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两篇车辆,敞车,转向架,创新论文!

西南交通大学本科毕业设计(论文)70T通用敞车总体结构设计年级:200X级学号:200XXX姓名:专业:铁道车辆指导老师:XXX200X年6月院系机械工程系专业铁道车辆年级200X姓名XXX题目70T通用敞车总体结构设计指导教师评语指导教师(签章)评阅人评语评阅人(签章)成绩答辩委员会主任(签章)年月毕业设计(论文)任务书毕业设计(论文)任务书班级0X铁道车辆学生姓名学号发题日期:200X年3月2日完成日期:200X年6月17日题目70T通用敞车总体结构设计1、本论文的目的、意义我国铁路客货混行的运输方式决定了货物列车的运输密度已很难提高,因此,提高货运能力的唯一途径就是增加铁路货车的载重量。增大轴重、减轻自重是提高货车载重的有效途径,也是我国铁路和世界铁路货车的发展方向。根据我国铁路线路和桥梁的现状,发展载重70T、轴重23T的新型通用货车,不仅能提高铁路的货运能力,而且还能较好地适应既有铁路线桥的实际状态。为了尽快提高铁路货运能力,缓解铁路货运的紧张局面,2004年,铁道部下发了70T级新型通用敞车设计任务书。根据科技研究开发计划和任务书的要求,各铁路车辆(集团)有限责任公司纷纷开始研制开发C70型敞车。本设计正是基于这一实际需要而提出。2、学生应完成的任务(1)查阅与论文研究相关的中外文献并翻译不少于10000字符的外文资料。(2)收集国内外相关研究、设计资料,整理、分析研究、设计现状,提出研究目标。(3)结合研究、设计目的,分析我国铁路敞车中存在的不足,并从实际出发研究设计符合我国铁路运营需求的大吨位通用敞车,并完成其总体结构设计。(4)完成设计选题报告。(5)撰写不少于15000字的设计说明书。3、论文各部分内容及时间分配:(共11.5周)第一部分撰写开题报告;(1周)第二部分资料收集整理、设计构思、拟订设计提纲;(2周)第三部分完成毕业设计初稿并对初稿进行修改;(4.5周)第四部分完成毕业设计说明书的编写和外文翻译;(2周)第五部分毕业设计说明书审核定稿及装订(含图纸打印)。(1周)评阅及答辩(1周)备注指导教师:200X年4月9日审批人:200X年4月9日摘要敞车是一种具有端、侧壁而无车顶的车辆,主要供运送矿石、矿建物资、木材、钢材等大宗货物用,也可用来运送重量不大的机械设备。敞车约有35万辆,占我国货车总量的60%。我国货车总的来说,载重小,运行速度低是我国货车运营能力差的主要原因。所以,要提高我国货车的运营能力,研究设计高速重载货物列车非常重要。本设计基于以上状况,根据车辆设计参考手册的基本理论和敞车车体结构基本参数计算校核原则,对70T通用敞车进行总体结构设计,研究了敞车的性能,改善了敞车现有状况。对敞车的主要结构车体、转向架、车钩缓冲装置、制动装置的主要性能参数和尺寸进行设计计算。本设计主要内容是底架梁的设计,底架是车体的基础、是主要的受力部件。因此底架结构的设计非常关键,通过仔细分析底架受力情况设计中梁、大小横梁、枕梁、端梁和侧梁的尺寸、选材和在底架的布置。最后得出中梁和侧梁的挠度和跨度控制是提高车辆的性能的关键。侧墙、端墙是在底架的设计基础上进行设计的,结合实际受力,侧墙和端墙为板柱式结构,组焊而成,侧墙由上侧梁、侧柱、侧板、连铁、斜撑、侧柱补强板及侧柱内补强座等组焊而成,端墙由上端梁、角柱、横带及端板等组焊而成。同时,分别设计出各构件的参数,使其应力强度达到标准。本设计选用17号车钩,MT-2型缓冲器,转K6型转向架。本设计依据设计手册,利用ANSYS软件,通过车体底架建模和受力分析,进行强度校核,计算结果表明,设计的车体符合标准要求,有一定的适用价值。关键词:敞车;车体结构;技术参数;挠度;强度ABSTRACTGONDOLACARISUSEDWITHTRANSPORTINGLARGEGOODS:MINERAL,FABRICMATERIAL,LUMBER,STEELPRODUCTANDSOON,ANDTRANSPORTINGMACHINERYWHICHWEIGHTISSMALL.CHINAHOLDSABOUT350000GONDOLACARSWHICHIS60%INFREIGHTCAR.AFTER6TIMESACCELERATIONONPASSENGERTRAIN,THETECHENOLOGICALLEVELOFTHESPEED-INCREASINGHASCONSTANTLY,BUTFREIGHTCARISLOWERCOMPEREDTOPASSENGERTRAINFREIGHCAR.WITHTHECOMBINATIONOFTHENEEDOFRAILWAYTRANSPORTDEVELOPMENT,THEDEVELOPMENTTRENDOFTHEHIGH-SPEEDFREIGHTCARANDTHESUGGESTIONSFORNEWDESIGNOFTHEHIGH-SPEEDFREIGHTCARISPUTFORWARD.SOIMPROVINGFREIGHCARISVERYCRITICAL.WITHTHEEVER-INCREASINGDEVELOPMENTOFOURCOUNTRYSECONOMY,THEDEMANDSFORHIGH-SPEEDFREIGHTCARINRAILWAYTRANSPORTWILLINCREASERAPIDLY.FACEDWITHTHEDEMANDSFORHIGH-SPEEDFREIGHTCAR,ITISNECESSARYTOFURTHERDEVELOPSPEED-INCREASINGWAGONS.THISTHESISWASWRITEDINACCORDANCEWITHREFERENCEBOOKOFEQUIPMENTESIGNINGANDPRINCINPLESOFTECHNICALPARAMETERWHICHTEACHESTHESTRUCTUREOFGONDOLACARS.GENERALSTRUCTUREOFC70AREKEYSTONETOTHETHESIS.ALLOFCONTENTSAREFINISHEDBYME.BOGIEPARTSANDCOMPONENTSINCLUDINGGENERALSTRUCTUREOFC70CONTAINSDESIGNINGOFSTRUCTURE,TECHNICALPARAMETER,TESTRESULTANDVIEWOFGONDOLACARS.BASEOFVEHICLEISTHEMOSTIMPORTANTINALL,BECAUSEITISBASISOFOTHERPARTSOFDESIGNSINTHEOTALDESIGN.SODESIGNINGTHESTRUCTUREOFBASEISCRITICAL.THEDIFFERENCESBETWEENBEAMANDBASEOFVEHICLEAREANALYZEDANDCOMPARED.ACCORDANCINGTOANALYSIS,RESEARCHMIDDLEBEAM,PILLOWBEAM,LATERALBEAM,BREADTHWISEBEAMINCLUDINGSIZE,INTENSITY,RIGIDITYMATERIALANDDISPOSE.THERESULTSOFCALCULATIONSHOWTHATTHEDESIGNOFMIDDLEBEAMANDLATERALBEAMARECRITICAL.THECONTENTSOFFURTHERIMPROVEMENTANDPERFECTIONOFMIDDLEBEAMANDLATERALBEAMAREANALYZED,ASETOFREASONABLEDESIGNMETHODANDDATAPROCESSMETHODISSUMMARIZED,ANDTHERELEVANTDATAISMAINLYANALYZED,SOASTOPLAYANINSTRUCTIVEROLEINDEVELOPMENTOFFREIGHTCAR.INTHETHESIS,17DOWNUBE,MT-2AMORTIZE,K6BOGIEARESLECTED.THETHESISWASACCORDINGTOREFERENCEBOOKOFEQUIPMENTDESIGNINGANDPRINCINPLESODTECHNICALPARAMETERWHICHTEACHESTHESTRUCTUREOFGONDOLACARS.ANSYSSOFTWAREWASUSEDTOCOLLATINGTHESTRUCTUREANDTHESTRENTH.THERESULTSOFCALCULATIONSHOWTHATTHEDESIGNOFMIDDLEBEAMANDLATERALBEAMAREREASONABLEANDCANMEETTHEREQUIREMENTSOFRELEVANTSTANDARDS.KEYWORDS:GONDOLACAR;STRUCTURE;SCRATCH;TECHNICALPARAMETER;STRENTH目录第1章绪论11.1课题的背景11.2国内外货车发展运用现状21.2.1国外货车21.2.2国内货车发展现状简述21.3论文研究的主要内容及基本思路41.4小结4第2章敞车现状及其评述52.1我国敞车发展简述52.1.1敞车作用52.1.2敞车分类52.1.3敞车发展状况52.2国外敞车现状72.3小结7第3章70T通用敞车总体结构设计概述83.170T通用敞车主要特点和结构83.1.1主要用途83.1.2主要特点83.1.3主要结构83.270T通用敞车主要性能参数和主要尺寸103.2.1主要性能参数103.2.2主要尺寸113.3小结11第4章70T通用敞车总体结构设计124.1底架124.1.1底架结构124.1.2底架结构设计134.1.3底架组装164.2侧墙184.2.1侧墙结构184.2.2侧墙结构设计184.2.3侧墙工艺224.3端墙244.3.1端墙结构244.3.2端墙结构设计244.4车门结构设计274.5车钩缓冲装置选型304.5.1车钩选型304.5.2缓冲器选型344.6制动装置结构设计424.7转向架的选择434.7.1转K6的用途434.7.2转K6的特点434.8车体组装474.8.1上部大组装464.8.2上部电焊464.8.3上部铆钉464.8.4钢结构落成交检464.9小结46第5章静强度分析与试验简介475.1垂直载荷作用下的底架静强度分析485.1.1具有纵横向对称轴的底架475.1.2计算载荷475.2静强度试验535.3冲击试验545.4动力学试验545.5小结54第6章70T通用敞车使用与维护556.1车辆寿命及检修周期556.2装卸要求556.3牵引作业556.4解冻作业556.5侧开门使用要求556.6下侧门使用要求556.7专用拉钉的要求556.8小结56结论与展望57致谢60参考文献61第1章绪论1.1课题的背景铁路是我国主要运输方式,在国民经济中起着非常重要的作用。铁路的客货运量占我国总运量约50%,是国民经济发展的先导。近年来,在改革开放政策的指导下,我国国民经济发展十分迅速,要求铁路运输能力与国民经济发展相适应。由于忽视了铁路的投入,铁路运能的增加不能适应国民经济的发展,这成为制约国民经济发展的瓶颈。这个问题引起全国上下的关注,认识到铁路提前发展的重要性。现在中央决定加大基本设施建设力度,国家已对铁路有较大的投入以改变铁路落后状态。解决铁路车辆运能的根本措施是开行高速旅客列车、重载货物列车、增加新线改造既有线路,增加先进铁路设施。铁路运输是一个系统工程,要提高铁路运能,必须加强铁路中的每一个环节。每一个环节健全了,才能全面提高铁路的运输能力。5铁路车辆是铁路运输中直接载运旅客和货物的工具,是铁路中的一个主要环节。完成铁路运输任务要求有足够数量、品种齐全、质量优异的车辆。铁路的运输任务包括运送旅客和货物两大类。运送旅客和运送货物对车辆的要求是不同的。运送旅客的客车要求运行平稳、乘坐舒适、安全、方便,满足旅客在旅行生活中的各种要求。因此客车上要配备运行平稳的走行装置,车厢内应有舒适的坐席和卧铺,明亮开阔的窗户,性能良好的通风装置、照明装置、加温、降温设施,解决饮水、膳食的设施,卫生设施以及行李设施。车厢内还应有便于旅客上下车和适当活动场所,根据不同要求还要装置广播、电视、通讯设备和安全检测装置。运送货物的车辆则应根据货物不同而有不同的结构。例如有些货物怕日晒雨淋,需要车辆有防雨防晒结构,有些货物需要保温或低温,有些货物是液体,有些是气体,有些是散粒或粉末,有时还要运输活家禽、活水产,铁路应有相应的结构满足这种运输要求。铁路还承担特大特重的货物运输,也应准备某些特种车辆来满足这类货物的运输。有些车要求通用性强,在结构上要考虑运送各种货物的可能性;有些车辆考虑卸货方便,设有自动卸货机构;有的车辆用翻车机卸货,车辆结构要适应翻车机的要求。由于运输的要求的不同,所以旅客车辆有硬坐、软坐、硬卧、软卧、餐车、行李车、邮政车、发电车、公务车等;货车有平车、敞车、棚车、罐车、自翻车、漏斗车、保温车、家禽车等,品种、类型繁多。由于铁路车辆是编组成列运行,车辆与车辆之间有车钩缓冲装置便于列车编组、分解和调移,另外每辆车上均有各自的制动停车装置,而制动缓解的操纵是在列车端部的机车上。因此车辆上的制动装置应能使整列车辆互相配合,动作一致。随着社会的进步,运输对车辆的要求越来越高,车辆上的各种装备也越来越多,因此车辆的自重有越来越大。在同样列车重量下所运的旅客和货物就越少,从而增加运输成本和制造成本。因此在车辆设计和制造时应采用新材料、新工艺、新结构来降低自重。1.2国内外货车发展运用现状1.2.1国外货车综观世界各国的铁路运输情况,世界各国货车发展的趋势主要是:不断调整货车车种的构成,以适应本国待运货物的种类;加大载重量,改进车辆结构,减少制造和维修费用以提高铁路货运的经济性。1.2.1.1根据承运货物的种类和性质研制新型货车在研制新型货车时,各国注意到要最大限度地适应本国所运输货物的种类和性质,在最低的基建投资和运用费用下,尽量保证货物的完整性。因此,世界各国所研制的车种不尽相同。比如法国的通用货车数量较少,而向专业化货车发展。法国研制了很多种专用货车,如:用于运输托盘货物的全侧门棚车;用于运输冶金产品、钢板卷和纸卷等重质货物的活顶车;专运钢板卷的钢板卷运输车;专供运输标准尺寸钢管和铸铁管的钢管运输车;装运集装箱的集装箱平车以及运输小轿车用的专用车等。德国的专用货车也比较多,仅各型漏斗车就有3万多辆。美国的有盖漏斗车近年来需求量也增大,1995年所占生产货车的30%。美国近年来货车车种数量就近1万种。日本1992年货车总数为30000辆,其中私有罐车占39%,石油罐车的运输吨位占货车运输吨位的32%,石油列车的运输收入在日本国铁货物运输中占主要地位。为了解决小汽车运输上的问题,日本国铁开发了小汽车运输架的运输系统。除上述的各国的货车情况,各国还研制了双层集装箱运输车,关节式集装箱运输车等。目前美国、加拿大、墨西哥、日本、西欧和印度等国均开发了很多先进的车辆设备并研制了公路铁路两用车以提高运营能力。1.2.1.2提高车辆的每延米载重量,开行重载列车,以提高铁路的运输能力提高货物列车重量,开行重载列车是提高铁路运能的一项重要措施。而重载运输因其运量大、效率高、运输成本低而受到世界各国的广泛重视,发展也很迅速。重载列车主要有单元式(以北美为代表)、整列式和组合式(以前苏联为代表)三种,列车重量在5000T以上。一些国家的单元式列车重量超过万吨。美国开行的一种多单元运煤货车组,由5辆敞车通过铰接式转向架成为一体,车体间有一个铰接转向架连接,只在每年车组的两段设立独立转向架和端墙,敞车车体之间取消端墙以充分利用端部空间,这样可以使相同载重的列车长短缩短30%,在与普通列车相同的情况下,铰接式多单元列车可提高载重30%。加拿大在上世纪80年代末、90年代初开行的第2代单元列车,其基本单元是由无间隙牵引杆将10辆车连接成一个车辆组,以减小车辆间的纵向冲动。车辆组与车辆组之间用传统的车钩缓冲器相连,每3组车编挂于1台可控制的机车之后,形成一个单元列车,还可以根据需要编成多单元列车。南非为开展重载运输,除制造并采用载重量大的新型车辆外,也使用主机无线电遥控操纵同步补机法开行多机牵引的重载单元列车,在上世纪80年代中期,其重载列车长度已达2.3KM,列车载重量为10880T。重载运输因列车重量大大高于普通货物列车,因此对机车车辆及轨道结构等均提出更高的要求。货车大型化、增大每辆车的载重能力、提高货车轴重是目前重载货车发展的方向。美国铁路采用的新造货车车轴重都在30T以上,铝合金敞车、高边车等大型专用货车车轴重高达35.4T的车辆。研究先进的车辆结构形式,应用高强度耐腐蚀钢和铝合金,减轻车辆自重等均是增加车辆载重量的途径。81.2.2国内货车发展现状简述自20世纪80年代改革开放以来,我国铁路货车呈现出了快速发展的良好势头。现在,我国拥有各型货车约62万辆,其中,国铁货车53万辆。货车轴重由建国初期的11T普遍发展到21T,新型货车目前正在向23T、25T轴重发展。载重由30T发展到50T、60T,进而发展到70T,大秦线运煤专用敞车载重已经达到了80T。货车商业运营速度也从70年代的70KM/H80KM/H提高到现在的100KM/H120KM/H。货车制动系统由K2、GK型三通阀,空重车手动调整,高磷闸瓦发展到性能优良的120型控制阀、自动空重车调整装置和高摩合成闸瓦。车钩也由强度较低的普通铸钢制造的2号、13号车钩发展到由C级钢、E级钢制造的高强度13A型小间隙车钩以及E级钢材料的联锁型高强度16号转动车钩、17号固定车钩。缓冲器由小容量弹簧摩擦式的1号、2号,橡胶摩擦式的MX1型发展成大容量的弹簧摩擦式的MT2型,并正在研制性能优良、容量更大的缓冲器。转向架普遍采用21T轴重、商业运营速度为120KM/H的转K2型转向架或转K4型转向架,研制成功了25T轴重的转K5型转向架和低动力型转K6型转架。时速160KM的高速货车转向架已经完成线路试验,目前正在加紧研制21T、25T轴重的新型径向转向架。同时,铁道部决定在3年5年内,将现有货车装用的转8A型转向架全部换装为转K2型转向架,为今后几年普遍开行120KM/H货物车创造条件。1.3论文研究的主要内容及基本思路1.3.1设计的主要内容1.3.1.1对70T通用敞车进行总体设计,研究敞车的性能改善敞车现有状况,以达到提高铁路货车的运营能力。1.3.1.2对敞车的主要结构车体、转向架、车钩缓冲装置、制动装置的主要性能参数和尺寸进行设计计算。1.3.2设计思路提出问题分析问题解决问题得出结论发展前景展望1.4小结本章主要说明本设计的背景、铁路货车发展现状及基本思路。综观世界各国货车发展情况,我国的货车还有待很大的提高。第2章70T通用敞车现状及评述2.1我国敞车发展简述2.1.1敞车作用敞车是一种具有端、侧壁而无车顶的车辆,主要供运送矿石、矿建物资、木材、钢材等大宗货物用,也可用来运送重量不大的机械设备。2.1.2分类按卸货方式不同可分为两类:一类是适用于人工或机械装卸作业的通用敞车;另一类是只适用于大型工矿企业、战场、码头之间成列固定编组运输、用翻车机卸货的专用敞车。2.1.3敞车发展状况敞车约有35万辆,占我国货车总量的60%。20世纪50年代,我国研制了底架承载结构的钢架木墙的C50系列敞车,载重50T,底架长度13M。60年代研制了侧壁承载结构的C62型、C65型敞车,载重达到了60T,由于C62型、C65型敞车整体强度和刚度不足,运用初期就发生了端墙外胀、枕梁裂纹、端墙板、侧墙板腐蚀、大面积破损等问题,不得不进行加强改造。70年代初研制了钢架木墙的C62M型敞车。80年代初,在C62M型敞车的基础上研制了全钢结构的C62A型敞车,该车采用普碳钢制造,运用后基本适应了运输发展要求,但存在着中立门锁闭不可靠。80年代末研制了C64型敞车,与C62A型车相比,该车端墙、上侧梁、上端梁、车内连铁等均有明显改进,基本解决了我国敞车长期以来存在的惯性质量问题,是我国目前运用中技术状态最好的主型敞车。随着我国铁路货车轴重由21T向23T25T发展,目前推出了C70型敞车(图2-1)1。1981年,大秦运煤专线投入运营,我国研制了C61型运煤专用敞车。1987年,又开发了21T轴重的C63型敞车(在C63A型车的基础上增加了4个小侧门),与C61型敞车相比,车辆定距加大到7167M,侧墙刚度有所弱化,除枕柱为双侧柱外,其余部位为单侧柱。采用了性能更好的控制型转向架,并在国内首次采用了16号转动车钩和17号固定车钩,适应了秦皇岛3、4期翻车机不摘钩连续卸煤的要求,减少了卸煤时间,提高了运输效率。在2002年以前,该车是大秦线的主型车,C63型、C63A型敞车基本经受住了大秦线恶劣运用条件的考验。为进一步提高大秦线的运输力,1998年生产了200辆单浴盆式C76系列敞车。该车采用25T轴重转向架,每延米重达到了8133T。按所用转向架的不同,分为C76A型、C76B型和C76C型,其中100辆C76A型敞车采用25T轴重低动力式中交叉转向架(株辆厂方案),80辆C76B型敞车采用25T轴重低动力式下交叉转向架,20辆C76C型敞车采用25T轴重低动力式中交叉转向架(齐厂方案)。2002年投入使用,2003年针对该批车在运用中出现的转向架摩擦副异常磨耗、浴盆端部检查作业空间小等问题,分别对这批车进行了改造。2003年年底,统图后研制生产了200辆双浴盆式C76型敞车。现在大秦线共有400辆C76系列敞车在运用中。2003年,我国又开发了25T轴重、载重80T的C80型铝合金运煤专用敞车。该车是我国货车用材方面的一个突破,标志着我国已经掌握了货车采用铝合金板、型材的制造技术。计划用C80型敞车替换现有的21T轴重C63型和C63A型敞车,以提高大秦线的运煤能力。图2-1C70型敞车2.2国外敞车现状美国敞车已经成功地扩充了它的制造和质量的分配,为全球货车联系进行了传统设计。我们的工程学和制造业职员密切地与我们的国际合伙人合作确保我们的国际产品运行在遇到的铁路基础建设各个不同部分如所期望的超过在世界各处。负责质量制造的职员已经使美国敞车成为用来拖煤的铝制铁路货车的最大北美制造业者.美国货车现在利用在铝制机车建造中的设计知识,提高的制造设备和利用无法相比的经验扩大它的产品线并提供利益给客户。JAIX型敞车提供宽范围的货车类型,其满足北美装货者煤矿,谷粒和饲料,以及采矿,农业,森林和化学产品的需要。制造时紧密地以按照设计来制造以确定通过设计,分析,模型设计,测试,使生产快速,完善和正确。结构是高精度,强度大的,可靠的2。2.3小结本章主要介绍我国敞车从C50的发展到现在新型的C80发展情况,以及国外主要是美国敞车的现状。我国现有的几种通用敞车应该从提高车体的强度、可靠性方面改进以达到提高载重和速度的目的。第3章70T通用敞车总体结构设计3.170T通用敞车主要特点和结构3.1.1主要用途该车是供中国准轨铁路使用,主要用于装运煤炭、矿石、建材、机械设备、钢材及木材等货物的通用铁路车辆,除能满足人工装卸外,还能适应翻车机等机械化卸车作业,并能适应解冻库的要求。3.1.2主要特点1.采用屈服极限为450MPA的高强度钢和新型中梁,载重大、自重轻;优化了底架结构,提高了纵向承载能力,适应万吨重载列车的运输要求。2.车体内长13M,满足较长货物的运输要求;对底架结构进行了优化,车辆中部集载能力达到39吨,较C64型敞车提高了70%,可运输的集载货物范围更广。3.采用新型中立门结构,提高了车门的可靠性,可解决现有C64型敞车最大的惯性质量问题。4.采用E级钢17型高强度车钩和大容量缓冲器,提高了车钩缓冲装置的使用可靠性。5.采用转K6型或转K5型转向架,确保车辆运营速度达120KM/H,满足提速要求;改善了车辆运行品质,降低了轮轨间作用力,减轻了轮轨磨耗。6.侧柱采用新型双曲面冷弯型钢,提高了强度和刚度,更适应翻车机作业。7.满足现有敞车的互换性要求,主要零部件与现有敞车通用互换,方便维护和检修。73.1.3主要结构该车主要由车体、转向架、车钩缓冲装置及制动装置等组成。3.1.3.1车体该车车体为全钢焊接结构,由底架、侧墙、端墙、车门等部件组成。车体主要材料采用屈服强度为450MPA的耐大气腐蚀钢,其化学成分及机械性能见表3-1、表3-2。表3-1化学成分化学成分牌号CSIMNPSCUNICRQ450NQR10.120.751.500.0250.0080.200.550.120.650.301.25表3-2机械性能牌号屈服强度REL(MPA)抗拉强度RM(MPA)延伸率A()40冲击功AKV(J)Q450NQR14505502060(1)底架底架由中梁、侧梁、枕梁、大横梁、端梁、纵向梁、小横梁及钢地板组焊而成(见图1-3、1-4)。中梁采用310乙字型钢组焊而成,允许采用冷弯中梁,侧梁为240808的槽形冷弯型钢;枕梁、横梁为钢板组焊结构,底架上铺6MM厚的耐候钢地板;采用锻造上心盘(直径为358MM)及材质为C级铸钢的前、后从板座,前、后从板座与中梁间、脚蹬与侧梁间均采用专用拉铆钉连接。(2)侧墙侧墙为板柱式结构,由上侧梁、侧柱、侧板、连铁、斜撑、侧柱补强板及侧柱内补强座等组焊而成(见图1-5、1-6)。上侧梁采用1401005的冷弯矩形钢管,侧柱采用8MM厚冷弯双曲面帽型钢。侧柱与侧梁采用专用拉铆钉连接。(3)端墙端墙由上端梁、角柱、横带及端板等组焊而成(见图1-7、1-8)。上端梁、角柱采用1601005的冷弯矩形钢管,横带采用断面高度为150的帽型冷弯型钢。(4)侧开门及下侧门在车体两侧的侧墙上各安装一对侧开式侧开门及6扇上翻式下侧门。侧开门采用新型锁闭装置,门边处组焊槽型冷弯型钢,增强了刚度并将通长式上锁杆封闭其中,防止变形与磕碰。下门锁采用偏心压紧机构,当车门关闭后,通长式上锁杆可防止下门锁蹿出,操作简单,安全可靠。下侧门结构与C64型敞车相同3.1.1.2车钩缓冲装置采用符合运装货车2004215号文件要求的E级钢17型联锁式车钩或新型车钩、符合运装货车200578号文件要求的17型锻造钩尾框、合金钢钩尾销、MT-2型缓冲器,采用符合运装货车2004371号文件要求的含油尼龙钩尾框托板磨耗板。3.1.1.3制动装置采用制动主管压力满足500KPA和600KPA的制动装置,主要由120型控制阀、直径为254MM的整体旋压密封式制动缸、ST2-250型双向闸瓦间隙自动调整器、KZW-A型空重车自动调整装置等组成,采用球芯折角塞门、组合式集尘器、编织制动软管总成、法兰接头、不锈钢管系等。手制动装置采用NSW型手制动机。3.1.1.4转向架采用转K6或转K5型转向架。详见转向架部分。3.270T通用敞车主要性能参数和主要尺寸70T通用敞车是供中国准轨铁路使用,因此敞车的内长为适应运输线材类必须大于11M,所以车体内长定为13M。车辆通过曲线时,其端部偏向曲线外侧而中部偏向曲线内侧,为使这两个偏移量尽量相等,则车体外长L与两转向架中心距S之比最好等于2。在GB146.1-83准轨铁道限界中规定了两种计算方法,其中一种计算车辆是L=13.22M,S=9.35M,车体端部及中部在计算曲线上的静偏移量约为36.4MM。此次设计的敞车车体,由于所装钩缓装置是标准件,从全车比例看,车体底架的牵引梁部分偏长,L=13976MM,S=9210MM,139761.5179210LS,1.7172。那么侧墙的总体长度尺寸(既两端墙之间的部分)拟定为13330MM。63.2.1主要性能参数7,8载重70T自重23.6T轴重23T21容积77M3比容1.1M3/T自重系数0.33每延米重6.69T/M商业运营速度120KM/H通过最小曲线半径145M全车制动倍率11.2全车制动率(常用制动位)空车19.4%重车17.4%限界:符合GB146.1-1983标准轨距铁路机车车辆限界的规定3.2.2主要尺寸7,8车辆长度13976MM车辆定距9210MM车辆最大宽度3242MM车辆最大高度3143MM车体内长13000MM车体内宽上侧板处2892MM连铁处2792MM车体内高2050MM地板面距轨面高(空车)1083MM车钩中心线高(空车)880MM门孔尺寸(宽高)侧开门孔1620MM1900MM下侧门孔1250MM951MM固定轴距转K6型1830MM转K5型1800MM车轮直径840MM第4章70T通用敞车主要结构设计4.1底架底架是车体的基础、是主要的受力部件(尤其是底架承载结构)。因此底架结构的设计首先应考虑侧壁是否参与承载,然后根据已经决定的车体长度和宽度,合理布置底架中各主要梁件的位置并确定其截面尺寸。(如图4-1、4-2)4.1.1底架结构底架由1根中梁、2根侧梁、2根枕梁、4根大横梁、2根端梁、4根纵向梁、12根小横梁及钢地板组焊而成(见图4-1、4-2)。中梁采用310乙字型钢组焊而成,允许采用冷弯中梁,侧梁为240808的槽形冷弯型钢;枕梁、横梁为钢板组焊结构,底架上铺6MM厚的耐候钢地板;采用锻造上心盘(直径为358MM)及材质为C级铸钢的前、后从板座,前、后从板座与中梁间、脚蹬与侧梁间均采用专用拉铆钉连接。4图4-1底架三维示图1端梁;2枕梁;3小横梁;4大横梁;5中梁;6侧梁;7纵向梁;8地板图4-2底架二维示意图4.1.2底架构件设计4.1.2.1中梁中梁是底架的主要承载部件,承受大部分的垂直载荷和90%左右的纵向力。本设计采用底架承载式结构,中梁承受着更大部分的垂直载荷,最大应力出现在中梁中央截面,因此中梁需采用较大的截面并常做成鱼腹形。中梁采用310乙字型钢(31018612512)组焊而成,允许采用冷弯中梁。中梁长度取13010MM。中梁在横梁处,中梁两型钢之间应加焊隔板,以增加中梁与横梁的整体性,减少中梁型钢的局部变形。在中梁上,应尽量避免由于制动配件的安装或穿孔而开孔。如有孔,孔边一定要光滑,以免产生应力集中。如因开孔而使中梁截面削弱过大时,应在孔边加焊补强板。6从强度观点看,在垂直载荷作用下,底架中梁可以近似地看做是一根承受均布载荷的梁,在底架长度L一定的情况下,车辆定距L愈长,则中部弯矩愈大。中梁设计尺寸见表4-1。表4-1中梁设计尺寸中梁长度13010MM中梁材质310乙字型钢(31018612512)中梁组对形式组焊4.1.2.2枕梁枕梁为钢板组焊结构,作用在车体地板面上的垂直载荷,一部分由中梁直接经心盘传至转向架,其余部分需经侧梁传至枕梁端部,再由枕梁经心盘传至转向架,侧壁承载式结构的枕梁所传递的垂直载荷比底架承载结构更多些。另外,纵向力的一部分也要由牵引梁经枕梁传至侧梁;由侧梁传来的垂直载荷还要引起枕梁的扭转变形。所以枕梁不仅在垂直平面内要求具有足够的抵抗弯曲载荷的强度和刚度,而且在水平平面内也应有一定的抗弯性能。因此,本设计的枕梁是双腹板加上、下盖板组成的封闭箱梁,并且沿底架宽度是变截面的,即中部大两侧小。为避免雨水浸入,枕梁的封闭面必须沿全长封死。枕梁的下盖板与转向架上平面的距离,此距离空车时不得小于75MM,以保证重载运行中,转向架弹簧全压缩而枕梁下降、以及因有关零件的磨耗,枕梁下盖板与侧架顶部不会相碰。枕梁与中梁连接的节点受力复杂,在运用中相当一部分敞车在中、枕梁节点处都曾发生裂纹,表现为首先是枕梁腹板与中梁的连接焊缝开裂,然后枕梁上盖板,然后枕梁出现裂纹。因此,设计时应该考虑这些问题。枕梁尺寸见表4-2表4-2枕梁尺寸上盖板尺寸(厚高)8450腹板尺寸(二块)(厚高)8140290腹板内侧距为260下盖板尺寸(厚高)124005004.1.2.3大、小横梁横梁为钢板组焊结构,大横梁在底架中主要起着传递垂直载荷的作用。侧壁承载及整体承载车体,作用在中梁上的垂直载荷,一部分要经过大横梁传至侧壁,然后由枕梁传到转向架上。强度计算及试验表明,大横梁很少承受纵向力。因此大横梁均设计成单腹板I字钢型截面的变截面梁。大横梁(主横梁)的位置应与侧壁立柱的位置响应,以增强侧壁立柱下部节点的固接强度。这样,就可以减少侧壁立柱的外涨变形;防止因侧梁与大横梁、侧壁立柱连接点的偏心而产生的局部应力;消除在散粒货物侧压力作用下底架侧梁所承受的扭矩。大横梁尺寸见表4-3在两根大横梁之间设置2根小横梁,以保证地板具有足够的支承力,减少其自由面积。小横梁为12号槽钢。6表4-3大横梁尺寸上翼板尺寸(厚宽)7400腹板尺寸(二块)(厚高)6233295二块下翼板尺寸(厚宽)84004.1.2.4端梁端梁受力不大,主要起连接中、侧梁和安装冲击座作用,一般用厚度为6MM左右的钢板成L型或组焊成F型的变截面梁。6端梁尺寸见表4-4表4-4端梁尺寸截面形状厚度为6MM左右的钢板成F型上翼板尺寸(厚宽)8200腹板尺寸(厚高)7337407下翼板尺寸(厚宽)7704.1.2.5侧梁侧壁承载式结构的侧梁因与侧壁连接成一个整体,故其截面要较底架承载式小得多。本设计采用240808的槽形冷弯型钢,既便于侧壁与底架组装又便于安装绳栓及侧门附件等零件。4.1.2.6纵向梁在中梁与侧梁之间,每侧有2根纵向辅助梁,以增加沿底架横向的地板条的支承点。纵向梁为12号槽钢。4.1.2.7地板敞车地板有木地板和钢地板两种。目前我国运用中的载重50T级以下的敞车都为木地板,其优点是重量轻,防滑性能好(指货物在运输中位置不易移动);但是缺点也不少,例如容易磨损及折断、换修量大,由于木地板条之间存在缝隙,灰尘及雨水易漏入底架各梁上,以致加剧钢梁的腐蚀;另外,使用机械化设备装卸散粒货物时,电铲、抓斗也很容易损伤木地板;加之我国木材资源短缺,因此无论从运用(要求地板平整、光滑)、检修部门(希望地板坚固耐用,换修率小)或者制造厂的角度看,所以本设计,采用钢地板,选用6MM厚的钢板与底架各梁焊接,从而克服了木地板的种种缺陷,节约了木材,并使底架的整体强度得到一定的加强。但是,钢地板防滑性能差,从而加剧了货物对端、侧壁的冲击力,另外,钢地板本身易腐蚀、难修理;自重也较木地板重0.61倍。关于地板面距轨面的高度。对于侧壁中央设有对开侧门的敞车便于叉车和手推车装卸成包货物,因此要求地板面距轨面的高度尽量与货物站台高度一致。我国货物站台距轨面的高度为1100MM,所以这次设计的地板面距轨面的高度为1093MM,基本上与货物站台距轨面的高度一致。同时要求枕梁中央截面的高度以及相应的中梁高度与此相适应。6地板的材质及尺寸见表4-4表4-4地板的材质及尺寸地板厚度6MM地板材质钢板地板面距轨面的高度1093MM底架构件设计尺寸见表4-54.1.3底架组装底架组装工艺流程:中梁组对中梁电焊中梁铆接、矫正、交检底架组对花架翻焊底架铆接、矫正、交检。中梁是底架的主要承载部件,他承受大部分的垂直载荷和90%左右的纵向力。底架组装是全焊接组成,所以焊接工艺在底架组装中非常重要,焊接的质量就决定了底架的质量。所以敞车中梁设计时,除了要正确选用型钢外,还要注意底架组装时的注意事项。4.1.3.1中梁组对中梁接头:焊缝外观质量(使用平焊,焊缝一定要平直)焊缝内部质量接头位置符合TB/T1580-95焊接完成后必须经过探伤合格避开禁区中梁前后从板的距离:03625MM,位移度1两心盘中心距:92153MM中梁内距:3503MM牵引梁内距(两磨耗板间):12330MM表4-5底架构件设计尺寸中梁长度13010MM中梁材质310乙字型钢(31018612512)中梁中梁组对形式组焊上盖板尺寸(厚高)8450枕梁下盖板尺寸(厚高)12400500腹板尺寸(二块)(厚高)8140290腹板内侧距为260上翼板尺寸(厚宽)7400腹板尺寸(二块)(厚高)6233295二块大横梁下翼板尺寸(厚宽)8400截面形状厚度为6MM左右的钢板成F型上翼板尺寸(厚宽)8200腹板尺寸(厚高)7337407端梁下翼板尺寸(厚宽)770地板厚度6MM地板材质钢板地板地板面距轨面的高度1093MM纵向梁中梁与侧梁之间12号槽钢小横梁大横梁之间12号槽钢侧梁采用240808的槽形冷弯型钢,4.1.3.2中梁电焊3中梁电焊是底架组装中的重要工艺,主要注意以下工艺:隔板组成,补强板与中梁焊缝符合TB/T1580-95TB/T1582-95规定枕梁下盖板(中梁)与八字补强板焊缝中梁内外纵向焊缝中梁铆钉、矫正交检、心盘铆钉符合TB/T2911-98从板座拉铆钉符合运装货车2005387号中梁旁弯每米3MM,全长8MM上心盘铆接后无裂纹牵引梁甩头5MM牵引梁下垂512MM中梁预挠度1822MM心盘与水平铁马横向焊缝0.5MM4.1.3.3底架组对底架全长:1301010MM底架宽(端梁处)29002MM其余处5MM底架对角线之差8MM侧梁旁弯每米3MM,全长8MM,枕间6MM底架枕、横梁处2MM铁地板与各梁间隙2MM心盘横向偏移量3MM上心盘中心至端梁外侧距离19002MM各附件焊缝符合TB/T1580-95TB/T1582-95规定中、侧梁上平面高低差(同一断面内)5MM4.1.3.4花架翻焊枕梁腹板两侧与中梁立焊缝焊角8符合TB/T1580-95规定及附件焊缝。4.1.3.5底架翻焊上旁承中心与上心盘中心距离7602MM上旁承下平面与上心盘下平面高度762MM4.2侧墙4.2.1侧墙的结构侧墙为板柱式结构,由上侧梁、侧柱、侧板、连铁、斜撑、侧柱补强板及侧柱内补强座等组焊而成(见图4-3、4-4)。上侧梁采用1401005的冷弯矩形钢管,侧柱采用8MM厚冷弯双曲面帽型钢。侧柱与侧梁采用专用拉铆钉连接。94.2.2侧墙的结构设计铁路货车车辆用钢材应逐步提高S、B值,其中中等强度级别可提高到S420MPA,高强度级别可提高到S880MPA,车体用钢要重点解决高强度、高耐蚀性、冷加工性和焊接性等问题。本次设计敞车将主要采用屈服强度为450MPA级耐候钢,牌号为Q450NQR1。Q450NQR1高强度耐候钢是新研制的新型耐候钢材,特点是低磷、强度高及低温冲击韧性高。44.2.2.1上侧梁上侧梁在侧墙顶部并贯通整个侧墙,注意到装卸作业对敞车侧壁结构型式的要求。为了上翻车机械卸散粒货物,要求侧壁的上侧梁具有足够的强度和刚度,扶手及车门附件等侧壁附属零件的高度不得超过上侧梁,宽度不得超出立柱之外,以免被翻车机的卡板压坏。上侧梁在上翻车机械卸货时受力较大,倘若上侧梁变形过大,就会影响整个侧壁的承载能力,故应适当加强,尤其在侧壁的中央门孔处,上侧梁更需要加强。上侧梁采用1401005MMMMMM的冷弯矩形钢管,采用这样强大的上侧梁是为了适应使用翻车机卸货的要求。从而使上侧梁的强度和刚度大大加强。上侧梁在中央侧门孔的部分焊有厚8MM的钢板压制成的槽形门檐,厚12MM的门孔补墙板和厚8MM的三角形门孔补墙筋板加强,在上侧梁的外侧焊接吊起下侧门的钩链。74.2.2.2侧立柱全车共12根侧柱(包括侧门柱),每根侧柱高度为2162MM,侧柱采用8MM厚冷弯双曲面帽形钢,侧柱应尽量与底架枕梁,大横梁处在同一车体横断面内,以提高车体结构的整体承载能力。侧柱根部用6个直径为20MM的铆钉铆在侧梁腹板上,为提高侧墙与底架的连接强度,在柱下半部焊接有厚10MM的补强板,其内焊接有铸钢内补强座。立柱在散粒货物的侧压力作用下(尤其在高速运行时,垂直和侧向震剧烈的情况下)以及在上翻车机卸货物时,会出现严重的外涨和内倾变形,以至影响车辆的正常运行,故在设计侧墙时,不但要使侧立柱本身具有足够的强度和刚度,还要注意它与底架侧梁及侧柱连铁的固接强度,侧立柱采用8MM厚冷弯双曲面帽形钢能使侧力柱在受力后保持其截面形状的稳定性。4.2.2.3侧柱连铁侧柱中央靠内焊接用120535.5MM的槽钢制成的侧柱连铁,槽口向车内,全车共4根,侧柱连铁的腹板上焊接下侧门折页座。侧壁结构的设计,为便于制造和检修,两根侧力柱之间的距离力求一致,以便侧门能够通用,两侧墙各侧柱对立面间距离均相等。4.2.2.4侧板、端斜撑各立柱和侧柱连铁之间焊接5MM的上侧板,侧壁的上部焊接的上侧板是压图4-3侧墙三维示意图1上侧梁;2侧柱;3侧柱内补强座;4侧板;5斜撑;6连铁;7侧柱补强板图4-4侧墙二维示意图型钢板,保证侧壁的承载能力。上侧板全车共12块,侧板上部与上侧梁内缘焊接。每块上侧板的外表面上焊接有八字形的由75506MM制成的两根斜撑,以增强侧板的刚度,同时对上侧梁也起到支撑的作用。4.2.2.5侧开门侧墙中央设一扇对开侧门,以适应叉车装卸作业,侧开门为双合式车门,分左、右侧。右侧门由门板、折页、扶手及上、下门锁组成。门板由厚5MM的钢板压制成型,中部向内凹入,四周压制成凹筋以代替门框,侧开门的两侧各焊接有折页一副。上门锁由开闭杆、杠杆及上锁销组成。各零件间用圆销连结,可相对转动。当关闭侧门时,先关闭左侧门,再关闭右侧门。为了防止车体震动时上锁销下滑而侧开门自动开启,开闭杆下端带有弯钩,可轻便地卡入固定座中,锁铁靠自重转到铅垂位置挡住开闭杆弯钩部分,使其不能上升和滑出,起到闭锁作用。下门锁由手柄及下锁销组成,同样用圆销连结。侧门关好后防下手柄,下锁销沿着锁销座下滑,插入底架侧梁上的锁销插中,而把侧门关住。此时下门锁铁也靠自重落至最低位置,而挡住下锁销自动升起,达到闭锁作用。侧门关闭时,必须把上,下门锁一起锁住,才能保证侧门严密。开启侧门时,只要先转动锁铁,采用与上述相反方向的推或拉即可开启。4.2.2.6下侧门为便于人工装卸散粒和小件货物,设有六扇上翻式下侧门。下侧门由门板和折页组成。门板由厚6MM的钢板压成中间凹入及四周带凹筋的压形板。折页由扁钢制成,其端部卷有圆环,焊接与门板上,借助圆销与侧柱连铁上的折页连结,折页下部伸出板外,关门时插入底架侧梁上的下侧门搭扣座内。折页中部焊接有挂环,下侧门开启后,借助上侧梁上的勾梁吊挂起来。7侧墙各构件材质截面及其尺寸见表4-6:上侧梁由1401005MMMMMM冷弯矩形钢管制成;全车12根侧柱均采用2201409()MM厚冷弯双曲面帽形钢;侧柱中央靠内焊接的侧柱连铁用120535.5()MM的槽钢制成,槽口向车内,各立柱和侧柱连铁之间焊接有5MM的上侧板,由钢板(Q450NQR1)压制成型;八字形斜撑由18号槽钢制成的,以增强侧板的刚度,同时对上侧梁也起到支撑的作用;门板由厚5MM的高强度耐侯钢板(Q450NQR1)压成中间凹入及四周带凹筋的压形板。折页由扁钢制成,其端部卷有圆环,焊接与门板上。表4-6侧墙各构件材质及其截面尺寸构件材质各材质截面尺寸上侧梁冷弯矩形钢侧柱双曲面帽形钢斜撑18槽钢侧柱连铁12槽钢车门侧门钢板519061625下侧门钢板612509544.2.3侧墙工艺为了保证有效地将侧壁承受的载荷传递给底架,侧墙与底架的连接是非常关键的。在设计上通过侧柱加强板和内加强座将侧柱焊接在底架地板上,另外侧柱与侧梁还采用6个20MM的铆钉连接,使侧壁承载结构得到了保证,防止了在使用过程中侧柱与侧梁连接焊缝
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风の动车组

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硬卧车
 楼主| 发表于 2013-6-14 17:01 | 只看该作者
lzh4165 发表于 2013-6-14 14:16
cd  rtb5t

乱发者,格杀无论
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中年奥特曼

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硬座车
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发表于 2013-6-18 22:36 | 只看该作者
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6号车厢
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自信520

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zxjsls

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千里客

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新浪微博达人勋

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