【正文】 速貨車環(huán)形線120km/h可靠性試驗(yàn)結(jié)果，可知經(jīng)第一階段18萬(wàn)公里的運(yùn)行，轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架的可靠性高于轉(zhuǎn)K4型轉(zhuǎn)向加。側(cè)架、搖枕采用B級(jí)鋼材質(zhì)鑄造。ST型緩沖器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零部件少、重量輕，成本較低。在罐體封頭與牽引梁之間設(shè)有楔形連接板：上心盤與后從板座采用整體鑄鋼結(jié)構(gòu)，并與牽引梁焊接。圖21 罐車結(jié)構(gòu) 罐體GQ70型鐵路罐車采用無(wú)中梁結(jié)構(gòu)。罐內(nèi)液體的重量不是用過磅來(lái)量得，而是測(cè)量罐體內(nèi)所盛液體水平的高度，然后根據(jù)罐體容積表查得所盛液體的重量。、載重52t的罐車以及有效容積77m179。按用途可分為輕油類罐車、粘油類罐車、酸堿類罐車、液化氣體類罐車及粉末貨物類罐車。在美國(guó)、加拿大和墨西哥，每年有220000輛車運(yùn)送300萬(wàn)的裝車量的貨物。5．運(yùn)行速度迅速提高隨著近幾年我國(guó)一系列貨車轉(zhuǎn)向架、制動(dòng)裝置新技術(shù)、新產(chǎn)品的研制成功并裝車運(yùn)用，使得罐車運(yùn)行速度迅速提高。近年來(lái)，碟形封頭也正在逐步被橢圓形封頭取代，進(jìn)一步提高了罐體結(jié)構(gòu)的可靠性。此后，罐體容積逐漸增大，載重逐步提高。因此，國(guó)外大型罐車普遍采用無(wú)中梁底架結(jié)構(gòu)，不僅可減輕自重，降低重心，而且還簡(jiǎn)化了罐體與底架的連接結(jié)構(gòu)。179。三種定型產(chǎn)品，其中60m179。 我國(guó)各地鐵路線路和橋涵的承載能力差別較大，開行25t軸重的鐵路貨車對(duì)線路改造和設(shè)施建設(shè)的投入巨大，為此，鐵道部提出了新造貨車提高載重，軸重滿足23f囂的要求，既有貨車實(shí)施加裝轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架，提高貨車整體運(yùn)行速度。采用與G70相同的一體式從板座和上心盤座，并通過牽引梁腹板兩側(cè)的12個(gè)條形塞焊孔與牽引梁焊接在一起，因該車罐體為斜底結(jié)構(gòu)，牽引梁腹板里與罐體底板相同斜底的變高度截面，牽引梁尾部形狀與G75型輕油罐車相似，采用圓弧過渡，同時(shí)，枕梁處裝運(yùn)了與轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架配套采用的常接觸上旁承結(jié)構(gòu)，頂車結(jié)構(gòu)與G70相同，一位端端梁上一、二位側(cè)各設(shè)置一個(gè)鋼隔板踏板，用于實(shí)施手制動(dòng)和瀝青加熱卸車作業(yè)。在交變載荷的作用下，缺陷擴(kuò)展產(chǎn)生裂紋，通過改進(jìn)設(shè)計(jì)將月牙形連接筋板改為直板箱形結(jié)構(gòu)，很好解決了此類問題的再次發(fā)生. G17B型粘油罐車 西安廠1997年設(shè)計(jì)制造的G17B型粘油罐車是目前粘油運(yùn)輸?shù)闹餍凸捃嚒?圖1—11 G70型罐車牽枕結(jié)構(gòu) G70型輕油罐車 西安廠1992年設(shè)計(jì)制造的G70型輕油罐車是目前輕油運(yùn)輸?shù)闹餍凸捃?，其牽枕結(jié)構(gòu)見圖2一ll。 為解決心盤座隔板上端部焊縫裂紋的問題，在第二次小批量試制中，采用了在心盤座隔板上加焊一塊10X350x350mm的小蓋板。為適應(yīng)粘油罐車加溫套的特點(diǎn)，牽引梁的伸出部分比直接與罐體連接到部位低60mm，因而上蓋板有半徑為30mm的小圓弧，彎成90。為了克服端板與牽引梁上蓋板連接處焊縫的開裂，增加了楔形連接板。修改設(shè)計(jì)后，采用了C62A型敞車心盤座結(jié)構(gòu)，增設(shè)了一塊連接板將兩塊隔板連在一起，以達(dá)到加強(qiáng)的目的。 2．牽引梁長(zhǎng)度由29lOmm增長(zhǎng)到3214mm。該車截止1969年共生產(chǎn)量32輛，經(jīng)過十幾年的運(yùn)用，1982年起對(duì)G19型罐車運(yùn)用情況進(jìn)行調(diào)查，先后走訪了修理廠及站、段檢修。端部為平直板與端梁上翼板對(duì)接焊。 G19型輕油罐車 大連機(jī)車車輛廠和四方研究所在綜合G16型等無(wú)中梁輕油罐車有缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，于1965年設(shè)計(jì)了容積80m傾斜底、防腐蝕的G19型無(wú)中梁輕油罐車。 該車在1960年成批生產(chǎn)并投入運(yùn)用后，發(fā)現(xiàn)有幾個(gè)部位的焊縫產(chǎn)生裂紋。 G16型輕油罐車 G16型輕油罐車是大連機(jī)車車輛廠1958年設(shè)計(jì)制造的我國(guó)第一輛無(wú)中梁輕油罐車的基礎(chǔ)上，于1960年～1961年問設(shè)計(jì)制造并成批生產(chǎn)的有效容積為50m3的無(wú)中梁輕油罐車。的DLH9型無(wú)中梁液化氣體罐車及援坦贊鐵路用的無(wú)中梁輕油罐車?？諝獍鼮闄E圓形。1959年設(shè)計(jì)、制造的G50型輕油罐車，改變了枕梁兩端的罐帶座和頂車支架部分的結(jié)構(gòu)，同時(shí)采用[160637槽鋼的端側(cè)梁。1953年以后開始自行設(shè)計(jì)和制造。 圖1—56．“單惺板+下蓋板+側(cè)管支柱”結(jié)構(gòu)(見圖1—6)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但對(duì)腹板和蓋板的強(qiáng)度、剛度有更高的要求。 枕梁結(jié)構(gòu)是罐車的主要傳力和承力的安全部件，各生產(chǎn)廠均對(duì)枕梁的受力狀況進(jìn)行優(yōu)化分析和研究，設(shè)計(jì)出了多種型式枕梁，經(jīng)分類匯總可分為以下幾種： 1．“單腹板+側(cè)蓋板+頂車箱形”結(jié)構(gòu)(見圖1—1)。 前從板座美國(guó)罐車的前從板座結(jié)構(gòu)的發(fā)展經(jīng)歷了“焊接式前從板座”、“分體式鑄造前從板座”以及“一體式鑄造前從板座”等階段的改進(jìn)恤…。壓力罐車罐壁更厚，裝載高蒸汽壓力壓縮的、液化的商品，以及常溫下通常為氣體的物質(zhì)，這包括液化石油氣、氯氣、無(wú)水氨和二氧化碳[5]。通過大量的試驗(yàn)驗(yàn)證，對(duì)無(wú)中梁罐車牽枕結(jié)構(gòu)有了更深入的了解，提出對(duì)每一罐車均要進(jìn)行失效容限分析的要求，目前此項(xiàng)工作仍在進(jìn)行中“”。采用無(wú)中梁結(jié)構(gòu)最直接的效果是降低了自重，提高了罐車載重，降低了運(yùn)營(yíng)成本，提高了運(yùn)輸效車，簡(jiǎn)化了檢修作業(yè)。除了全金屬罐體外，在罐頂設(shè)有給貨物提供熱膨脹空間的空氣包、用于“呼吸”的氣孔和底部用于快速卸貨的閥門。目前，除部分裝運(yùn)腐蝕性介質(zhì)的罐車外，大部分罐車(包括液化氣體罐車)都采用無(wú)中梁結(jié)構(gòu)。本論文所作的主要工作如下：一、闡述國(guó)外無(wú)中梁罐車發(fā)展歷史，總結(jié)論述國(guó)外無(wú)中梁罐車牽枕裝置的結(jié)構(gòu)組成及特點(diǎn)，指明了我國(guó)無(wú)中梁罐車未來(lái)的發(fā)展方向；同時(shí)，對(duì)我國(guó)無(wú)中梁罐車從無(wú)到有的發(fā)展歷程進(jìn)行介紹，總結(jié)了我國(guó)無(wú)中梁罐車從運(yùn)用實(shí)踐中取得的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，為70t級(jí)無(wú)中梁罐車設(shè)計(jì)提供借鑒。由于各種液體和密度不同罐車的實(shí)際載重量就須根據(jù)所運(yùn)貨物的性質(zhì)來(lái)確定。的油罐車，1953年開始設(shè)計(jì)制造了載重50t、有效容積為51m179。我國(guó)鐵路罐車為適應(yīng)鐵路跨越式發(fā)展的技術(shù)政策，滿足貨物運(yùn)輸重載化、快捷化要求，提高罐車運(yùn)輸能力，實(shí)現(xiàn)中國(guó)鐵路主型罐車的更新?lián)Q代，西安廠從2003年起開始研制開發(fā)無(wú)中梁70t級(jí)輕、粘油重載罐車。并通過加強(qiáng)國(guó)際間的技術(shù)交流，請(qǐng)進(jìn)來(lái)、走出去，多領(lǐng)域、全視角地學(xué)習(xí)和借鑒國(guó)外鐵路發(fā)達(dá)國(guó)家的成熟技術(shù)和寶貴經(jīng)驗(yàn)，引進(jìn)國(guó)際上鐵路運(yùn)輸行業(yè)的先進(jìn)科技和裝備。平車底架承載面為一平面的鐵路車輛?？裳b運(yùn)各種無(wú)需嚴(yán)格防止?jié)駬p的貨物。鐵路運(yùn)輸在中國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)中仍具有重要地位和作用，%以上，%以上。 Design 。70t級(jí)新型輕、粘油罐車是按照鐵路貨車重載技術(shù)政策要求設(shè)計(jì)開發(fā)的軸重23t的重載罐車，該車采用無(wú)中粱結(jié)構(gòu)，載重較G70和G17B型罐車提高8t和7t。為提高運(yùn)能，適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，近年來(lái)，鐵道部實(shí)施了跨越式發(fā)展戰(zhàn)略，鐵路貨車向“重載化、快捷化”的方向發(fā)展，出臺(tái)了70t級(jí)貨車的重載技術(shù)政策，先后研制成功了70t級(jí)新型敞車、平車、棚車等重載貨車，為全面開行重載列車創(chuàng)造了條件。 Draft sill and body bolster structrer 。中華人民共和國(guó)成立后，大規(guī)模修建鐵路，現(xiàn)金全國(guó)各省市自治區(qū)都有了鐵路。 。棚車車體倆側(cè)的標(biāo)記符號(hào)為“P”。鐵路作為中國(guó)運(yùn)輸行業(yè)的重要組成部分，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的大動(dòng)脈，同樣在改革開放中不斷謀求自身的發(fā)展機(jī)遇，應(yīng)對(duì)發(fā)展中出現(xiàn)的問題。按照現(xiàn)代的分類方法，罐車全部屬于專業(yè)化的運(yùn)輸工具。解放初期我國(guó)只能生產(chǎn)載重25t、179。現(xiàn)在的標(biāo)記載重量是以實(shí)際所裝運(yùn)油類、酸堿類的比重計(jì)算的。本工程學(xué)士學(xué)位論文的研究課題就是通過對(duì)70t級(jí)輕、粘油無(wú)中梁重載罐車牽枕結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、選型和開發(fā)思路作以論述，探討和總結(jié)無(wú)中梁罐車牽枕結(jié)構(gòu)的一般規(guī)律，從而對(duì)無(wú)中梁類罐車的牽枕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造提供幫助。 國(guó)外無(wú)底架罐車的發(fā)展歷史無(wú)中梁罐車起源于德國(guó)，20世紀(jì)中期在美國(guó)開始大量使用。Empire公司的車輛采用了這種設(shè)計(jì)型式，在以后的90年，普遍保持了該種型式。Van Dyke所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)起初并沒有得到人們真正的認(rèn)識(shí)，隨著設(shè)計(jì)手段的提高以及對(duì)罐車結(jié)構(gòu)的深入了解，對(duì)材料利用率的進(jìn)一步提高，人們開始認(rèn)識(shí)到這種結(jié)構(gòu)的所帶來(lái)的巨大價(jià)值，與有中梁罐車相比無(wú)中梁罐車有其無(wú)法比擬的優(yōu)越性。它的成員包括一些制造廠高和車主，F(xiàn)RA、從R、鐵道發(fā)展學(xué)會(huì)(RPI)、加拿大運(yùn)輸公司以及化學(xué)制造高協(xié)會(huì)，該委員會(huì)雇用了相當(dāng)于一個(gè)獨(dú)立的第三方項(xiàng)目管理的西南研究學(xué)會(huì)(swRI)，采用失效容限分析的方法對(duì)無(wú)中梁牽枕結(jié)構(gòu)進(jìn)行全尺寸疲勞裂紋擴(kuò)展預(yù)測(cè)驗(yàn)證試驗(yàn)，目標(biāo)是用試驗(yàn)方法驗(yàn)證失效容限分析研究辦法。非壓力罐車的罐體壁厚相對(duì)壓力罐車較薄，供通常情況下運(yùn)輸無(wú)危險(xiǎn)和低蒸發(fā)壓力、低介質(zhì)有毒液體貨物，也包括食物如液體糖和蔬菜油；化學(xué)品如乙二醇乙烯、橡膠漿和硫磺；石油產(chǎn)品如燃料和潤(rùn)滑油及各種陶粘土泥漿。但罐體尾部的腹板均相同，呈線性遞減。因此，北美鐵路一直致力于鐵路罐車的可靠性研究，降低因罐車事故對(duì)周圍環(huán)境的破壞和人員、財(cái)產(chǎn)損失?！?、RELX公司的無(wú)中梁罐車枕梁結(jié)構(gòu)多采用單腹板側(cè)蓋板結(jié)構(gòu)。為改善側(cè)蓋板和無(wú)側(cè)蓋板單腹板枕梁鞍座邊角處的受力狀況，鞍座邊角處采用了圓管結(jié)構(gòu)，枕梁下蓋板下側(cè)焊接單腹板、頂車下蓋板結(jié)構(gòu)。1953年以前制造的罐車是仿照日偽圖紙進(jìn)行的。1957年設(shè)計(jì)、制造的G50型輕油罐車，端側(cè)梁改為[200737的槽鋼，取消了兩枕梁間的側(cè)梁和兩對(duì)大橫梁及中梁下蓋板。179。此后，大連工廠先后設(shè)計(jì)了罐體總?cè)莘e為110m179。下面將我國(guó)幾種有代表性的無(wú)中梁罐車牽枕結(jié)構(gòu)作以介紹。牽引梁、枕梁上蓋板連接處的四個(gè)角都加焊了厚10mm的三角板。在經(jīng)過較長(zhǎng)期的運(yùn)用后，裂紋情況沒有擴(kuò)展，因而又恢復(fù)裝運(yùn)汽油。燕尾壓成與罐體底板同心的弧面，兩者之間自然過渡。經(jīng)過一年半的運(yùn)用考驗(yàn)后，對(duì)該型車又進(jìn)行了靜強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果再次肯定了罐體是能夠承擔(dān)縱向載荷作用的，傳遞縱向載荷的牽引及枕梁裝置的結(jié)構(gòu)是比較合理的。端板距枕梁中心的距離由1670mm縮短為1340mm，加強(qiáng)了枕梁結(jié)構(gòu)。心盤座開裂是原G19存在的嚴(yán)重問題。牽引梁采用310乙字鋼，上蓋板燕尾形，尾部斜直線。為了加強(qiáng)心盤座隔板處的連接剛度，此處的加強(qiáng)板是整塊的。為解決心盤座隔板上端部裂紋的問題，后來(lái)又在心盤座隔板上加一小蓋板，各板的厚度均為lOmm。采用在心盤隔板上加焊350mmX350mm小蓋板的改進(jìn)措施后又試制了5輛取消枕梁上蓋板的罐車，1年后檢查發(fā)現(xiàn)枕梁側(cè)蓋板上端與罐體的角焊縫存在毛細(xì)裂紋 。2．鑄造中夾渣、氣孔等缺陷的存在是裂紋產(chǎn)生的直接原因。 GL60K型瀝青罐車 2002年，西安廠首次研制開發(fā)了帶保溫層的無(wú)中梁瀝青罐車，為方便保溫層結(jié)構(gòu)的安裝，該車牽枕與G70型罐車類似，采用側(cè)蓋板結(jié)構(gòu)。近幾年，隨著貨車用25t軸重轉(zhuǎn)向架、空重車自動(dòng)調(diào)整裝置、不銹鋼制動(dòng)管系、旋壓密封式制動(dòng)缸、Nsw型手制動(dòng)機(jī)、高磨合成閘瓦等新裝備、新技術(shù)不斷研發(fā)并推廣應(yīng)用，鐵路實(shí)施技術(shù)引進(jìn)和轉(zhuǎn)化的同時(shí)，花大力氣開展重載貨車的試驗(yàn)論證和專題研究，不斷完善重載技術(shù)，并在大秦運(yùn)煤專線上車先開行萬(wàn)噸列車，實(shí)現(xiàn)特殊專線上貨運(yùn)重載，為鐵路全面重載化積累經(jīng)驗(yàn)。、100m179。載重25t。(3)罐車底架結(jié)構(gòu)落后由于罐體的剛度大，加上縱向還有二分之一的承載潛力未發(fā)揮，縱向載荷完全可以由罐體來(lái)承擔(dān)。、載重50t的罐車。2．罐體結(jié)構(gòu)逐步完善早期制造的罐體結(jié)構(gòu)均為搭接焊接,1957年以后采用了對(duì)接焊接結(jié)構(gòu)；1960年開始取消空氣包，改為無(wú)空氣包人孔結(jié)構(gòu)，改善了罐體的力學(xué)性能，方便了制造、檢修。4．零部件不斷完善加溫、排油、人孔、安全閥、外梯等罐車零部件結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)、完善，技術(shù)性能不斷提高。北美鐵道車輛中罐車占七分之一。根據(jù)承載構(gòu)件的形式，罐車結(jié)構(gòu)可分為：所有作用在車輛上的主要載荷由底架承受的有底架罐車，以及所有這些載荷均由罐體本身承受的無(wú)底架罐車；有空氣包、無(wú)空氣包罐車；上卸式和下卸式罐車。的全焊結(jié)構(gòu)罐車，以后又制造了有效容積60m179。因此，罐車的裝載能力以體積來(lái)度量更為合適。）空容積與有效容積之比（%）2罐體內(nèi)經(jīng)（mm）3050車輛長(zhǎng)度（mm）12216車輛最大寬度（mm）3320車輛最大高度（mm）4494車輛定距（mm）8050軸重（t）每延米載重（t）罐體工作壓力（MPa）商業(yè)運(yùn)營(yíng)速度（km/h）120通過最小曲線半徑(m)145車輛使用的環(huán)境溫度(℃)40~+50限界罐體結(jié)構(gòu)直錐圓截面斜底空車重心高（mm）1399重車重心高（mm）2266全車制動(dòng)倍率全車制動(dòng)率（定壓500 MPa）空車（%）重車（%） 主要結(jié)構(gòu)GQ70型大容積輕油罐車為無(wú)中梁全鋼焊接結(jié)構(gòu)，全車由罐體、牽枕、制動(dòng)裝置、車鉤緩沖裝置、轉(zhuǎn)向架、側(cè)梯及操作臺(tái)等組成[9]。枕梁包角為120度，由下蓋板與單腹板組成變斷面“上”字形焊接結(jié)構(gòu)，其中，增厚枕梁腹板降低應(yīng)力峰值，并提高對(duì)枕梁腹板與牽引梁腹板連接焊縫的質(zhì)量要求。我國(guó)21噸軸重通用貨車采用的緩沖器主要是ST型和MT3型緩沖器。轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架在兩側(cè)架間安裝了彈性下交叉支撐裝置，交叉桿從搖枕下面穿過，4個(gè)端點(diǎn)用軸向橡膠墊與焊在側(cè)架上的支撐座連接。裝用常接觸式彈性旁承，上、下心盤之間安裝心盤磨耗盤，采用兩級(jí)剛度彈簧。（縱向力是指列車在各種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)車輛間所產(chǎn)生的壓縮和拉伸的力， 在計(jì)算和試驗(yàn)一般客車強(qiáng)度時(shí)，僅按第一工況的載荷組合方式進(jìn)行，貨車必須按第一種工況和第二種工況的載荷組合方式進(jìn)行。因?yàn)榱梢愿淖冏约旱姆较?，所以假定罐體任意截面上的最大計(jì)算壓力按下式確定： （）式中——由罐體端板到所研究的截面的距離，其變化范圍從0到；——罐體圓筒部分的長(zhǎng)度。載荷的總和為 （）在第一工況下，其垂直動(dòng)載荷很小，可不予考慮。垂向載荷增加數(shù)值：貨車為垂向靜載荷的10％，％。把相應(yīng)的R和h值代入這些公式中就可以確定罐體中的薄膜