机车轴重转移问题分析方法的误区及其对策
8轴机车轴重转移计算分析
系 弹簧 支撑 。轮 对 单 个 驱 动 ，采 用 轮 对 空 心 轴式 驱
动方 式 ，牵 引电机 对 置 架 悬 在 构 架 上 。车 体通 过 二 系 高挠 圆 弹簧坐 在构 架上 。采 用 长颈 中心销 牵 引装置 。
线 与转 向架 构架 纵 向轴 线 相 互 垂 直 。邻 接 轮 对 均 衡 梁 连接可 使机 车通过 曲线 区段 时所 产 生 的横 向力 进 行 重 新 分配 ，并 在 曲线 通 过 的 过程 中不 会 因为 带 有 悬 挂装 置 构架 的转 向而形 成 阻 力 ，这 样 明显 地 减 少 了折算 到 轮 对上 的质 量 ｕ ２。其 次 ，采 用 均衡 梁 还 可 以使 轮对 Ｉ］ 之 间 的垂 向 载 荷 得 以均 衡 分 配 ，减 小 了轴 重 转 移 值 。 带有 均 衡 梁 式 的 ８轴 机 车 具 有 较 高 的 稳 定 性 。在
车 ，由全俄 铁 道科学 院 和科 罗 明试 验 车 间对 ＯＩ０ Ｉ ０进 ２ 行全 面试验 表 明 ，ＯＩ０ 车 走 行 部 动 力 学 性 能 又 进 Ｉ ０机 ２
一
步改 善 ｊ 。最早 俄 罗斯 具 有 中间 构 架 的 Ｔ Ｍ７ ８轴 Ｏ
机 车 由于轴重 转 移较 大 ，为 了提 高黏 着 利 用 率 而 采 用
引高度 、轴距和一 、二系 刚度及二 系圆簧纵 向布置对黏着利用 率的影响 。研究结果表 明：牵引高度对 黏着利用 率的影响很大 ，如何降低牵 引高度是 ８ 轴机 车提高 黏着利用率 的重要任务 。转 向架 中心距与轴距对黏着 利用率
的影响很小 ，轴距的确定 主要应考 虑机 车的动力学性能 。二系 圆簧 的纵 向布置对黏着利用率有 重要 的影 响 ，并
达到 了较高 的水 平 。Ｔ Ｉ ０型 内燃 机 车 走 行 部 采 用 独 ＯＩ ８ 特的均衡 梁 设计 ，每 台 转 向架 的 ４个 轮 对 ，成 对 地 用 带球 面轴箱 轴承 的均衡 梁相 连 。 由于均 衡 梁 的运 动 学 连接 ，两轮 对形 成 了四杆 弹性 机 构 ，它保 证 了轮 对 轴
机车车辆称重台轮重重复称量数据偏差原因分析与探讨
机车车辆称重台轮重重复称量数据偏差原因分析与探讨山东金钟科技集团股份有限公司杨纪富[摘要]机车车辆称重台产品主要用于新制造、使用中、修理后的机车、城轨、地铁车辆的轮重、轴重、转向架重及整车重量的检测，并依据检测结果形成指导机车、车辆轮重偏差的调整方案，但设备在实际使用过程中，所得轮重数据总是会出现各种偏差，本文就轮重偏差的原因进行分析，并给出相应的解决方案。
[关键词]机车车辆；静态称重；轮重；偏差[中图分类号]U296.21[文献标识码]B[文章编号]1003-5729(2019)12-0023-03Analysis and Discussion on the Cause of Deviation of Rolling Stock Weighing TableWheel Weight Repeated Weighing DataArticle abstract:Locomotive vehicle weighing products mainly used for the manufacture,use and repair of locomotives,urban rail, the subway vehicle wheel load,axle load,heavy truck and vehicle weight detection,and based on the test results form guidance of locomotive and vehicle wheel load deviation adjustment scheme,but the equipment in the actual use process,the wheel load data will always appear all sorts of bias,in this paper,the reason of wheel load deviation is analyzed,and corresponding solutions are given. Key words:rolling stock;static weighing;wheel load;deviation1引言随着我国高速铁路行业的迅猛发展，城市轨道交通行业也呈现出一片繁荣景象，2018年全年中国大陆地区共完成轨道交通建设投资5470.2亿元，同比增长14.9%，在建线路总长6374公里，可研批复投资额累计42688.5亿元。
考虑齿轮传动系统的重载电力机车轴重转移研究
考虑齿轮传动系统的重载电力机车轴重转移研究王自超; 陈再刚; 翟婉明; 张杰; 王开云【期刊名称】《《铁道学报》》【年(卷),期】2019(041)010【总页数】6页(P24-29)【关键词】齿轮传动; 重载; 电力机车; 轴重转移【作者】王自超; 陈再刚; 翟婉明; 张杰; 王开云【作者单位】西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都 610031; 中国铁路设计集团有限公司天津 300308【正文语种】中文【中图分类】U260.11黏着利用率对重载电力机车的动力学性能有直接的影响。
机车牵引做功时，其动力输出从电机传至轮对，依靠轮对与轨道间的静摩擦产生牵引力驱动机车运动，在力的传递过程中，转向架各车轴的轴重分配(施加在车轴上的载荷)相对于静态轴重，会发生瞬时变化，有的增大，有的减小，这种现象叫做轴重转移。
轴重转移会对重载机车黏着利用率造成较大影响。
我国DF系列等早期型号的内燃机车，在某些特殊工况下，机车轴重转移达到了20%以上，这对机车的牵引效率造成了严重影响。
机车轴重转移产生的根本原因是由于动力传递过程中牵引电机、齿轮啮合等产生的力与力矩作用，而且轴重转移的大小与转向架的结构形式和电机的布置方式有关[1]。
20世纪中期，国内外学者纷纷展开了机车轴重转移的理论研究。
例如，瑞士Borgeau等[2]基于数学分析法研究了机车轴重转移特性，并提出了相应的轴重转移补偿技术。
孙翔[3]分析了衡量机车轴重转移特性的相关指标，获得了轴重转移计算公式。
陈大瀛等[4]在分析了DF(东风)型内燃机车的轴重转移情况后，提出了机车轴重转移的近似解和精确解两种方法。
易理明等[5]计算了SS3(韶山)型电力机车的轴重转移结果，通过改进并简化常用的理论分析方法，重新对机车动力学参数和牵引力变化情况下，机车轴重转移的直接表达式进行了推导。
龚积球等[6]综合分析了各种理论计算方法求得的机车轴重转移结果，在此基础上提出了轴重转移极限值。
机车重量_轴重和轮重的计算探讨_王位
机车轴重和轮重的计算依据是空间平行力系（ 见图１）
的平衡方程：
∑Ｚ ＝ ０； ∑Ｍｘ＝ ０； ∑Ｍｙ＝ ０ 式中： ∑Ｚ 表示力的方向与 ｚ 轴
平行的空间平行力在 ｚ 轴的代
数和； ∑Ｍｘ 表示力的方向与 ｚ 轴 平行的空间平行力对 ｘ 轴的矩
的代数和； ∑Ｍｙ 表示力的方向与 ｚ 轴平行的空间平行力对 ｙ 轴的 矩的代数和。
ｌｙ
＝
Ｍｃｙ＋
∑Ｍｂｙ
#
Ｍ ##
$ ｌｚ
＝
Ｍｃｚ＋
∑Ｍｂｚ
式中： Ｍｌｘ， Ｍｌｙ， Ｍｌｚ 表示机车在参考坐标系 ｘ， ｙ， ｚ 轴上的重
力矩； ∑Ｍｂｘ， ∑Ｍｂｙ， ∑Ｍｂｚ 表示转向架在参考坐标系 ｘ， ｙ， ｚ
轴 上 的 重 力 矩 。 对 于 转 向 架 对 称 布 置 的 机 车 ， ∑Ｍｂｘ 和
Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｌｏｃｏｍｏｔｉｖｅ； ｗｅｉｇｈｔ； ａｘｌｅ ｌｏａｄ； ｗｈｅｅｌ ｌｏａｄ； ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ； ｖａｌｕａｔｉｏｎ ｃｒｉｔｅｒｉｏｎｓ
地铁车辆轴重转移分析
108科技资讯 SC I EN C E & TE C HN O LO G Y I NF O R MA T IO N工 业 技 术在对地铁车辆轴重转移分析的过程中,需要对地铁转向架的组成及其作用了解,并且对地铁车辆的运行供电方式进行研究,才能够对地铁车辆轴重转移研究的具体和细致,下面进行具体的探讨。
1 地铁转向架的组成及其作用1.1地铁转向架的组成地铁在我国很多城市用以投入使用,为人们的生活、工作带来更方便的交通,而且交通速度之快为人们节省更多的路途时间。
地铁转向架是地铁的重要组成部分,转向架主要由集中结构组成:构架(如图1中序号1所示)、系悬挂装置(2)、二系悬挂装置(3)、牵引装置(4)、基础制动装置(5)、齿轮减速箱(6)、联轴节(7)、牵引电动机(8)等。
1.2地铁转向架的作用转向架对车辆行驶中不平顺的线路有着缓和对车辆冲击的作用,为车辆运行提供更好的安全性以及平稳性;利用车辆下面的轮轨之间的黏贴作用,对车辆牵引力和制动力起到传递的作用;将车体与轮轨之间的载荷进行传递,实现将车辆轴重的载荷平均分配,主要起到支撑车体的作用[1]。
总体来说,是实现车辆轴重转移的效果,对车辆在直线上有着较好的稳定性以及在曲线有着较好的通过能力,对车辆运行的安全、稳定有着重大的作用。
2 地铁车辆运行供电方式以及牵引电动机的作用力2.1地铁车辆运行的供电方式牵引电动机是地铁车辆的主要组成结构,也是牵动地铁车辆运行的主要部件,通过通电工作来带动地铁车辆的运行,在地铁车辆运行中的供电方式主要分为两种[2]。
三轨供电方式,顾名思义是采用第三条轨道对车辆进行供电,正常地铁车辆运行只需两条轨道线路的支撑,而第三条轨道线路可以应用在两辆轨道线路之外或之间的位置,通过车辆的受电靴来传输电能实现为车辆供电的作用;触网供电方式,有很多城市的公交车采用的是受电弓受电的方式来实现为车辆供电,地铁触网供电方式也类似地铁车辆轴重转移分析陈仁才(深圳地铁运营总部 广东深圳 518000)摘 要:伴随着我国社会经济的不断发展,也相应的促进了我国地铁行业的发展,本文主要针对于地铁车辆轴重转移进行了具体的分析和研究,希望通过本文的探讨,能够为相关方面的研究提供理论性的参考。
影响东风7C／7G机车轴重转移的几个因素分析
影响东风7C／7G机车轴重转移的几个因素分析文章通过正交试验对影响东风7C/7G机车轴重转移的因素：一系弹簧刚度、二系旁承刚度和牵引点高度等进行了分析。
得出影响机车轴重转移的重要程度依次为：牵引点高度，二系旁承刚度和一系旁承刚度。
通过多组试验得出最佳的牵引高度为：325mm，此时得到机车黏着重量利用率为0.949。
标签：东风7C/7G机车；正交试验；轴重转移；牵引点高度前言轴重转移又称轴重再分配，它将严重影响机车黏着重量的利用，限制机车牵引力的发挥。
此外，还影响到机车转向架及驱动机构的强度。
轴重的转移，在某些情况下可以达到轴重的20%或更高。
因此，对影响机车轴重的因素的分析，对如何降低轴重转移，提高轴重利用率就有着格外重要的意义[1]。
1 影响轴重转移的因素考虑影响轴重转移的结构参数有：一系及二系的悬挂方式（包括有无均衡梁、旁承的弹性或刚性、旁承的数目等）、牵引销高度、转向架轴距、两个转向架中心销间距离、牵引电动机的布置方式（顺置式还是其他布置方式），还有最大牵引力、车钩高度、轴数等。
在以上这些结构参数中，有些是总体设计所要求的，几乎没有选择余地，如轴数、最大牵引力、车钩高度、中心销间距、轴距等。
而可以合理选取的主要有牵引销高度、电动机布置方式、旁承形式及个数等几项[1]。
2 对7C/7G机车轴重转移计算分析由上文介绍可知，影响轴重转移的很多因素是总体设计时已经确定而无法改变，我们只针对设计时可更改的几个影响轴重转移的主要因素进行分析。
这里，我们选取了一系弹簧刚度、二系旁承刚度和牵引高度三个因素进行正交试验分析。
2.1 机车轴重转移计算分析机车轴重转移时，设f1-f6依次为从Ⅰ端导轴起各轴轴箱弹簧的伸长量，δ1-δ4依次为从Ⅰ端起各位旁承弹簧的压缩量，α1、α2、β分别为Ⅰ端转向架、Ⅱ端转向架和车体的转角，顺时针方向为正。
机车结构及受力分析如图1所示：图1 机车结构及受力分析图由图1可得如下变形协调条件：各轴一系弹簧的减载量各轴二系弹簧的减载量各轴减载量为：（4）式中，正值为减载，负值为增载。
机车轴重调整的研究
机车轴重调整的研究姜明昊【摘要】建立了四轴、六轴机车力学及加垫模型,研究了加垫量求解的方法,提出了广义逆矩阵的求解方法,并结合机车轴重调整的实际问题进行分析计算,有效地完成了轴重调整工作,为加垫量求解的深入研究奠定了基础.【期刊名称】《装备制造技术》【年(卷),期】2016(000)008【总页数】4页(P178-181)【关键词】机车;轴重调整;加垫;广义逆矩阵【作者】姜明昊【作者单位】中车北京二七机车有限公司,北京100072【正文语种】中文【中图分类】U260.2机车轴重、轮重及允差是机车的重要参数，直接影响着整车的粘着性能。
虽然在设计时进行了机车轴重预分配，但由于零部件实际重量与设计重量存在偏差，工艺辅料预估不准确，零部件加工误差及安装调整等原因，使得轴重、轮重分配超差。
机车的轴重、轮重偏差过大，在机车牵引时导致机车粘着利用率降低，易发生空转；在机车制动时影响制动效果，易造成轮轨擦伤。
为了保证机车粘着重量与运行安全，满足轴重均衡性要求，需要进行机车轴重调整。
机车轴重调整方法一般为：先通过加均重铁的方式调整前、后转向架的轴重，然后通过一系、二系加垫的方法进行轴重及轮重调节。
前者是使用刚体力学理论进行计算均重铁的重量及力臂，本文主要针对后者进行研究。
陆冠东提出了轴重调整的理论方法［1，2］，为后来的轴重调整工作提供了基础；张正楠将其推广为左右轮重分析理论［3］。
在实际加垫调整方法上，张正楠使用线性规划的方法解决加垫优化问题；韩为民等使用MATLAB自带极小化极大值函数解决加垫问题［4］。
目前的调整方案存在调整不直观，不能充分考虑轴重、轮重偏差，造成多加垫情况，且计算结果往往存在偏差较大的问题。
本文研究了更为直观简便的加垫调整方法。
本文广泛针对四轴机车、六轴机车进行轴重调整，综合考虑左右轮重进行分析。
1.1 假设与基本几何参数为便于机车力学模型的简化，对机车做如下假设：（1）转向架和车体为刚体，且各部位相同部件的支承面处于同一平面；（2）一系、二系悬挂的各组弹簧的垂向刚度分别相等；（3）不考虑沿机车纵轴线力矩与载荷的变化、位移与转角；基本几何参数含义如下：k1为系刚度（kN/mm）；k2为二系刚度（kN/mm）；L为转向架定距之半（mm）；L1为转向架轴距（六轴），转向架轴距之半（四轴）（mm）；L2为旁承距转向架中心距离（mm）；L3为旁承距转向架中心距离（mm）；L4为系弹簧横向距离之半（mm）；L5为二系旁承横向距离之半（mm）。
东风5型内燃机车轴重分配不均问题的解决
东风5型内燃机车轴重分配不均问题的解决下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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中 图 分 类 号 ：Ｕ ２ ６ ０ 文 献标 识 码 ：Ｂ 文章 编 号 ： １ ６ ７ ３ — ８ ０ ９ ８ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ３ — ０ ４ １ ８ － ０ ４
“ 精确法 ” ，但 其 中 不精 确处 理 至 少 有 两 处 ：一 是
计 算 简洁性 的要求 ，文 献ｕ 。 唷 很 多工作 要 做 。
表 １ 文献 Ｉ 对同一力学符号表述不统一举例
符号 符 符 意 义 号 １ 号 ２ 对 同种符 号多种表述举 例
Ｄ Ｆ ４ 型机 车旁承布置不对 称 （ ｔ ￣ ＝ ９ ８ ０ ｍ ｍ，＆ ＝ ８ ２ ０ ａｍ） ｒ ， Ｄ Ｆ 型 机 车 旁 承 布 置 也 不 对 称 （ ｔ ｌ ＝ ｌ Ｏ Ｏ Ｏ ｍｍ， ｔ ２ ＝ ８ ０ ０ ｍｍ） ，而 文 献 中却 取 ｔ ￣ ＝ ＆ ＝ ｔ ＝ ９ Ｏ Ｏ ｍ ｍ；二 是 当
文 献 在 Ｄ Ｆ型 内燃 机 车 轴 重 转 移 计 算 中 ，假 设 均衡 梁 能 均衡 一 系 簧 变形 ，但 由 于 均衡 梁 各 销
文献” 将机 车轴重转移划归到机 车动力学部
间摩擦力大 ，均衡梁 的作用并不灵敏 ，故计算结
收 稿 日期 ：２ ０ １ ４ — ０ １ — ２ ０ Nhomakorabea１ 概 述
分 ，这是值得商榷 的。众所周知 ，动力学是研究
作 用 于 物体 上 的力 与运 动 变 化 之 间 的关 系 ；静 力 学 是 研 究 物 体 平 衡 时作 用 力 之 间 的关 系 。 。而 研 究 轴 重转 移 问题 的假 设 中应 包 括 ：机 车 在 平 直 轨 道 上 匀 速 运 行 等 等 。 文 献 中虽 未 指 明 假 设 条
有 可 无 的程 度 等 一 系 列 问题 的 出现 ，严 重 地 阻 碍
力 的平 移 定 理 是 推 导 平 面一 般 力 系力 平 衡 方 程 的 理论 依 据 。因此 ，当使 用 力平 衡 方 程 时 ，实 际 已间接 地 在使 用 力 的平 移定 理 。文献 在使 用 力
的平 移 定 理 时 ，虽 然 由 于力 学 方 法 正 确 ，没 有 出
理 论 叫，其 难度 决 定 了这 部 分 内容 在 国 内外 都 处
件 ，但多次引用力 平衡方程 ，即承认机车及其部
件 处 于 力 平衡 状 态 ，因 而机 车及 其 部 件 没 有 加 速
度 。这 就有 力 说 明 ，文 献 ｎ 正 是 使 用 了静 力 学 方
法 ，且 从 头 至尾 未 考 虑 过加 速 度 、从 未动 用 过 动 力 学 方 法 。 据 此 ，篇 名 “ 机 车 动 力 学 ” 应 改 为 “ 机 车力 学 ”为妥 。
由于大学 的电力机车或机车 电传动专业不开 设 《 机车总体及走行部》课程 ，而文献 中 “ 机 车动 力 学 ”部 分 适 用 于各 种 转 向架 式 机 车 或 动 车 组 ，故该新 版教材 的正确程 度对于机 车车辆 的 教学 、设 计和制造 方面均影 响极大 。“ 机车动力 学”中的轴 重转移 内容不仅包含 了机 车机械部有 关专 业 理论 ，而 且 广泛 涉及 到数 学 、力学 等 基 础
了技 术 进 步 。本 文 仅 对 文献 ｎ 】 中轴 重 转 移 问题 的 推 理 过 程 提 出粗 浅 看 法 和 不 成 熟 建 议 ，供 同行 参
考和讨论 ，或许能对教材建设起一点抛砖引玉 的
推 动作 用 。
２ 轴 重转 移 问题在 力学 中的 归类
４ 对轴重转移计算的一般要求 ４ ． １ 计算 的准确性
错， 但兜一圈又回原地 ；文献 三次使用力的平移 定理 ，使 问题复杂化 ，且未能说 明任何 问题 。在
力 学 分 析 中没 有 必 要 使 用 力 的平 移 定 理 ，直 接 使 用 力 平 衡 方 程 最 简 便 ，这 样 既 缩 短 教 材 篇 幅 ，又
避 免将 学生 引入 推理歧 途 。
４ １ ８ ：交通建设与管理
一
通
ｓ
果 与实 际有距 离 。现代机车 已不再采用 均衡 梁结
构 ，这 里 无 必 要 讨 论 其 精 确 计 算 。这 一 结 论 太 武 断 ，理 所 当然 要求 精 确计算 。 文献 【 １ 在Ｄ Ｆ 型 内燃 机 车 轴 重 转 移 计 算 中用 了
鱿 …
通
机车轴重 转移 问题分析方法 的误 区及 其对策
朱 济龙 ，夏 灿 培
（ １ ． 武汉铁路司机学校 ，湖北 武汉 ４ ３ ０ ０ ６ ４ ；２ ． 上海 交通 职业技术学 院 ，上海 ２ ０ ０ ４ ３ １ ）
摘 要 ：在对教 材 中机车轴 重转移计算方 法逐 项提 出质疑 的同时 ，建议 建立完整的 力学计 算模 型 、选择合 适的研
３ 力 的平行 移动 定理 的应 用
于不 断探索和发展之中。在 ２ ０ 世纪七八十年代 的 有关 中文期刊 中，有不少文章讨 论过机车轴重 转 移问题 ，虽然每一篇文章不一定 都完全准确 ，但
也有 少 数 文章 的水 准 较 高 ，提 出 了不 少有 益 的 建 议 ，使 一 些 疑 难 问 题 逐 一 得 到 解 决 。可惜 这 些 建议 均 未 被新 版 教 材 所 采 纳 ；而 它在 机 车振 动 学 部 分所 作 的较 多 修 改 ，现 已被证 明是 失 败 的 。归 根 结 底 是 文 献ｕ 没 有 充 分应 用 数 学 或 力 学 的方 法 去 推 理 机 车 力 学 问 题 ，从 而 导 致 局 部 性 概 念 模 糊 、推 理 过 程 烦 琐 、近 似 计 算 误 差 大 、结 论 不 完 整 、关 键 性 问题 难 以切 人 、电算 法 使 用 率 低 到 可