C80B型不锈钢运煤敞车
C80B型不锈钢运煤专用敞车钢结构制造工艺分析
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C80B型不锈钢运煤专用敞车钢结构制造工艺分析李宁宁;张莉【摘要】阐述了C80B型不锈钢运煤专用敞车钢结构的特点及制造工艺,分析了该型车制造工艺过程和工艺实现的重点、难点,并针对制造工艺难点提出相应的解决措施.【期刊名称】《科技创新与生产力》【年(卷),期】2019(000)002【总页数】2页(P50-51)【关键词】C80B型敞车;车体钢结构;焊接变形【作者】李宁宁;张莉【作者单位】中车太原机车车辆有限公司, 山西太原 030027;中车太原机车车辆有限公司, 山西太原 030027【正文语种】中文【中图分类】U272.21 C80B型不锈钢运煤专用敞车主要结构该车车体为全钢焊接结构,主要由底架、侧墙、端墙、撑杆和车门等组成。
车体与货物接触部位的主要型材、板材均采用T4003 不锈钢。
该车采用B 级钢整体式铸钢上心盘和C 级钢冲击座,枕梁为双腹板箱形变截面结构,大横梁为单腹板工字形组焊梁,其他位置的小横梁及纵向梁为压型槽钢,地板为5 mm 厚不锈钢板并设有排水孔。
为增强两侧墙之间的连接刚度,防止侧墙外涨,车内设有3 组水平撑杆,撑杆与撑杆座采用铰接结构连接,每个侧墙中部设置了两个下侧门。
2 不锈钢运煤专用敞车关键部件制造工艺1)中梁制造工艺。
采用中梁生产线对中梁进行组装时,中梁切头、心盘及冲击座处的塞焊孔采用火焰数控切割装置进行切制,以中梁中心为基准组装整体式上心盘、隔板、冲击座等配件,在中梁翻转胎上对上述配件进行焊接,冲击座与整体上心盘在焊接前需对焊接部位进行200~300 ℃的预热,焊后需采用震动方式消除焊缝处的焊接应力,焊后24 h 对冲击座、上心盘与中梁的连接焊缝进行磁粉探伤,并调修上心盘和冲击座处的中梁翼边,以保证中梁翼边的平面度符合要求。
同时采用摇臂钻床钻制托梁孔并在中梁调修装置上对中梁的挠度、牵引梁垂翘、心盘平面度等进行调修,在交检胎上对中梁进行检测。
2)底架制造工艺。
采用 C80B 专用底架组装胎和底架附属件组装胎对底架及附属件进行定位组装,以保证底架的整体组装质量。
C80B型敞车侧柱连接垫板焊缝裂纹解决方案
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上述 工 艺方案 应 用在 C。型不 锈 钢 敞车 的 生产 。 初期 , 车体 组装后 , 位 于侧 板与 侧柱 连 接垫板 对 但 在 接焊 缝靠 近侧 柱拐 角处 的焊 缝 发现 了裂 纹 。裂 纹位
于对 接焊 缝拐 角处 上 方 的焊 趾 处 , 着 焊 缝 从 内 向 沿
在 这种组 装 应力 与 焊 接 残 余 应 力 叠加 作 用下 , 近 靠
摘 要 : 述 了 c o 型 敞 车侧 柱 连 接 垫 板 焊 缝 裂 纹 产 生 的 原 因 , 简 B 并提 出 了解 决 措 施 。
关键词 : 焊接 裂 纹 ; 型 敞 车 ; 柱 连 接 垫 板 Co B 侧 中图分类号 :222 U 7 . 文 献 标 识码 : B
1 问题 的提 出
而会 严 重 降低焊 接 接头 的 冲击韧 性 。
交验 时 , 现在 侧柱 连 接 垫 板 与 侧 板 间 的对 接 焊 缝 发 及 侧柱 与侧 柱 连接 垫板 之 间角焊 缝 的拐 角处 存在 焊
接 裂纹 现象 。
2 原 工 艺 方 案
图 1 原钢结构设 计 图 , 柱连接采 用侧 柱根 部 为 侧
2 2 钩尾 框后 弯角 处 裂纹 的形 成原 因 .
常 放 置 不 到 位 ,且 内弯 角 处 又 有 分 型 面 ,造 成 披 缝、 毛刺 的产 生 ,阻碍 了铸 件 的正 常 收缩 , 易 形成 故
层 约为 4m 的角焊缝 , m 然后 在 侧板 与侧 柱 连接 垫板
间 , 接喇叭 口焊 缝与 侧柱 连 接垫板 的 6m 角焊 缝 对 m
的第 2层进行连 续施焊 , 在拐角 处焊缝 不得 断 弧停 且
留。侧墙 组成后在 车体组装 时 , 过侧柱 连 接垫板 与 通
C80技术资料
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C80技术资料C80、C80B新技术学习资料1、车辆用途C80型铝合金运煤敞车是供大秦线2万吨重载列车运输煤炭用的专用敞车。
该车能与秦皇岛煤码头的三、四期翻车机及附属设备相匹配,实现不摘钩连续翻卸作业;并能适应环形装车、直进直出装车、解体装车作业及运行时机车动力集中牵引要求。
2、主要性能参数载重(t) 80自重(t) ≤20总重(t) 100轴重(t) 25自重系数 0.25每延米重(t/m) 8.33容积(m3) 87比容(m3/t) 1.09车辆通过最小曲线半径(m) 145商业运营速度(km/h) 100制动距离(重车、紧急,m) 电空制动≤1400空气制动≤1600 限界:符合GB146.1-1983《标准轨距铁路机车车辆限界》的要求。
3、主要尺寸单辆车长度(mm) 12000三辆车长度(采用牵引杆、mm) 36000车辆定距(mm) 8200车辆最大高度(mm) 3793车辆最大宽度(mm) 3184车体内长(mm) 10728车体内宽(mm) 2946浴盆底面距轨面高(空车、mm) 267车钩中心线高(mm) 880车轮直径(mm) 8404、车辆主要特点1.2.1 采用双浴盆结构,车体除底架外采用铝合金型材与板材的铆接结构,车体自重轻,容积大,载重达80t;同时铝合金材料耐腐蚀性强,延长了车辆检修周期及使用寿命。
1.2.2 车辆结构按2万吨列车的考核标准进行设计,底架中梁采用屈服强度为450MPa的高强度耐候钢,并对牵引梁部分进行了加强。
1.2.3 车辆外形尺寸满足秦皇岛三、四期翻车机及其附属设施的匹配要求,可以实现不摘钩连续翻卸作业。
1.2.4 制动装置采用制动主管压力能满足500Kpa和600Kpa的空气制动装置,同时预留ECP 有线电空制动系统安装位置。
1.2.5 转向架采用转K6型转向架或转K5型转向架,具有运行速度高、动力学性能稳定等特点。
5、车体1.5.1.1 车体结构该车车体为双浴盆式、铝合金铆接结构,主要由底架、浴盆、侧墙、端墙和撑杆等组成(见图1.3)。
C80B型不锈钢运煤敞车简介
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C80B 型不锈钢运煤敞车简介C80B 型不锈钢运煤敞车简介C80B 型不锈钢运煤敞车简介2011 年8 月年月郝建华一、概述为实现大秦铁路2005年运量2亿吨、2010年运量达4亿吨的目标,满足大秦线开行2 万吨重载列车的运输要求,缓解我国煤电油运的紧张局面,满足国民经济快速发展的需求。
2005年在C76型敞车、C80型敞车等车型研制成功的基础上,齐车公司研制了性能更为先进、使用可靠、成本更加低廉的C80B 型运煤车辆,以确保大秦线煤炭运输的可持续性发展。
同期,株洲车辆厂研制开发了C80A 型敞车。
C80A 型敞车与C80B 型敞车的结构基本相同,主要区别是C80B 型敞车的车体主要材料采用TCS 不锈钢材料,腐蚀性更强;C80A 型敞车的车体主要材料采用耐候钢材料。
二、主要用途C80B 型不锈钢运煤敞车、C80A 型运煤敞车是为开行2 万吨重载煤炭运输专列而开发研制的专用车辆,能与秦皇岛三、四期煤码头的拨车机、列车定位机和三车翻车机相匹配,实现不摘钩连续翻卸作业;并能适应环形装车、直进直出装车和解体装车作业。
三、主要特点1 自重轻、载重大,可适应2 万吨重载列车编组要求。
2 采用传统敞车的侧壁承载、平底地板结构,结构简单、可靠,维护检修方便。
3 C80B 型不锈钢运煤敞车与煤接触的侧、端墙及地板等主要板材件和梁件采用TCS 不锈钢材料,具有良好的耐腐蚀性能;可有效延长车辆使用寿命。
三、主要特点4 应用可靠性设计理念,对枕梁、下侧门口连接结点等大应力部位进行了细部设计,提高结构可靠性。
5 关键零部件实行了寿命管理,并加严了质量保证期,实现了取消辅修、延长厂段修周期的目标。
6 转向架加装了弹性剪切橡胶垫,实现了弹性定位;减振系统采用了摩擦性能稳定的高分子磨耗板,有效地改善了车辆运行品质,并确保了动力学性能稳定,解决了三大件转向架磨耗问题。
四、主要性能参数及尺寸1 主要性能参数载重80t 自重20t 轴重25t 容积84.8m3 比容1.06m3/t 每延米重8.33t/m 通过最小曲线半径145m 商业运营速度100km/h制动距离(重车、紧急)<1400m全车制动倍率10.5限界:符合GB146.1-83《标准轨距铁路机车车辆限界》的规定。
技能认证货车检车员高级考试(习题卷33)
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技能认证货车检车员高级考试(习题卷33)第1部分:单项选择题,共57题,每题只有一个正确答案,多选或少选均不得分。
1.[单选题]FSW型人力制动机的作用功能不包括( )。
A)制动B)阶段缓解C)全缓解D)快速缓解答案:C解析:2.[单选题]《超偏载铁路货车通知卡》是铁路货车安全防范系统超偏载报警时,由车辆调度员与( )办理处置手续的单据。
A)司机B)车站值班员C)检车员D)列车调度员答案:D解析:3.[单选题]( )为使讲座更富有成效,讲演者始终关注听众情绪的变化,还可以尽可能多地使用各种教学辅助设备。
A)程序化指导B)研讨性讲座C)研讨式讲座D)小组讨论。
答案:B解析:4.[单选题]安全阀是车辆( )部分的部件之一。
A)转向架B)车钩缓冲装置C)制动装置D)车体答案:C解析:5.[单选题]爆炸危险品专用车的车体中部四周涂打宽为300mm的( )色带,并在色带中部涂打危险字样。
A)黄色B)白色C)绿色D)红色答案:A解析:答案:A解析:7.[单选题]( )是对运动着的列车或车辆施加人为的阻力,以使列车降低速度或停止运动。
A)黏着力B)制动力C)牵引力D)重力答案:B解析:8.[单选题]( )利用大气压力为动力源的制动机。
A)空气制动机B)人力制动机C)电控制动机D)真空制动机答案:D解析:9.[单选题]手摸轴温检查时,秋季触摸时间不得少于( )s。
A)2B)3C)4D)5答案:B解析:10.[单选题]缓解列车制动时,充风所需时间与减压量,与( )成正比。
A)大闸位置B)给风阀C)牵引辆数D)控制阀种类答案:C解析:11.[单选题]列检作业场临时整修故障修竣后,填发( )与车站值班员办理签认手续。
A)《检修车辆竣工移交记录》B)《车辆检修记录单》C)《车辆检修回送单》D)《车辆破损技术记录》答案:A解析:12.[单选题]横梁裂损属于( )故障范围。
A)大件修13.[单选题]13A号车钩的连挂间隙是( )。
货车检车员高级考试(试卷编号1191)
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货车检车员高级考试(试卷编号1191)1.[单选题]车体底架通过心盘或( )支承在转向架上。
A)心盘销B)枕梁C)旁承D)侧架答案:C解析:2.[单选题]列车运行原则上以开往北京方向为( ),车次编为双数。
A)下行B)上行C)顺时针D)逆时针答案:B解析:3.[单选题]车轴的轮座上有深度( )的横裂纹经旋除后再组装成轮对时,在本次组装标记的扇区内增加刻打“﹢﹢”标记,带有“﹢﹢”字标记的扇区内的所有标记须永久保留。
A)大于 0.2mm 且小于 2mmB)大于 0.3mm 且小于 2.5mmC)大于 0.5mm 且小于 3mmD)大于 1mm 且小于 2mm答案:B解析:4.[单选题]车轮无旧痕裂损(规定限度内辐板孔裂纹除外)为( )。
A)3年B)4年C)5年D)1个段修期答案:D解析:5.[单选题]侧梁是车辆( )部分的部件之一。
A)转向架B)车钩缓冲装置C)制动装置6.[单选题]货车运用要求敞车车体外胀空车不大于( )。
A)60mmB)70mmC)80mmD)90mm答案:C解析:7.[单选题]货车运用限度规定:车轮踏面缺损相对轮缘外侧至缺损部位边缘之距离(从缺损部内侧边缘起测量)≥( )mm。
A)1505B)1508C)1509D)1510答案:B解析:8.[单选题]调查切轴事故还应报( )内容等情况。
A)滚动轴承标志板B)冷热别、滚动轴承标志板C)冷热别、滚动轴承型号D)冷热别、滚动轴承生产日期答案:B解析:9.[单选题]L-A 型制动梁是指采用( )工艺制动梁。
A)铸造B)合金C)轧制D)锻造答案:D解析:10.[单选题]转K5型转向架导框摇动座固定块与( )型转向架通用。
A)转8B)转8AC)转K4D)转K211.[单选题]SKF滚动轴承轴温超过( )时须扣修。
A)55°B)100°C)45°D)外温加45°答案:B解析:12.[单选题]车辆检修时用样板测量车钩钩耳孔的壁厚,超限时( )。
C80B(C80BH)型不锈钢运煤敞车的研制
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1 国内不锈钢铁路货车的研制情况
为 实现 大秦铁路 2 0 0 5年运 量达 到 2亿 t2 1 、 0 0年 运 量达 到 4亿 t 目标 , 的 满足 大秦线 开 行 2万 t 重载列 车 的运 输要求 ,0 4年铁道 部科技 司立 项开 发研 制 2 20 5 t 重 专 用 运 煤 敞 车 ( 同 编 号 2 o J l - A) 轴 合 o 4O O 。从 20 0 3年开始 , 齐哈 尔铁路 车辆 ( 团 ) 限责 任 公 司 齐 集 有
相继推 出 了 C。型 、 型 、 型 敞车 , 批量 生 产 , C。 C。 并 初 步缓解 了运量增 加 与车辆 供给不 足 的矛盾 。
行 ) 、铁 道货 车用 T 》《 CS不锈 钢板 、 钢带订 货技 术条 件
( 行) 。 暂 》
从 20 0 5年 开始 , 车 公 司分 别 向株 洲 车辆 厂 、 齐 北
方 向。
3 r 2 经 济性不 锈钢材 料在 国外 早 已实现 批量 Cl类 生产 , 且在 铁路重 载货 车上越 来越 多地得 到 了使用 , 其 焊接 、 下料 、 加工 工 艺 等方 面 成熟 、 定 。南 非铁 路 大 稳 吨位煤 车 车体 已全部 采 用 3 r 2不 锈 钢制 造 , 大 利 Cl 澳 亚 铁路 煤车 、 矿石 车 的 车体 已大量 采 用 3 r 2不 锈钢 Cl 或 与其 性能 相 当的 5 r2不 锈钢 , 国 、 C1 英 瑞典等 欧洲铁
王 胜 坤
( 国北 车 集 团 齐齐 哈 尔铁 路 车 辆 ( 团) 限 责 任公 司 技 术 中心 , 龙 江 齐 齐哈 尔 1 10 ) 中 集 有 黑 6 0 2
C80、C80A、C80B、C80C型系列运煤专用敞车和大秦线运用情况
![C80、C80A、C80B、C80C型系列运煤专用敞车和大秦线运用情况](https://img.taocdn.com/s3/m/37d5697449649b6648d747f0.png)
精品课件
按该车研制总体计划安排,为深入了解 和掌握不锈钢在国外铁路重载货车上的应用情况, 进一步提升我国铁路货车的技术水平,满足铁路重 载专用货车载重达80t升级换代新的使用要求,齐车 公司、太原钢铁集团、北京交通大学共同组团,于 2005年8月8~29日赴南非、澳大利亚、英国对不锈 钢煤车、矿石车的设计、制造、运用、检修等情况 进行了实地考察。
C80、C80A、C80B、C80C型 系列运煤专用敞车 及大秦线运用情况
中国北车集团 齐齐哈尔铁路车辆(集团)有限责任公司
精品课件
目 录
一、 国外铁路重载技术装备的发展概述 二、 国内铁路重载技术装备的现状 三、 大秦铁路2万吨重载运输用新型专用货车
开发研制的必要性 四、 C80型铝合金运煤敞车 五、 C80B型不锈钢运煤敞车
(4)南非铁路早期耐候钢煤车使用8年后需 对车体墙板进行一次截换的主要原因是:为最大限 度地降低车辆自重、增加车辆载重,南非铁路早期 的耐候钢煤车车体墙板厚度较薄(端、侧板厚均为 4mm);由于腐蚀及磨损的共同作用,导致车体墙板 过快减薄(一般为0.1mm/年),故该车通常在使用8 年时需对车体墙板进行一次全面截换。
精品课件
3 主要技术性能指标
载重(t) 自重(t) 总重(t) 轴重(t) 自重系数 每延米重(t/m) 容积(m3) 比容(m3/t)
80 ≤20
100 25 0.25 8.33 87 1.09
精品课件
车辆长度(mm)
12000
车辆定距(mm)
8200
车辆最大高度(mm)
3793
车辆最大宽度(mm)
C80、C80A、C80B、C80C型系列运煤专用敞车和大秦线运用情况复习课程
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情况
一、国外铁路重载技术装备的发展概述
目前世界铁路重载运输发展较快的国家有美国、加拿大、南非、 澳大利亚、巴西等,其主要运输对象是煤炭、矿石等大宗散粒货物。
世界铁路重载运输的最新纪录是澳大利亚于2001年6月创造的, 列车由8台AC6000机车和682辆漏斗车编组而成,该试验牵引总重为 99732t、全长7.35 km。在1996年5月,该公司曾开行由10台牵引机车 和540辆满载货车编组而成的重载列车,列车总重72191t、全长5892m、 平均运行速度为57.8km/h、最高速度为75km/h,也是当时的世界最高 纪录。
为此,铁道部提出了在大秦线开行2万 吨 重 载 列 车 , 2005 年 达 到 年 运 量 2 亿 吨 、 2010年运量达4亿吨的战略目标。按照“先 进、成熟、可靠、经济、适用”的十字方针, 借鉴美国、加拿大、南非等国家开行重载列 车的成功经验,实施以系统引进关键技术与 自主创新相结合的技术发展路线,开发研制 25t轴重新一代专用运煤敞车,提高专用运 煤货车的装备水平是实现上述目标的最有效 途径。
美国铁路货车的发展一直 以重载为主,也是世界铁路重 载运输发展较快的国家。早在 1967年,美国就开行了编组 500辆、全长6500m、总重 44066t的重载单元试验列车。
美国煤炭运输重载列车 (铝合金煤车)
现在美国典型的重载单元煤炭列车一般由120~135辆铝合金煤车 和4~5台机车组成,采用动力集中牵引方式,列车总长约1900~ 2200m、牵引吨位为15500t~17500t,也有达到2万吨的运煤专列,运 行速度一般为80~90km/h。
C63A型敞车
2. 25t轴重运煤专用车辆的发展历程
技能认证货车检车员高级考试(习题卷34)
![技能认证货车检车员高级考试(习题卷34)](https://img.taocdn.com/s3/m/c1e083b54793daef5ef7ba0d4a7302768e996fc1.png)
技能认证货车检车员高级考试(习题卷34)第1部分:单项选择题,共57题,每题只有一个正确答案,多选或少选均不得分。
1.[单选题]货车车体破损或凹凸变形,棚车、冷藏车、罐车、守车面积达( )构成大破。
A)30%B)50%C)60%D)90%答案:A解析:2.[单选题]横跨梁组装螺栓垂直移动量,P65型车为( )。
A)3~5mmB)3~6mmC)1~3mmD)3~8mm答案:C解析:3.[单选题]70t 级铁路货车钩体、钩尾框无旧痕裂损,段修质量保证期限应为( )。
A)5年B)9年C)一个厂修期D)一个段修期。
答案:D解析:4.[单选题]《铁路局超偏载集中监控统计报表》是铁路局车辆运行安全中心监测站记录TPDS监测超偏载报警铁路货车预报类别、预报时间、( )及甩车和整理货物辆数等信息的表报。
A)故障辆序B)车次C)编组辆数D)车种车型车号答案:D解析:5.[单选题]电气化铁路施工设备过轨技术检查时,检查车轮轮缘垂直磨耗(接触位置)高度不大于( )mm。
A)8B)12C)15D)20答案:C解析:C)每日8时D)上一日18时至当日18时答案:D解析:7.[单选题]NSW型手制动机在( )上涂打“调力”和“常用”方向指示标记。
A)车端B)车体两侧C)箱壳D)侧架两侧答案:C解析:8.[单选题]货车运用限度规定,敞车车体外胀重车不大于( )。
A)75mmB)80mmC)135mmD)150mm答案:D解析:9.[单选题]扣修定检车时,确因事故等特殊情况需提前扣修,须经( )批准。
A)铁路总公司B)集团公司C)列检作业场D)段检调答案:A解析:10.[单选题]在区间被迫停车后的防护工作由( ),开车前应确认附挂辆数和通风状态是否良好。
A)机车乘务组负责B)调车作业人员负责C)列检人员负责D)工务人员负责。
答案:A解析:11.[单选题]轮对是转向架( )的配件之一。
A)构架部分B)摇枕弹簧装置C)轮对轴承装置D)基础制动装置答案:C解析:12.[单选题]检车员工作手册是( )。
C80B型运煤敞车段修中存在问题的调查分析及建议
![C80B型运煤敞车段修中存在问题的调查分析及建议](https://img.taocdn.com/s3/m/9443e9be9b89680202d82536.png)
梁上 的调节杆 与作 用杆严重锈蚀 .导致 两者无法转 动调整 .严 重的必 在于车辆运行 中由于振动造成防脱阀上盖丢失 .由于防脱 阀上盖与阀
须借助手锤敲击顶梁转动 .或者用 氧气将锁 紧螺母 与作用杆烤 红后再 体采用铆接方式 ,铆钉 因锈蚀后折断是造成丢失 的主要 原因。防脱阀
用手锤敲击顶 梁才能旋动 ,从而增加 了检修难度 ,给现场检修 带来非 上盖丢失后更易造成雨水 、煤灰 、防冻液等物体的侵蚀 ,导致锈 蚀进一
轮与棘舌卡劲时调速手柄拨叉杆受力过大 ,使拨又杆折断 等。缓解 时 借助手锤敲击 .必须用火烤 调的 占到 68.62%。另外 .调节杆 与作用杆
未能快速转 动手轮 .缓 解不 良时便连续转 动手轮 .使 离合器承受 冲击 连接扁销锈死后 .连接扁销徒手 根本无法将其取 出 .必须借助工具锤
规定在键 轮与离 合器之间 、离合器 与棘 轮和小齿 轮之间 、小齿 轮与主 母等均会 出现不 同程度 的损坏而无法继续使用 .增加了检修成本 。
动轴之间和卷链轴组成的大齿轮须涂润滑脂 。只是在卷链 轴组成的大 齿轮 喷少许 润滑油 ,其他部位未 能达到有效的润 滑状态 ,特别 是键轮
4
措 施 及 建 议
处开 口较 大,导致手制动机在主动轴 、轴承 、离合器 、小齿轮等 处的油 3.1.2 调车作业时 ,对停 留的车辆 .必须拧紧两端 的人力手 制动机 .或
脂风化严重 .导致配件极易发生锈死
辅 以铁鞋牢靠 固定 。遇最外方手制动机有故障时 可顺延 使用 下一辆
2.1.2 行车部门使用人员操作 不当
手制动机在车辆运用中直接暴露在环境 中 ,长期遭受 风吹 、日晒 、 以通过加修再次 使用外 .其他 配件因锈蚀 已无法再 次修复使用 .每套
C80、C80A、C80B、C80C型系列运煤专用敞车和大秦线运用情况ppt课件
![C80、C80A、C80B、C80C型系列运煤专用敞车和大秦线运用情况ppt课件](https://img.taocdn.com/s3/m/38e9f5ae580216fc700afdf8.png)
C80型铝合金运煤敞车二维图
13
❖(5) 免维修化设计及关键零部件可靠性研究。 ❖(6)铝合金专用型材、专用拉铆钉及高强度钢中梁开发研制。 ❖(7)铝合金车铆接新工艺研究、专用铆接机和高速数控组合钻 研制及批量组装生产线建设。 ❖(8)大秦线2万吨重载列车车辆强度考核标准及与秦皇岛三、四 期翻车机匹配研究。
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一、国外铁路重载技术装备的发展概述
目前世界铁路重载运输发展较快的国家有美国、加拿大、南非、 澳大利亚、巴西等,其主要运输对象是煤炭、矿石等大宗散粒货物。
世界铁路重载运输的最新纪录是澳大利亚于2001年6月创造的, 列车由8台AC6000机车和682辆漏斗车编组而成,该试验牵引总重为 99732t、全长7.35 km。在1996年5月,该公司曾开行由10台牵引机车 和540辆满载货车编组而成的重载列车,列车总重72191t、全长5892m、 平均运行速度为57.8km/h、最高速度为75km/h,也是当时的世界最高 纪录。
C63A型敞车
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2. 25t轴重运煤专用车辆的发展历程
C76A
C76B
C76
C80
C76C
C80A C80B C80C
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C76A型敞车 C76B型敞车 C76C型敞车
C80B型敞车
C80型敞车
C76型敞车
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三、大秦铁路2万吨重载运输用新型专用货车 开发研制的必要性
多年来,大秦线为我国晋煤外运做出了巨大贡献,随着国民经济 的快速发展,全国煤炭运输紧张的矛盾日益突出。一方面“三西”地 区(山西、陕西、内蒙古)煤炭产量过剩,而沿海地区煤炭供应紧张。 对此担负着西煤东运任务的大秦铁路必须提高运输能力,实现扩能增 效。
C80、C80A、C80B、C80C型 系列运煤专用敞车 及大秦线运用情况
4、C80B
![4、C80B](https://img.taocdn.com/s3/m/e8dae68502d276a200292ee8.png)
三、主要特点
4 应用可靠性设计理念,对枕梁、下侧门口连接结点 等大应力部位进行了细部设计,提高结构可靠性。 5 关键零部件实行了寿命管理,并加严了质量保证期 ,实现了取消辅修、延长厂段修周期的目标。 6 转向架加装了弹性剪切橡胶垫,实现了弹性定位; 减振系统采用了摩擦性能稳定的高分子磨耗板,有效 地改善了车辆运行品质,并确保了动力学性能稳定, 解决了三大件转向架磨耗问题。
六、油漆和标记
2 标记 标记须符合产品图样及TB/T 1.1~1.2和 TB/T2435的规定,且在转动车钩端的端墙上涂 打“转动车钩端”字样标记。除有特殊规定处, 标记的颜色为白色。
介 绍 完 毕, 谢 谢!
二、主要用途
C80B型不锈钢运煤敞车、C80A型运煤敞车是为 开行2万吨重载煤炭运输专列而开发研制的专用车 辆,能与秦皇岛三、四期煤码头的拨车机、列车定 位机和三车翻车机相匹配,实现不摘钩连续翻卸作 业;并能适应环形装车、直进直出装车和解体装车 作业。
三、主要特点
1 自重轻、载重大,可适应2万吨重载列车编组要 求。 2 采用传统敞车的侧壁承载、平底地板结构,结构 简单、可靠,维护检修方便。 3 C80B型不锈钢运煤敞车与煤接触的侧、端墙及 地板等主要板材件和梁件采用TCS不锈钢材料,具 有良好的耐腐蚀性能;可有效延长车辆使用寿命。
五、 主要结构
上端梁五、 主要结构
1.4 撑杆 为增强两侧墙之间的连结刚度,防止侧墙外 涨,车内设有三组水平撑杆。撑杆与撑杆座采用铰 接结构连接。
撑杆座 撑杆
连接销
五、 主要结构
1.5 下侧门 为方便清扫车体内的积煤,在每个侧墙上设 置了两个下侧门。
下侧门板
下侧门折页
挂环
五、 主要结构
5、C80BH培训教材
![5、C80BH培训教材](https://img.taocdn.com/s3/m/28a34609eff9aef8941e06a6.png)
提纲
1 概述 2 主要性能参数 3 主要结构
1 概述
1.1 车辆用途 C80BH型不锈钢运煤专用敞车是为开行2万吨重载煤炭运 输专列而开发研制的专用车辆,能与秦皇岛三、四期煤码 头的拨车机、列车定位机和三车翻车机相匹配,实现不摘 钩连续翻卸作业;并能适应环形装车、直进直出装车和解 体装车作业,并能适应解冻库的要求。 1.2 车辆型号合格证及生产许可证 车辆型号合格证编号为:TLHC-108-A-0179,有效期至 2010年10月09日 。 生产许可证编号为:TLHC-108-B-0337,有效期至2010 年10月09日。
2 主要性能参数
2.1 主要性能参数 载重 自重 轴重 容积 比容 换长 自重系数 每延米重 商业运营速度 通过最小曲线半径
80t 20t+2.5% 25t 84.8m3 1.06m3/t 1.1 0.25 8.33t/m 100km/h 145m
2 主要性能参数
空车重心高 1011mm 制动距离(重车、紧急) ≤1400m 全车制动倍率 7.3 全车制动率(常用制动位) 空车 28.2% 重车 15.1% 限界:符合GB146.1-1983《标准轨距铁路机车车辆限界》 的规定 2.2 主要尺寸 车辆长度 12000mm 车辆定距 8200mm 车辆最大高度(空车) 3767mm
3 主要结构
3 主要结构
3 主要结构
3 主要结构
3 主要结构
3 主要结构
3 主要结构
3.1.4 撑杆 为增强两侧墙之间的连结刚度,防止侧墙外胀,车内设有三 组水平撑杆;撑杆与撑杆座采用铰接结构连接(见图9)。 3.1.5下侧门 为方便清扫车体内的积煤,在每个侧墙中部设置了一个下 侧门(见图10)。 3.2 车钩缓冲装置 三辆车为一组。车组1位端采用符合运装货车〔2004〕 215号、运装货车〔2007〕370号文件要求的E级钢16型 车钩,配套采用符合运装货车〔2007〕370号文件要求的
C80、C80A、C80B、C80C型系列运煤专用敞车和大秦线运用情况
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一、国外铁路重载技术装备的发展概述
目前世界铁路重载运输发展较快的国家有美国、加拿大、南非、 澳大利亚、巴西等,其主要运输对象是煤炭、矿石等大宗散粒货物。
世界铁路重载运输的最新纪录是澳大利亚于2001年6月创造的, 列车由8台AC6000机车和682辆漏斗车编组而成,该试验牵引总重为 99732t、全长7.35 km。在1996年5月,该公司曾开行由10台牵引机车 和540辆满载货车编组而成的重载列车,列车总重72191t、全长5892m、 平均运行速度为57.8km/h、最高速度为75km/h,也是当时的世界最高 纪录。
2.走行部采用了国际先进的25t轴重低动力作用转向架(转K6 或转K5型),改善了车辆动力学性能和运行品质;较现有C63A型敞 车运行速度提高37.5%。
3.车钩缓冲装置采用了符合美国AAR标准的高强度车钩,不仅 可满足大秦线2万吨重载列车运输要求,而且还可适应不摘钩连续 翻卸作业,提高卸车效率25%。
实用文档
C63A型敞车
2. 25t轴重运煤专用车辆的发展历程
C76A
C76B
C76
C80
C76C
C80A C80B C80C
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C76A型敞车 C76B型敞车 C76C型敞车
C80B型敞车
C80型敞车
C76型敞车
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三、大秦铁路2万吨重载运输用新型专用货车 开发研制的必要性
多年来,大秦线为我国晋煤外运做出了巨大贡献,随着国民经济 的快速发展,全国煤炭运输紧张的矛盾日益突出。一方面“三西”地 区(山西、陕西、内蒙古)煤炭产量过剩,而沿海地区煤炭供应紧张。 对此担负着西煤东运任务的大秦铁路必须提高运输能力,实现扩能增 效。
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C80型车辆[行业荟萃]
![C80型车辆[行业荟萃]](https://img.taocdn.com/s3/m/c03667f7caaedd3382c4d343.png)
行业借鉴
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车辆外形尺寸满足与秦皇岛港务局三、 四期翻车机及其附属设备相匹配的要求, 可以实现不摘钩连续翻卸作业。
中梁采用组焊中梁或冷弯中梁,材料为 屈服极限450MPa的耐大气腐蚀钢,保证40℃时的低温冲击功Akv不小于23.2J;采 用材料为C级铸钢的整体式上心盘(直径为 358mm)及整体式冲击座;枕梁为双腹板 箱形变截面结构;底架设有排水孔。
行业借鉴
34
转向架的常见故障类型及处理
行业借鉴
35
C80C(C80CA)型运煤专用敞车
行业借鉴
36
C80C(C80CA)型运煤专用敞车
侧架组成
自导向装置
橡胶垫
弹簧
轴承装置
基础制动装置 旁承组成
轮对组成 行业借鉴
摇枕组成
减振装置
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橡胶垫
自导向装置意图
连接轴
副构架
交叉拉杆
行业借鉴
连接圆销
38
行业借鉴
行业借鉴
10
主要结构
该车主要由车体、转向架、制动 装置、车钩缓冲装置等部分组成
行业借鉴
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手制动装置
车体
车钩缓冲装置
转向架
行业借鉴
空气制动装置
12
行业借鉴
13
80t级通用敞车三维爆炸图
行业借鉴
14
底架
底架由中梁、枕梁、端梁等组成。中
梁采用材料屈服极限为450MPa的高强度
耐大气腐蚀310热轧乙字型钢或冷弯中梁,
在对车钩、钩尾框及其零部件做日常检查和维护前,应尽可能的清除车钩上 的所有污物,彻底检查钩体、钩舌等零件。日常检查和维护的主要内容是外观检 查、连接轮廓、三态作用和防跳性能检查等。
技能认证货车检车员高级考试(习题卷11)
![技能认证货车检车员高级考试(习题卷11)](https://img.taocdn.com/s3/m/fc83a2280a1c59eef8c75fbfc77da26925c596ab.png)
技能认证货车检车员高级考试(习题卷11)说明:答案和解析在试卷最后第1部分:单项选择题,共57题,每题只有一个正确答案,多选或少选均不得分。
1.[单选题]国家实行( )年休假制度。
A)不带薪B)半年一次C)带薪D)带半薪。
2.[单选题]铁路货车装有闸调器的单式闸瓦、356×254制动缸,重车位时制动缸活塞行程为( )mm。
A)125-130B)125-140C)125-150D)125-1603.[单选题]C70型敞车打开中立门时,必须先打开上门锁,拨开上门锁手把支座,左旋上门锁杆( ),然后向下拉即可打开上门锁。
A)60°B)30°C)45°D)90°4.[单选题]下道避车时,面向列车站立,认真瞭望,位置距离钢轨头部外侧不少于( )。
A)2米B)5米C)8米D)10米5.[单选题]钩锁铁未落实的情况一般都发生在列车编组站的( )。
A)到达列车B)中转列车C)始发列车D)通过列车。
6.[单选题]敞车厂修修俊后,车钩缓冲装置装车时,缓冲器须有不小于( )的压缩量,安装后须取出工艺垫。
A)1mmB)2mmC)3mmD)4mm。
B)车钩缓冲装置C)制动装置D)车体8.[单选题]货车段修分解闸瓦插销时,当闸瓦插销头部厚度小于( )时更换。
A)6mmB)8mmC)12mmD)10mm9.[单选题]球芯折角塞门塞门芯上面开有一个直径为( )的贯通孔。
A)55mmB)45mmC)22mmD)32.5mm10.[单选题]直接选配的装配质量在很大程度上取决于( )。
A)零件的加工精度B)工人的技术水平C)生产能量大小D)设备精度11.[单选题]17型车钩钩尾端部的球面及从板凹入受冲击的表面须涂抹( )。
A)干性润滑剂B)机油C)煤油D)软脂油12.[单选题]列检作业场的名称须与( )所对应。
A)铁路总公司规定的名称B)所在车场或站区的名称C)铁路局规定的名称D)车辆段规定的名称13.[单选题]铁道车辆滚动轴承用2号防锈极压锂基脂,正常时为( )。
C80B型不锈钢运煤敞车侧柱下部周边焊缝开裂原因分析及改进方案
![C80B型不锈钢运煤敞车侧柱下部周边焊缝开裂原因分析及改进方案](https://img.taocdn.com/s3/m/6e68fe4fb307e87101f69656.png)
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工况 载荷 及各 种振 动 的 共用 作 用 下 , 成 了侧 柱 下 部 造
周边 焊缝 的开 裂 。
1 2 车体 局 部结构 分 析 . 车体 局 部结 构 设 计不 尽 合 理 。如 图 1所 示 , 柱 侧 下部 通过厚 6II 的侧 柱垫 板与 大小横 梁连 接 。 由于 I1 TI 大小 横梁 为 工 字 钢 , 而侧 柱 为 槽 钢 , 者 腹 板 无 法 对 两
底架 不但不 能形 成框 架 结 构 , 且 扭转 刚 度很 小 。侧 而
墙 上边 梁为 1 0mm×1 0mm 的矩 形管 , 0 0 下边 梁 为侧
墙 板 下部弯 角及 圆弧 加 强板 形 成 的封 闭空 间结 构 , 侧
柱 下 部与大 小横 梁端 部相连 接 。由于下边梁 在地 板 以 上, 侧柱 与 大小横粱 连 接在地 板 以下 , 造成侧 墙与底架 连 接强 度薄弱 , 加上 底架 刚度较 小 , 以有效形 成整体 难
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图 1 C 。 不 锈 钢 运 煤 敞 车 车 体 结构 示 意 图 8型
在不能 形成 整体 承 载 结 构 的情 况 下 , 墙 受 力状 侧
态 恶 劣 , 加 上 侧 梁 下 边 梁 结 构 单 薄 , 且 侧 柱 下 部 形 再 而
铁道车 第4 卷第8 07 月 辆 5 期20年8
C0 敞 车在 大 准 线 运行 中 的车轮 圆周 8型
C80B型车体结构的强度及模态分析
![C80B型车体结构的强度及模态分析](https://img.taocdn.com/s3/m/2280cc38443610661ed9ad51f01dc281e53a56e9.png)
C80B型车体结构的强度及模态分析赵戈;钟宇光;张玄;张磊【摘要】以C80B型运煤专用敞车车体为研究对象,应用Pro/E软件建立三维几何模型。
在有限元的理论基础上,论述了车体有限元模型的单元选取、网格划分及边界处理,然后在ANSYS软件中对车体进行静强度分析和模态分析。
结果表明,该车型车体在各种工况载荷作用下,满足《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》要求,同时找出了车体的危险部位,为进一步改进敞车设计提供参考。
%Taking the wagon body of C80B as the object of study, a 3-D geometrical model of the wagon body is set up by software PRO/E. This paper discusses the selection, meshing and boundary processing of the body’s finite element model based on the Finite Element Theory. The static strength analysis and modal analysis of the body are conducted with the software ANSYS. The results showed that the vehicle body meets the requirements of the strength design of railway vehicles and test code for identification. At the same time, the dangerous parts of the car-body are found out, providing references for further improving wagon car design.【期刊名称】《应用科技》【年(卷),期】2013(000)005【总页数】6页(P1-6)【关键词】敞车车体;静强度分析;模态分析【作者】赵戈;钟宇光;张玄;张磊【作者单位】哈尔滨工程大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨 150001;哈尔滨工程大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨 150001;哈尔滨工程大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨 150001;哈尔滨工程大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨 150001【正文语种】中文【中图分类】U272.2铁路是国家的重要基础设施,国民经济的大动脉,承担着繁重的客货运输任务,尤其在煤炭、原油、钢铁等关系国计民生的大宗物资运输方面的作用是无可替代的.我国铁路实施跨越式发展战略以来,特别是在经历了第5次大面积提速后,铁路货运能力有了较大提高.近年来,我国机车车辆工业企业研制了一批载重80 t级的运煤专用敞车,有效缓解了我国铁路紧张的运输局面.以齐齐哈尔轨道交通装备有限公司主持研制的C80B型运煤专用敞车的车体为研究对象,根据相关数据,在Hyper Mesh中建立详细的车体有限元模型.应用有限元分析软件 ANSYS中对车体结构进行静强度分析,以验证车体的强度和刚度,同时依据车体有限元模型的模态分析,初步了解车体的动力学特性,对以后相关车体结构的改进来说,具有一定的借鉴意义.1 车体结构和性能参数文中研究的C80B型敞车车体结构为有中梁的平地板全钢焊接结构,主要由底架、前端墙、侧墙、撑杆、上心盘和下侧门等组成.该车与货物接触的侧墙及前端墙的主要型材、板材及地板采用屈服强度为345 MPa的TCS345经济型不锈钢(底板厚度为5 mm板材,侧墙和前端墙为4 mm板材);底架的框架(地板除外)主要型材、板材采用屈服强度为450 MPa的Q450NQR1高强度耐火钢;上心盘和冲击座由C级铸钢整体铸造.底架由中梁、枕梁、大横梁、小横梁、纵向梁、地板、旁承和上心盘等组成;侧墙由侧柱、门柱、上侧梁、上门框和侧板等组成;前端墙由端板、横带、角柱、上端梁及加强柱等组成;该车内设有 3组水平撑杆,其中撑杆座与撑杆采用铰接结构连接;为了使车体内的颗粒货物方便清扫,在每个侧墙中下部设置一个下侧门;在底架枕梁上设置了加长的顶车垫板.其主要性能参数[1]如表1所示.表1 主要性能参数主要性能参数载重/t 80自重/t 20轴重/t 25正常运营速度/(km·h-1) 100车辆长度/mm 12000车辆定距/mm 8200车体内长/mm 10550车体内宽/mm 2976车体内高/mm 2708下侧门高×宽/mm×mm950×7482 车体有限元建模由于车体结构及受力是对称的,故可建立车体的二分之一模型,对车体进行分析研究.首先在三维几何软件Pro/E绘制C80B车体的半车几何模型(见图1),然后导入Hyper Mesh中进行网格划分,最后在有限元软件ANSYS12.0中进行分析计算.图1 半车几何模型1.侧墙枕柱;2.前端墙;3.前端墙横带;4.中梁;5枕.梁;6.侧墙侧柱;7.侧墙2.1 单元的选取及网格划分C80B运煤敞车为全钢焊接结构,其车体结构主要由不同厚度的钢板焊接组成,这些板结构既承受板平面内载荷引起的拉压变形又承受垂直于板平面载荷带来的扭转变形,对比有限元的相关理论[2],在线性静强度分析中,对车体离散时采用板壳单元 Shell63.Shell63单元为空间4节点变形结构,每个节点有6个自由度,分别沿节点坐标系X、Y、Z方向的平动和绕节点坐标系X、Y、Z轴的转动.为了准确模拟车体的受力特征,在车体与转向架的接触位置的上心盘和旁承建立Beam4梁单元.根据组成车体部件的特征(长度远大于厚度),本文在有限元前处理软件Hypermesh10.0划分网格,先抽取其中性面,再进行几何清理和修复,提高网格划分的质量[3].通常在对结构建模时,对焊缝直接以板壳单元简化焊缝甚至于不对其进行详细的建模处理,这对于结果准确性有很大的影响.文中分析的车体结构为全钢焊接结构,对焊缝的处理更加重要,最简单也最实用的方法就是将焊缝简化为2块板的直接连接,重叠部分在较大的板面上赋予两块板的厚度来建模,也就是应用粘贴和搭接处理车体板结构之间的连接[4].在 T型的焊接结构的建模过程中,采用的是共节点的方式来模拟焊接部分[5],如图2所示.图2 T型焊接模型的建模二分之一车体有限元模型共有单元75649个,节点72917个.模型经检查没有出现畸变单元,有限元模型如图3所示.图3 半车有限元模型2.2 边界条件处理在有限元分析中,经常使用这种对称或反对称条件来简化模型[2].文中在分析车体模型时,取二分之一车体有限元模型计算,以车体的横向、垂向、纵向分别为坐标系的Z轴、Y轴、X轴,车体的横向对称面为XY面.对于结构分析而言,在对称面上施加对称约束是指平面外移动和平面内旋转被设置为零,即U z = 0,θ x = 0,θ y= 0;在对称面上施加反对称约束是指平面内移动和平面外旋转被设置为零,即U z = 0,θ x = 0,θ y= 0.同时在车体和转向架的连接构件上心盘施加弹性全约束[6].2.3 车体材料特性无论是对车体进行静强度计算还是模态分析,其车体材料特性必不可少.车体作为全钢焊接结构,材料可分为母材和焊材,即没有焊接的区域称为母材,构件焊接部分材料已不同于其中任何一种组成材料.在文中按照焊接结构的建模方式的不同,其材料特性可按照屈服极限较小的母材材料特性来计算.母材特性如表2所示.表2 母材材料特性材料屈服极限/MPa密度/(kg·m-3)弹性模量/MPa 泊松比Q450NQR1 450 7850 2.05e5 0.3 TSC345 345 7850 2.05e5 0.293 车体有限元计算3.1 基本载荷及组合工况根据TB/T1335-1996规范说明,结合C80B提供的有关数据经过计算,作用在车体上的基本载荷及受力的具体部位如表3.表3 基本载荷及作用位置载荷作用位置大小垂向静载荷/kN 底板 901.6垂向总载荷/kN 底板 1108.6侧向力/kN 底板 98.05扭转载荷/kN·m 旁承 40散货侧压力(第一工况)/Pa 侧墙 4426.3散货侧压力(第二工况)/Pa 侧墙 13132.6散装货物侧压力/Pa 前端墙 78325.7纵向拉伸力/kN 前从板 2250纵向压缩力a/kN 后从板 2500纵向压缩力b/kN 后从板 2800考虑车体在实际中的运行情况和《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》的要求,在有限元分析计算时要考虑组合工况如表4.表4 组合工况工况载荷系数工况1:垂向总载荷 1工况2:垂向总载荷+侧向力+扭转载荷+散货侧压力(第一工况)+纵向拉伸力 1工况 3:垂向总载荷+扭转载荷+侧向力+散货侧压力(第一工况)+纵向压缩力a 1工况4:垂向静载荷+散货侧压力(第二工况)+散装货物侧压力+纵向压缩力b 13.2 计算结果分析根据上述载荷工况的具体情况,以相对应的形式施加于相应的位置,应用ANSYS12.0软件对该敞车车体进行有限元静强度分析.计算结果如表5,各应力云图如图4~7所示.表5 4种工况下最大应力及位置工况最大应力发生位置最大应力/MPa许用应力/MPa 1 前端墙与中梁连接附近 227.143 3802 前端墙与中梁连接附近 263.8563803 前端墙与中梁连接附近 284.090 3804 侧墙枕柱与端墙横带连接处 292.657 380图4 工况1应力云图车体在工况1的条件下的应力云图表明作用在地板面上的载荷几乎全部传递到底架的各个梁构件上,前端墙和侧墙上靠近地板的金属板承受部分载荷.车体的最大应力为227 MPa,发生在前端墙与中梁的连接部分.图5 工况2应力云图在计算车体在工况2条件下的车体受力时,对其边界采用反对称约束,散货侧压力运用梯度加载的方式施加.计算结果表明,工况2载荷的影响范围涉及整个中梁及枕梁,其最大应力区域也分布在中梁上,其值为263 MPa.图6 工况3应力云图工况3与工况2的边界条件相同,只是把车钩拉伸力替换为车钩压缩力.此时,车体中梁及前端墙连接处应力较大,其次是中梁与上心盘连接部分.图7 工况4应力云图重载货车在运动状况发生变化时,例如启动、加速及刹车等,散体货物对车体前端墙的作用力会随之发生较大的变化,会严重损坏车体结构.对车体前端墙在最严厉的条件下进行受力分析(工况4),结果表明,整个前端墙受力都比较大,其最大应力区域在横带与侧柱连接处,最大值为292 MPa.通过上述结果分析可知,工况2、3和4的最大当量应力发生位置大都在连接处,其最大应力值为292.657 MPa,在许用应力范围之内.其余位置的应力都相对较小,符合我国车辆强度规范的要求[8].4 车体模态分析如今,铁路车辆正在向高速重载的方向发展,简单的静力学分析已经不能够满足结构安全性的要求,尤其在车辆高速运行时,轨道激励被放大,当激励频率与车体的固有频率接近时,可能引起车体结构的共振,车体结构会发生剧烈振动,带来车体的疲劳破坏或者大位移变形.通常的解决方法是加强破坏部分的强度,但这不能从根本上解决问题,时间一长还会发生断裂.从根本上解决问题就是要避免共振,即改变车体结构的固有频率或者改变激励源的固有频率.一般来说,激励的固有频率是不容易改变的,相对来说改变车体结构的固有频率是常用的做法.本节车体模态分析其中一个目的就是计算车体的固有频率,避开与激励产生共振,引起疲劳破坏. 模态分析是用来确定一个机械结构的固有频率和振型,其核心内容为求解机械结构振动的特征值问题.在有限元法理论中,对于一个多体系统,其振动的动力学矩阵方程 [7]:式中M、C、K、F分别代表质量矩阵、阻尼矩阵、刚度矩阵、载荷向量相应向量;为机械结构的加速度、速度及位移向量.在有限元分析程序中,无阻尼的情况下,式(1)可简化为式中ω、ψ为特征值和特征向量.模态分析就是求解上述简化方程,也就可求解出结构的固有频率ω和结构振型ψ.在ANSYS12.0软件中,采用Block Lanczos模态提取法对车体模型进行模态分析.因为车辆产生振动时的能量大都在低频区域,也就是车体的典型振动对车体的破坏性最大.在文中对车体模态分析是采用零自由度约束[9],即在车体的上心盘处的X、Y、Z方向不施加约束.前6阶的模态都会是零,表现为刚体的平动或转动,主要是观察后面大于零的模态,取8个阶次的固有频率及相应振型,如表6和图8所示. 表6 车体的各阶次频率和振型阶次频率/Hz 振型1 4.4240 一阶扭转2 10.652 一阶横向弯曲3 13.489 二阶横向弯曲4 17.524 三阶横向弯曲5 23.797 局部振动6 24.808 局部振动7 25.290 局部振动8 25.471 局部振动图8 车体部分模态振型在车体的模态分析中,由于采用的是零自由度约束,因此前6阶模态为车体刚性振动模态,即典型振动模态,其频率比较小,在文中不列出.第1阶模态到第4阶模态为车体的整体弹性振动和局部振动的结合,第5阶模态以后为车体侧墙的局部弹性振动,振幅变化主要集中在与撑杆相连接的侧墙上.整体来看,车体连续振型之间没有太大的突变,刚度分配比较合理.5 结束语对C80B型运煤敞车车体进行有限元建模并进行静强度分析和模态分析.在不同工况下,有限元静应力分析得出的车体的最大应力值,对比我国现行的《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》,车体符合刚度和强度要求.同时静强度分析结果也指出车体结构的薄弱部位,如车体端墙上的加强柱与中梁连接的位置等,这为将来的改进提供一定的参考.另外,通过对车体的模态分析,更进一步了解车体的动力学特性.分析结果可知,车体的模态集中在20~30 Hz,且后面的模态振型大都集中在侧墙和端墙,说明这是在车辆运行过程中要重点关注的部位.参考文献:[1]王胜坤.C80B(C80BH)型不锈钢运煤敞车的研制[J].铁道车辆, 2007, 45(10): 16-20.[2]王勖成.有限单元法[M].北京: 清华大学出版社, 2003:381-420 .[3]贺李平, 龙凯, 肖介平.ANSYS13.0与HyperMesh11.0联合仿真有限元分析[M].北京:机械工业出版社, 2012: 16-20 .[4]杨爱国, 张志强, 杨江天.基于有限元建模的敞车轻量化设计[J].中国铁道科学, 2007, 28(3): 79-83.[5]RICHMOND S.Finite element analysis of freight car structures for fatiguelife prediction[C]// Proceedings of JRC2006 Joint Rail Conference.Atlanta, USA, 2006: 4-6.[6]范国海, 张纯义, 关晓丽, 等.车辆结构建模中的几个难点及对策[J].大连铁道学院学报, 2000, 21(3): 7-12.[7]曹树谦.振动结构模态分析——理论、实验与应用[M].天津: 天津大学出版社, 2001: 23-78 .[8]TB/T1335-1996, 铁道车辆强度设计及试验鉴定规范[S].[9]郭志全, 徐燕申, 杨江天.基于 FEM 的新型运煤敞车的结构模态分析[J].机械强度, 2006, 28(6): 919-922.。
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C80B 型不锈钢运煤敞车
车型
C80B 型不锈钢运煤敞车
照片
用途 该车是我国适应2万吨编组运输的80t 级煤炭运输重
载专用车辆,能与秦皇岛三、四、五期煤码头的拨车机、列车定位机和三车翻车机等地面设施相匹配,实现不摘钩连续翻卸作业,并能适应环形装车、直进直出装车和解体装车作业。
性能参数及尺寸 载重80t,自重20t,容积84.8m3,车辆长度12000mm,车辆定距8200mm,车辆宽度3184mm,车辆高度3767mm。
结构及配置 该车主要由车体、转向架、车钩缓冲装置及制动装置等组成。
1 车体
该车车体为有中梁、平地板全钢焊接结构,主要由底架、侧墙、端墙、撑杆和车门等组成。
与货物接触的侧、端墙主要型材、板材及地板采用屈服强度为345MPa 的T4003不锈钢,底架(地板除外)主要型材、板材采用Q450NQR1高强度耐候钢。
2 空气制动装置
采用主管压力满足500kPa 和600kPa 的空气制动装置。
主要由120-1型控制阀、305x254的整体旋压密封式制动。