力近似均 衡,称重程序计算出4点
标准
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差最小的数据组合,输 出最终的4点角荷载力F,.然后,去除四角支撑工 装重量F,并通过公差补偿公式(14),计算车体4 点实际的角荷载力FE值:
12
FE=(F,一F)???(,一F)(14)
(4)根据4点角荷载力与转向架支撑力的力矩 平衡关系,可计算出最终的车体支撑力,此支撑力为 真实的车体对转向架的静载荷力.
(5)系统根据式(4),(5)自动计算出车体的平 面重心位置,然后根据重心偏差范围自动验证重心 数据是否合格,如果超差可重复调整标准差值,寻求 最优的数据组合,直至满足重心位置要求. (6)系统数据达到理想状态后,输出重量测量 报告.
(7)车体重量调整均衡后,测量AST称重仪调 整过程中的升降尺寸,使用调整垫对支撑点高度进 行补偿,保证车辆落成时,上车与转向架接触面处于 同一水平面.
3.2统计分析
车体总装结束后,制造装配公差和实际重量分 布会对车体造成一定程度的扭曲,对角总载荷F., F,之间一定存在差值?8,见下式(15),差值越 大,车体重量偏心度影响越大.
r
FJ=GJL+G2
2F2=GlR+G2L(15)
【?:!FI—F.I
4结束语
通过对CRH3型动车组总装车体的力学模型分 析和重心计算,推导出总装车体的重心范围,为车体 重量调整提供了理论依据.应用AST称重仪测量 总装车体的重心实际位置,并通过四角重量均衡无 应力计算均布车体重量,将车辆重心调整到理论范 围内,降低车辆整体落成后轮(轴)重超差风险,提 高轮(轴)重试验的通过率.
参考文献:
[1]杨振祥,黄晓蓉,韩锟,等.机车重心位置的检测及对调簧的影响
[J].铁道机车车辆,2007.
[2]曾海燕.地铁车辆的车体调簧1:艺研究[J].电力机车与城轨车
辆,2006.?(编辑:匡玲)