專利名稱:調節(jié)機車軸負荷分配的方法
本發(fā)明涉及稱為機車的重型、多軸、自行牽引車，具體來說，本發(fā)明涉及調節(jié)機車總靜負荷分配的一種改進了的方法，以保證予定的軸負荷分配。
機車一般包括車身，車身兩端附近支承在一對轉向架總成上。車身包括主車架，上部結構，以及位于上部結構中或安裝在主車架上的各種系統(tǒng)、子系統(tǒng)、裝置和零部件。每個轉向架總成包括一個框架;兩個或兩個以上輪軸組，輪軸組通過每個車軸兩端附近的軸頸支承該框架;以及在轉向架的框架和平臺下的負荷傳遞銷之間的一個“浮動承梁”或中心圓盤。
在現(xiàn)代技術中，每輛機車轉向架也包括兩個或更多的電動機，每個輪軸組一個，每個電動機在相應車輪的內側懸掛在車軸上，其轉子通過扭矩放大機構與該軸機械式相連接。電動機的電流可來自鐵路沿線的電源，或者由裝在機車上的發(fā)電機發(fā)出，該發(fā)電機由裝在機車車身平臺上的原動機驅動。通常原動機是一臺柴油機，在這種情況下，這種機車通常稱為內燃電力傳動機車?，F(xiàn)在常見的發(fā)動機額定功率為3，500馬力的機車，其重量都超過了300，000磅。
某些機車的用戶要求，一批相似機車中的每臺機車的總重量當靜止時都基本相等地分配在其所有的車軸上。用一般方式制造的機車，其靜止重量往往并不均勻地分配在其所有的車軸上，而且車軸負荷分配的模型在同一型號的機車中也有顯著的不同。在一個(或多個)車軸上的重量也許會超過規(guī)定的最大軸負荷極限，而同一機車的其它車軸上的重量卻低于規(guī)定的最小負荷極限。
為了控制軸負荷分配，在此以前已經研究出一種專門的墊補法。在內燃電力傳動機車制造完成且加入燃料、潤滑油及冷卻水之后，裝備完善，做好使用準備的機車的車輪放置在秤上分別秤重，為轉向架的每個車軸，秤設有兩個測力儀，以便測出機車各車軸間的實際負荷分配。如果負荷分配不理想，可以在機車的主懸掛系統(tǒng)和輔助懸掛系統(tǒng)上選配適當?shù)谋〗饘賶|片，以便調整負荷分配。
機車的主懸掛系統(tǒng)包括一組傳統(tǒng)的螺形彈簧，這組螺形彈簧被壓縮地放置在各軸頸箱上的簧座和兩個機車轉向架之中的每一個轉向架的框架的凹穴之間。輔助懸掛系統(tǒng)一般包括一組橡膠“承梁架”，通過橡膠承梁架可實現(xiàn)可控橫向運動。如美國專利2，907，282所述，這種承梁架被壓縮地放置在轉向架框架和浮動承梁四角上的負荷點之間，浮動承梁又中心式地支承機車車身的一端。在軸簧和其簧座間加一墊片，就能夠使該彈性件對于一定的總偏差來說，傳遞更多的負荷(重量)，從而根據具體情況使總重量之中的更大份額轉移到車軸上的或者是轉向架框架上的相應負荷點上。
為獲得予定的軸負荷分配，在各軸簧和承梁架上所要求的墊片的尺寸可用通過試差法為每輛機車分別選配確定，但是，這種方法很費時間，成本高。由于機車總重量恒定，所以用增加墊片的方法在一個負荷點上引起的負荷增加，當然一定會在其它負荷點上引起等量的負荷減少。在一輛每個轉向架具有三個車軸的機車上，在每個轉向架的主懸掛系統(tǒng)中有6個單獨的負荷點(每個車軸2個負荷點)，而在機車的輔助懸掛系統(tǒng)中有8個單獨的負荷點(每個轉向架4個負荷點)。因此，墊片尺寸和與理想的負荷分配的偏差之間的關系在靜力學上是不確定的。
盡管如此，對于每種不同的機車型號，有可能根據實驗測量來制備說明在每個不同負荷點上的墊片尺寸將如何影響所有負荷點的負荷分配的數(shù)據表格，并且把這些數(shù)據綜合成一個很有使用價值的對應關系圖表，該對應關系圖表反映在各負荷點上實際和理想負荷之間的實測偏差與主輔墊片組合間的相互關系，該主、輔墊片組將把該偏差減少到容許的限度內。這種對應關系圖表已經研究出來并運用到計算機程序中，以予計在三軸轉向架內燃電力傳動機車的所有6個車軸獲得基本等值負荷分配所需要的具體的墊片組合和尺寸。實際上，這個計算機程序需執(zhí)行兩次。第一次是根據上述秤的6個測力儀所測出的負荷分配數(shù)據做計算以確定所需要的承梁墊片。當把這些墊片(如果需要的話)加到輔助懸掛系統(tǒng)后，再次對機車秤重，又一次測出每個車輪上的負荷，把修正后的負荷分配數(shù)據輸入計算機，該程序運算第二次，然后把予計的車軸墊片放入做為最后的調整以平衡軸負荷。
上述平衡機車軸負荷分配的方法存在兩個缺點。第一個缺點是，放入的墊片并不是固定的連接，當機車的兩個轉向架從機車車身上拆離時，這些墊片并不保持在位。第二缺點是，如果更換任一個轉向架，或者兩個轉向架都被更換時，機車車身和轉向架之間的互相作用將影響6個車軸之間的負荷分配，因此，如果1號轉向架被2號轉向架更換，原來的墊片組就不再適合新的車身和轉向架的組合，所以更換轉向架就必須重新選配墊片。
本發(fā)明的基本目的是提供一種改進的機車制造方法，使機車具有予定的軸負荷分配，當機車的1號轉向架與2號轉向架對調，車軸的負荷分配不會發(fā)生顯著的變化。
在本發(fā)明的一種實施例中，當內燃電力傳運機車的各部件和分系統(tǒng)制成并安裝完成后，以及當機車充分做好運行準備以后，把機車車身連同兩個承梁，但是不帶轉向架總成的其他部件，放置到一個平衡支架上，該平衡支架具有兩組負荷架，每組4個，設置在一正方形的四個頂點上，以便在普通的承梁架負荷點上支承承梁。每個負荷架具有一個負荷墊，負荷墊由一組垂直放置的螺形彈簧支承，螺形彈簧則放置在由支架支承的測力儀頂部，該測力儀發(fā)出一個代表放置在負荷墊上的任何重物的實際重量的輸出信號。所有8個負荷墊上表面當未加負荷時都處于同一水平面上，而且所有8個彈簧組都具有相同的剛度。
把從8個測力儀發(fā)出的輸出信號與代表兩承梁各負荷點上理想負荷的儲存數(shù)據進行比較。為了使轉向架具有互換性，每個承梁的兩個前負荷點上的理想負荷要與同一承梁的兩個后負荷點上的理想負荷基本相同。另外，1號承梁(即支承機車車身司機室一端的承梁)的所有四個負荷點上的理想負荷的總和要超過2號承梁的所有四個負荷點上的理想負荷的總和一個予定的較小量，這個量將抵消由于轉向架不對稱性造成的任何予期的負荷傳遞(不對稱性存在于三軸轉向架上，這是由于中間軸和其牽引電動機偏心配置的結果)。
如果機車車身及承梁的實際總重和理想總重之間存在顯著的差別，可以通過增加或減少配重的方法加以修正。如果承梁的8個負荷點之間的實際負荷分配不同于理想負荷分配，使用該誤差，從一個予定的對應關系圖表中選擇在指定負荷點上所需的墊片的尺寸，以便修正該誤差。然后吊起不帶轉向架的機車，把指定的墊片安裝在指定的負荷點上，然后再把不帶轉向架的機車放回到平衡支架上。重復上述稱重和比較步驟，使用新得出的較小誤差(如果存在誤差的話)，從同一個對應關系圖表中選擇另外的墊片，并用前述方法安裝墊片。當所有的誤差都在允許的限度內或者可以乎略不計時，就把以前裝好的墊片用螺釘或類似零件固定在承梁上，然后把機車車身和承梁從平衡支架上移開。
雖然每個轉向架總成獨立于機車車身，但是為了在轉向架各軸上得到予定的負荷分配(這些負荷是加在轉向架的四個承梁架上的)，轉向架的軸簧要選配墊片。只要每個轉向架各部件的所有重要尺寸都嚴格地符合制造公差，為獲得理想的負荷分配所需要的軸簧墊片可以在一個轉向架上通過試驗的方法確定，然后同樣的墊片組就可以在每一個相同的轉向架總成中做為標準件來安裝。否則的話，可以把每個轉向架總線放在專用的加載支架上，根據另一個予定的對應關系圖表分別選配各軸簧負荷點上的墊片尺寸。在這兩種情況下，軸簧墊片一旦裝好后就用焊接或類似方法固定在位。
在把機車車身放置在其轉向架上之前，用上述方法調整所有機車車身的重量分配時，要注意所有機車車身必須是一樣的，當后來把其放置在轉向架上時，每個機車車身要以相同的方式與轉向架互相作用。而所有轉向架制造和選配墊片時也要保證一致性。因此，當把任何平衡的車身放置在任何兩個轉向架總線上時，軸負荷分配都將在規(guī)定的限度之內。在本發(fā)明的這個最佳實施例中，每個承梁在選配墊片時都要使其四個負荷點上重量分配基本均等，每個轉向架的軸簧在選配墊片時都要使機車軸負荷平衡分配。軸負荷經過平衡的機車的每個車軸所支承的靜態(tài)重量將在同一機車其它任何軸上承擔重量的2.5%以內。在運行中，這樣的機車車輪凸緣的磨損比車軸負荷不均等的機車要來得小。
通過以下結合附圖的說明，將能更清楚地理解本發(fā)明，并充分認識發(fā)明的目的和發(fā)明的優(yōu)點。
圖1是具有一對三軸轉向架總成的傳統(tǒng)式內燃電力傳動機車的等角投影圖。
圖2是三軸機車轉向架總成的局部分解的等角投影圖。
圖3是圖2所示轉向架總成的框架的簡化平面圖。
圖4是圖2所示轉向架總成主懸掛系統(tǒng)的一部份的放大側視圖。
圖5表明機車轉向架總成承梁架之一的軸負荷隨墊片厚度的變化而變化的情況。
圖6和圖7分別是不帶轉向架的機車的側視圖和端視圖，該機車放在重量平衡支架上，用來實施本發(fā)明的方法。
圖8是圖6和圖7所示平衡支架的負荷架之一的放大視圖。
圖9是圖2所示轉向架總成的浮動承梁的一角的等角投影圖。
圖10是在試驗架上的轉向架總成的簡化等角投影圖，該試驗架用來保證均等的軸負荷。
下面將描述如何用本發(fā)明來調整圖1所示具有三軸轉向架的內燃電力傳動機車的軸負荷分配。但是本專業(yè)的技術人員將認識到，本發(fā)明對于在其它類型的機車以及在具有兩軸或者四軸轉向架的機車上獲得理想的軸負荷分配也是適用的。
圖1所示機車具有一個主框架或平臺11，一個上部結構21以及兩個一樣的三軸轉向架總成A和B。平臺和上部結構合在一起在本說明書中稱為機車的“車身”。平臺11具有四個起重鉤12，每側2個，把天車的鋼繩掛在起重鉤上可升起或降下機車車身。盛放柴油燃料的大型油箱13安裝在平臺上面，轉向架之間。平臺靠近兩端處具有容納配重的配重箱(未畫出)。
上部結構21包括一個車頭箱22，一個司機室23，一個發(fā)動機箱24，以及一個散熱器箱25。機車的司機室的一端在下文中將稱為1號端或者前端，另一端將稱為2號端或者后端。司機室23容納司機選擇機車牽引力和運行方向，控制其制動以及監(jiān)視其運行的通常的裝置和系統(tǒng)。發(fā)動機箱24容納一臺具有12個或更多的水冷式氣缸的大型柴油發(fā)動機。發(fā)動機的傳統(tǒng)的各支持系統(tǒng)包括燃油泵，連接燃油箱13的燃油管路，一個潤滑油泵以及連接發(fā)動機潤滑油箱的潤滑油管路，以及一個通過水管與水箱及散熱器室25中的熱交換器相連接的水泵。發(fā)動機室24附近還裝有風扇及機車的蓄電瓶箱。發(fā)動機曲軸機械式地與發(fā)電裝置，如較大型的交流發(fā)電機的轉子相連接。該交流發(fā)電機又通過一電源整流器和絕緣電纜與牽引電動機相連接，牽引電動機懸掛在兩個轉向架總成A和B的各軸之上。
如圖2所示，每個轉向架總成具有一堅固的金屬框架30，三個平行的輪軸組31、32和33，以及一個浮動承梁34。每個輪軸組通過一對傳統(tǒng)的軸頸支承框架，軸頸位于有關車輪36外側，車軸兩端附近的軸頸箱35內。掛在軸上的電力傳動電動機37位于各輪軸組之間，而且每個電動機的轉子通過齒輪箱38中的齒輪系與有關的輪軸組機械式連接。前軸31和中軸32的傳動電動機以傳統(tǒng)的方式位于這些車軸的后面，而后軸33的傳動電動機則位于后軸33的前面。
每個轉向架總成的主懸掛系統(tǒng)具有12個兩兩同心套裝的，垂直螺形彈簧，這些彈簧分為6組，每組兩個，每組的彈簧被壓縮地放置在一個軸頸箱35頂部的簧座和框架30的側槽的凹槽之間。在圖2中一個這樣的凹槽的靠車外側的壁未畫以便能看到一對這樣套裝的彈簧40。轉向架總成的每一側都裝有一減震器47與至少一組軸簧平行。
每個轉向架的輔助懸掛系統(tǒng)包括4個橡膠承梁架50，分別安放在轉向架框架30的兩側槽的軸間頂面上的墊上。這些承梁架在承梁4個角附近的負荷點上支承承梁34。在圖2中，承梁34與轉向架總成的其余部分是拆離的，以便露出四個承梁架50。每個承梁架具有一疊曲線形的橡膠墊夾在曲線形的鋼板之間。橡膠墊在水平方向上較軟，可以剪切變形，使承梁架兩端之間可做一定量的橫向運動，承梁架的這種橫向運動伴隨有承梁架的輕微的伸長或收縮，橡膠墊在垂直面上有足夠的剛性以防止轉向架框架的不合要求的傾斜。
每個浮動承梁34的中間有一個中心圓盤51，用來承接機車車身上面的，靠近平臺11兩端的一對大直徑銷子之一。機車車身的靜重量通過該銷子傳遞到轉向架總成A和B的承梁的中心。當車輪36通過鐵軌的曲線路段時這個銷子和中心圓盤的設計使每個轉向架總成可以相對于機車車身旋轉。
圖3是轉向架框架30的簡化平面圖。在圖3中，標號1至4表示各承梁架50的頂面即承梁負荷點，標號41至46表示框架的兩側槽中的各軸簧槽的位置。四個承梁架位于轉向架總成前后軸之間的中心位置。承梁負荷點1和2以及軸簧槽41和42(相應于輪軸組31)位于轉向架總成的前半部分，而承梁負荷點3和4以及軸簧槽45和46(相應于輪軸組33)位于后半部分。三軸轉向架是非對稱的，其中間的輪軸組32的中心線稍許偏置于轉向架總成中心的前面，以便為兩個傳動電動機提供較大的安裝空間，傳動電動機位于中間軸和后軸之間的間隙中。因此，轉向架框架上的中間一對軸簧槽43和44也稍稍偏離中心位置。
為了在兩轉向架總成A和B的各輪軸組上獲得機車總重的理想靜態(tài)分配，公知的作法是在機車車身和轉向架制成并安裝之后以及機車做好運行準備之后，為承梁架選配墊片。如不選配墊片，同一型號的機車，臺與臺之間的軸負荷分配可以有顯著的不同。這是因為一臺機車與另一臺機車的構件及零件在尺寸、重量和/或彈性上會有稍許不同。為軸簧選配墊片的另一個原因是為了補償因不均勻磨損造成的車輪直徑的差別。
圖4表明予選厚度(例如0.25或0.5英寸)的盤狀鋼墊片48是如何插在一對套裝的彈簧40和軸頸箱35頂部的簧座49之間的。一般情況下，一個軸的兩端的墊片厚度相同。加入的墊片使軸簧從轉向架框架向有關輪軸組傳遞的負荷份額增加。另一種作法也可以產生相同的效果，這就是在簧座49和軸頸箱35之間插入墊片(后一種作法中，在軸頸箱頂部上也許需要焊接一固定桿以便使墊片保持在位。)本發(fā)明能以一種改進的方式調整軸負荷分配，這就是使轉向架A與轉向架B可以互換而無需重新選配墊片。在本發(fā)明的推薦實施例中，可以獲得基本均等的即平衡的軸負荷分配。如果想要保證在具有兩軸轉向架，三軸轉向架或者四軸轉向架的機車上獲得不均等的但是恒定的軸負荷分配，也可以使用本發(fā)明。
觀察結果表明，在一條軸的軸簧加入的墊片不僅增加了該軸的負荷，而且也改變同一轉向架的其它兩軸的負荷份額，并且也在較小的程度上改變同一機車的另一轉向架總成的三條軸上的負荷份額。同樣，在任何一個承梁負荷點上加入的墊片不僅增加由該承梁架傳遞的負荷份額，而且也影響兩轉向架總成的所有其它承梁架之間的負荷份額。在每個不同負荷點加入的墊片的厚度與在六條軸上產生的負荷變化之間的實際關系由一系列實驗測量確定。舉例來說，圖5表明了這樣的一種對應關系，在機車的轉向架A的承梁負荷點3上加入墊片，機車重約200，000磅，其三軸轉向架總成每個重約50，000磅。
按照本發(fā)明，為獲得理想的軸負荷分配要進行兩項工作(1)平衡每個與機車車身分開的轉向架總成。(2)機車制造完成后，把其車身和兩承梁從轉向架總成的其它部件上移開，并平衡不帶轉向架的機車。因此，一定型號的各臺機車的車身，在每臺機車的每端的四個單獨的承梁架之間的靜重量(負荷)分配是一致的，各臺機車的轉向架總成在每個轉向架的三條軸之間的已知承梁架負荷的再分配是一致的，并且互換轉向架總成也不會打亂理想的軸負荷分配。
現(xiàn)在參照圖6至圖9描述平衡機車車身的方法。圖6和圖7分別是機車車身21連同其兩個承梁34在專用平衡支架上的側視圖和端視圖，該平衡支架具有2組負荷測量站(本文中稱為稱重架)60，每組4個。用吊車(未畫出)把機車車身及承梁從兩轉向架總成的其余部件上吊起，放置在該平衡支架上。在這一步驟的過程中，承梁34是通過懸掛在機車平臺下面的傳統(tǒng)的安全吊鉤固定在車身21上的。沿著平衡支架的每側有兩個自由放置的千斤頂59。在圖6中為了不遮擋稱重架，未畫出這些千斤頂，但實際上這些千斤頂是分別與機車平臺上的四個吊鉤12對準的。當需要調節(jié)各稱重架60或需要為在承梁負荷點上加入墊片提供間隙時，就使用這些千斤頂把不帶轉向架的機車頂起。
在給機車車身稱重之前，要載有機車運行中通常要用到的供給，例如燃油箱要注有柴油，冷卻水箱，水管及熱交換器要加水，發(fā)動機潤滑油系要加潤滑油，在蓄電瓶箱中要裝好機車用蓄電瓶(或者在蓄電瓶箱蓋上放置與蓄電瓶等重的物體)。
在兩組稱重架60中，各有設在一方形頂點上的四個稱重架60，以便在承梁34的四個承梁架負荷點上支承承梁34。換言之，8個稱重架分別與兩承梁的一個承梁負荷點對準。如圖8所示，每個稱重架60包括一個負荷墊61，由一組垂直的螺形彈簧組62支承，該彈簧組放置在測力儀63之上，該測力儀又放置在底座64上。雖然在圖8中為了簡化作圖已把彈簧組62畫為一個單一的彈簧，實際上，它是對稱于負荷墊61及測力儀63的垂直中心線放置的三個或四個平行的彈簧組。所有8個稱重架60的彈簧組具有相同的剛度，而且當不載荷時，所有8個負荷墊的上表面處于同一水平面上。每個稱重架包括一個把測力儀63中的機械應變轉化為輸出電信號的傳感器65，該輸出電信號代表放置在負荷墊61上的任何重物的實際重量。該信號送往每個稱重架的數(shù)字顯示器，以便分別顯示出每個稱重架測出的重量。
當裝備完善的不帶轉向架的機車放置在平衡支架上，各稱重架的數(shù)字顯示器調整好之后，即可測量加在每個稱重架上的負荷，并做好記錄。分別由每組的四個稱重架測出的重量加在一起即可分別求出機車車身及承梁的前端和后端的靜重量，前、后端的重量加在一起即可求出不帶轉向架的機車的實際總靜重量。把該實際總靜重量與理想總重量相比較，如果存在顯著的差別(例如超過大約200磅)，該誤差可通過在機車平臺上增加或者減少配重的方法加以修正。另外，把前、后端的實際重量相比較，任何不合要求的誤差都可以通過把平臺一端的配重移向另一端的方法加以修正。
實際上，機車車身21的前端應該稍微重于后端(例如2，500磅)，以便當把機車車身放置在兩轉向架總成A和B之上時，抵消可以予見到的靜重量從前承梁向后承梁上的傳遞。因為三軸轉向架是非對稱的，每個轉向架總成的中間軸稍許偏向中心的前部，所以才會出現(xiàn)這種重量傳遞。因此，當把機車車身放置到一對相配的轉向架總成之上時，其前端加在轉向架A的承梁的中心圓盤上的靜重量會減少一定的量(例如大約1，250磅)，而其后端加在轉向架B的承梁的中心圓盤上的靜重量則會增加相同的量。結果，在工作中，機車車身的重量會基本均等地由轉向架A和B承受。
把平衡支架的8個稱重架上分別測出的重量與兩承梁的各負荷點上所要求的重量相比較，計算出其誤差(如果存在誤差的話)。如果求出的誤差超過了規(guī)定的限度，則需要用在某些承梁負荷點上加墊片的方法來調整重量分配。在本發(fā)明的圖示實施例中，每個承梁的兩個前負荷點1和2(見圖4)上的重量和與兩個后負荷點3和4上的重量和之間的最大允差為200磅，在兩個奇數(shù)負荷點1和3之間的最大重量允差為500磅，兩個偶數(shù)負荷點2和4之間的最大重量允差也是500磅，兩個前負荷點1和2之間的最大重量允差為2，000磅，兩個后負荷點3和4之間的最大重量允差也是2，000磅。
為了在承梁的8個負荷點之間獲得理想的平衡的靜重量分配，需要滿足上述所有標準。上述重量的記錄，比較和計算可以根據分別在8個稱重架上的數(shù)字顯示器上顯示的測得的重量以及操作說明書上記載的重量公差，用人工進行。或者另一種方式是，把各稱重架的輸出信號與代表兩承梁各負荷點處理想重量的電磁式儲存的數(shù)據進行比較，誤差計算自動地進行。在本發(fā)明的推薦實施例中，計算機根據編好的程序進行本方法的比較和計算步驟。
實際重量分配與理想重量分配之間的誤差一經算出，即可據此誤差從予定的對應關系圖表中選擇修正誤差所需要的墊片的位置和尺寸。該對應關系圖表根據一系列實測數(shù)據制備，例如前述的在圖5中的對應關系圖表。根據這些數(shù)據，用該對應關系圖表能夠找出兩承梁各負荷點上實際重量誤差所對應的加在指定負荷點上從而把誤差降低到規(guī)定限度以內的墊片尺寸。在本發(fā)明的推薦實施例中，這樣的對應關系圖儲存在計算計程序的存儲器中，以便于加快本方法的墊片選配步驟。
本方法的下一個步驟是從稱重架吊起不帶轉向架的機車，在兩承梁的指定負荷點加入選出的墊片，然后再把不帶轉向架的機車放置到稱重架上。圖9表明怎樣把至少一個予選厚度(例如約0.3英寸或0.3英寸以下)的矩形平鋼墊片67加到承梁34一角的一個負荷點上。一對有槽的金屬軌68固定在承梁上，相互隔開且平行，其尺寸使選擇的墊片(一個或多個)67恰好可以插入槽中。一組定位螺釘69用來把墊片固定在夾在承梁負荷點和承梁架之間的位置，當把機車車身放置在機車的兩轉向架總成之上時，該承梁架支承承梁的該角。
當放入選定的墊片并放下不帶轉向架的機車之后，重復上述稱重和比較步驟，再次算出誤差，并把新的較小誤差(如果存在誤差的話)用于同一對應關系圖表以選出增加的墊片，然后依照前法把墊片放入。當所有誤差小到可以接受的程度或可以忽略不計時，即可在所有負荷點緊固定位螺釘69，以便把放入的墊片固定在承梁上，然后把不帶轉向架的機車移向一對可互換的轉向架總成A和B。
如前所述，每個可互換的轉向架總成是與機車車身分開進行平衡調整的。這項工作最好通過在每個轉向架總成上固定安裝一組予定的軸簧墊片(見圖4)的方法完成。選擇這組“標準”墊片來保證作用在每個轉向架總成的總負荷，包括轉向架總成本身的重量，當一對可互換的轉向架最后與前述被分開平衡的機車車身和承梁裝配在一起時，將由三條軸均等地分擔。只要每個轉向架各部件的所有重要尺寸都嚴格符合制造公差，這種推薦的技術就是可行的。例如，每個轉向架總成上的所有軸簧組40的彈簧常數(shù)和壓縮高度需要嚴格匹配，所有承梁架50的撓曲特性也是如此。為承梁架支承面以及為轉向架框架30上的軸簧槽要規(guī)定嚴格的公差，而且承梁架和軸簧的反作用中心線需要盡可能地平行。只要制造時符合上述要求，每個轉向架總成的不同部件將能夠與任何同型號轉向架的相應部件互換。
另一種方法是，也可以把每個轉向架總成放置在一個專用的加載支架上，以便根據另一個予定的對應關系圖表在每個軸簧負荷點分別選配墊片尺寸，該對應關系圖表把測得的實際軸簧負荷和理想軸簧負荷之間的誤差與將把該誤差減小到允許的限度內的軸簧墊片組合對應起來，一旦所需要的墊片裝好后就用焊接或類似的方法把其固定到軸簧座49上或者直接固定到轉向架框架30上。
圖10是一個典型的三軸轉向架總成，該總成除了其浮動承梁已被拆除外是完整的，放置在可以用于以下兩個目的的試驗架上(1)當軸簧的標準墊片組裝好后核查無承梁轉向架的正確軸負荷分配，或者(2)當機車車身和承梁放置在無承梁的轉向架上時，為了使無承梁轉向架加機車車身和承梁的重量在轉向架的三條軸之間獲得正確分配而選配所需要的軸簧墊片。
如圖10所示，該試驗架包括6個分開的負荷測量站即測力儀70，這些測力儀在同一水平面上分別支承轉向架總成的6個車輪36，測力儀用來分別測量各相關的車輪加在其上的靜負荷(重量)。該試驗架還包括四個垂直的壓頭71～74，轉向架總成兩側各設置一組，每組兩個壓頭，每組的壓頭都從上面的工字梁75上懸垂下來，與在無承梁轉向架總成的側邊上的兩個承梁架50對準。每個壓頭都有一個混合機構76(具有一個電動螺旋千斤頂和一個液缸)，用來降下一個負荷墊77壓迫承梁架的頂面，從而把一個予定的力向下加在該承梁架上。兩個前壓頭71和72的負荷墊77的垂直位移最好與兩個后壓頭73和74的負荷墊77的垂直位移不同，從而使轉向架框架與水平面之間形成一個予定的斜面，以便模仿當不帶轉向架的機車放置在一對可互換的轉向架總成時機車平臺相對于轉向架框架的相對轉動。以這種方式，四個承梁架被分別施加相同的靜重量，該靜重量是這些承梁架當單獨平衡的機車車身和承梁被放置其上時所要實際承受的靜重量。然后測出并分析試驗架的6個測力儀70上的反作用負荷，以便測定總負荷是怎樣實際在轉向架總成的三條軸上分配的。
在本發(fā)明的圖示實施例中，在任意兩軸之間的最大允許重量差是500磅，每條軸的兩車輪上分別測出的負荷必須在相互的8%以內。如果實際負荷與理想負荷之間的差超過了上述標準，就要利用這些誤差從剛剛提到的對應關系圖表中選出把誤差減少到規(guī)定的限度內所需要的軸簧墊片的尺寸。然后松釋這些壓頭，把選出的墊片加在指定的軸簧負荷點上，重復上述過程以再次核查軸負荷分配。
雖然本發(fā)明的推薦實施例已參照附圖進行了說明，但是本專業(yè)的技術人員可能會聯(lián)想到各種變化，因此不超出本發(fā)明的實質和范圍的這些變化應包括在權利要求
書中。
權利要求
1.當機車車身及其兩個多軸轉向架總成制成后，為了在機車各軸上獲得予定的負荷分配而調整機車重量分配的一種方法，該方法包括以下步驟(1)在機車車身上裝載運行中通常需用的燃料，水和其它供給；(2)把機車車身，連同一對轉向架承梁但不帶轉向架總成的其它部件，放置在一平衡支架上，該平衡支架具有8個單獨的稱重架，每4個稱重架一組，每組的四個稱重架分別與支承在稱重架上的普通承梁架負荷點對準，從而使每個稱重架測出承梁的不同負荷點上的重量；(3)分別測出不帶轉向架的機車加在這8個稱重架上的實際重量；(4)把這8個實際重量分別與兩承梁的8個單獨的負荷點上的理想重量相比較，以求出需要修正的可能存在的誤差；(5)使用實際重量和理想重量之間的誤差從予定的對應關系圖表中選擇修正誤差所需要的墊片的位置和尺寸；(6)吊起機車車身和承梁，在指定的承梁負荷點上加入選定的墊片，然后把機車車身和承梁放回到平衡支架上；(7)重復上述步驟(3)和(4)；(8)重復上述步驟(5)，(6)和(7)，直到每個負荷點上的重量誤差減小到予定的限度內；(9)把所有加入的墊片固定在相應的承梁上；(10)把機車車身和承梁從平衡支架上移開，以及；(11)把機車車身放置到一對可互換的轉向架總成上。
2.按照權利要求
1所述的方法，其特征在于每個稱重架具有由垂直的螺形彈簧組支承的一負荷墊，該彈簧組放置在由支座支承的測力儀的頂面上，該測力儀可測出加在相應負荷墊上的重量，其特征還在于所有八個稱重架的負荷墊的上表面在未加負荷時處在同一水平面上。
3.按照權利要求
1所述的方法，其特征在于每個承梁的兩個前負荷點上的理想重量之和與同一承梁的兩個后負荷點上的理想重量之和基本相同。
4.按照權利要求
3所述的，用于具有三軸轉向架總成的機車的方法，該方法增加了以下步驟在每個轉向架總成的各軸簧的簧座上放置墊片，以便使轉向架總成的重量加上當把機車車身放在一對可互換的轉向架總成上時將加在轉向架總成上的重量在三條軸之間獲得基本均等的重量分配。
5.按照權利要求
4所述的方法，其特征在于予定的一個承梁上的四個負荷點上的理想重量之和超過另一承梁的四個負荷點上的理想重量之和一個予定的較小量，該較小量將抵消因轉向架不對稱造成的重量傳遞。
6.當機車車身及其兩個多軸轉向架總成制成后，為了在機車各軸上獲得予定的負荷分配而調整機車重量分配的一種方法，該方法包括以下步驟(1)在機車車身上裝載運行中通常需用的燃料，水和其它供給;(2)分別在每個承梁的四個普通的承梁架負荷點上測出機車車身連同一對轉向架承梁但是不帶轉向架總成的其它部件的實際重量;(3)把測出的8個實際重量分別與兩承梁的8個單獨的負荷點上的理想重量相比較以求出需要修正的可能存在的誤差;(4)使用實際重量和理想重量之間的誤差從予定的對應關系圖表中選擇把誤差減少到規(guī)定的限度以內所需要的墊片的位置和尺寸;(5)把選定的墊片裝在該承梁指定的負荷點上;(6)重復上述步驟(2)和(3);(7)重復上述步驟(4)，(5)和(6)直到每個負荷點上的重量誤差減少到上述規(guī)定的限度內;(8)把所有加入的墊片固定在相應的承梁上;以及(9)把機車車身放置在一對可互換的轉向架總成上。
7.按照權利要求
6所述的方法，其特征在于每個承梁的兩個前負荷點上的理想重量之和與同一承梁的兩個后負荷點上的理想負荷之和基本相同。
8.按照權利要求
7所述的方法，其特征在于每個承梁的任一前負荷點和同一承梁的相應的后負荷點之間的理想重量差小于一個予定量。
9.按照權利要求
7所述的，用于具有三軸轉向架總成的機車的方法，該方法增加了以下步驟在每個轉向架總成的各軸簧的簧座上放置墊片以便使轉向架總成的重量加上當把機車車身放在一對可互換的轉向架總成時加在轉向架總成上的重量在三條軸之間獲得基本均等的重量分配。
10.按照權利要求
6所述的方法，其特征在于該對應關系圖表是根據一系列實驗數(shù)據制備的。該對應關系圖表表明對于各轉向架總成的承梁的各承梁架負荷點，機車軸負荷隨每個負荷點上墊片厚度的增加而變化的情況。
專利摘要
調整機車重量分配的方法包括向車身裝燃料和水等供給；對車身(帶一對轉向架承梁但不帶轉向架其它部件)稱重以測出各承梁負荷點上的重量；把稱出重量與各負荷點理想重量比較以求出誤差；用該誤差從預測的對應關系圖表中選擇墊片的位置和尺寸；把選定墊片加到指定負荷點；重復上述稱重和比較步驟；重復上述選、放墊片步驟和重復步驟直到各負荷點的重量誤差降到規(guī)定限度；把放入的墊片固定于承梁；把車身放在一對可互換轉向架上。
文檔編號B61C15/00GK87107353SQ87107353
公開日1988年8月31日 申請日期1987年12月10日
發(fā)明者丹尼爾·勞倫斯·庫爾蒂斯, 威廉姆·喬治·斯克里普茨克, 蘇姆帕斯里·約瑟夫·索馬斯 申請人:通用電氣公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan