[发明专利]一种机车轴重加垫调整方法

说明书

本发明公开了一种机车轴重加垫调整方法，其包括建立机车轴重调整力学建模；根据所述机车轴重调整力学建模选择目标函数、约束方程，并优化数值求解；得出一系加垫量和/或二系加垫量。本发明针对现有技术的机车轴重调整加垫方案不易求解的情况，扩大了能够提供加垫方案的范围。此外，在进行一系加垫轴重调整时，在保证整车称重指标的同时保证了转向架称重指标。

技术领域

本发明涉及机车生产技术领域，尤其涉及一种机车轴重加垫调整方法。

背景技术

在机车生产中，组装完成后，由于重心偏移、制造误差等因素，每个车轮对轨道产生的垂向力往往不同。机车出厂前需要进行整车称重，称重可以获得机车的各个轮重，并计算出轮重差和轴重差。要求轮重差保持在±4％，轴重差保持在±2％，从而保证牵引黏着力的有效发挥。

目前，对于称重不合格的机车，调整机车轮重差和轴重差的主要手段是在一系弹簧或二系弹簧下加入钢质金属垫(简称一系加垫或二系加垫)，机车轴重调整加垫方案计算就是通过机车设计参数和机车称重获得的轮重测量值，计算一系加垫或者二系加垫在各个位置的加垫厚度量，从而在加垫调整后再次称重时，保证机车满足规定的轴重差和轮重差要求。机车整车结构如图1，图2所示。其中，全局坐标系X轴为垂向，Y轴为纵向，Z轴为横向。图1中1位～4位表示二系弹簧位置。

机车轴重调整加垫方案计算主要包括：力学模型建立和优化求解。在力学建模方面采用三自由度力学模型，在优化求解中目标函数采用轮重差均方根，如公式(1)所示

其中，j为车轮序号，n为总轮数，F_j为轮重测量值，为轮重测量值均值。

该方法在优化求解中目标函数要求过高，虽然满足公式(1)基本可以保证机车轴重调整加垫方案能够满足轮重差和轴重差指标，但却导致很多情况不满足公式(1)的调整方案被排除，缩小了能够提供方案的范围。因此对于机车轴重调整加垫方案不易求解的情况，往往不能给出求解方案。

综上所述，目前现有的机车轴重调整加垫方案计算方法，在优化求解中，采用的目标函数要求过强，因此对于部分不易调整的情况，往往无法给出加垫方案。此外，对于一系加垫的情况，提供的加垫方案无法保证满足转向架称重要求。

基于此，现有技术仍然有待改进。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提出一种机车轴重加垫调整方法，以解决现有技术的加垫方案目标函数要求过强，不易调整，某些情况无法满足转向架称重要求的技术问题。

本发明实施例所公开的一种机车轴重加垫调整方法，包括：

建立机车轴重调整力学建模；

根据所述机车轴重调整力学建模选择目标函数、约束方程，并优化数值求解；

得出一系加垫量和/或二系加垫量。

进一步地，所述建立机车轴重调整力学建模包括：

建立机车静力平衡方程；

建立轮重、加垫量关系方程。

进一步地，所述建立机车静力平衡方程包括：

建立车体与架构受力的三自由度模型；

分别对车体、前构架和后构架列写三个自由度的平衡方程；

列写一系弹簧支撑力、二系弹簧支撑力和位移的关系方程；

进一步地，所述建立轮重、加垫量关系方程包括：

将所述三个自由度的平衡方程带入所述一系弹簧支撑力、二系弹簧支撑力和位移的关系方程，整理得到外力向量、位移向量和刚度矩阵之间的关系公式；