【導(dǎo)讀】增大軸重、減輕自重是提高貨車載重的有效途徑，也是。我國(guó)鐵路和世界鐵路貨車的發(fā)展方向。根據(jù)我國(guó)鐵路線路和橋梁的現(xiàn)狀，而且還能較好地適應(yīng)既有鐵路線橋的實(shí)際狀態(tài)。為了盡快提高鐵路貨運(yùn)能力，緩解鐵路貨運(yùn)的緊張局面，2021年，鐵道部下發(fā)了《70t級(jí)新型通用敞車設(shè)計(jì)任務(wù)書》。根據(jù)科技研究開發(fā)。本設(shè)計(jì)正是基于這一實(shí)際需要而提出。于10000字符的外文資料。收集國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究、設(shè)計(jì)資料，整理、分析研究、設(shè)計(jì)現(xiàn)狀，完成設(shè)計(jì)選題報(bào)告。占我國(guó)貨車總量的60%。物列車非常重要。本設(shè)計(jì)主要內(nèi)容是底架梁的設(shè)計(jì)，底架是車體的基礎(chǔ)、是主要的受力部件。跨度控制是提高車輛的性能的關(guān)鍵。同時(shí)，分別設(shè)計(jì)出各構(gòu)件的參數(shù)，使其應(yīng)力強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計(jì)選用17號(hào)車鉤，MT-2型緩沖器，轉(zhuǎn)K6型轉(zhuǎn)向架。本設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)，利用ANSYS軟件，通過(guò)車體底架建模和受力分析，進(jìn)行強(qiáng)度校核，計(jì)算結(jié)果表明，設(shè)計(jì)的車體符合標(biāo)準(zhǔn)要求，有一定的適用價(jià)值。

　　

【正文】 折斷、換修量大，由于木地板條之間存在縫隙，灰塵及雨水易漏入底架各梁上，以致加劇鋼梁的腐蝕；另外，使用機(jī)械化設(shè)備裝卸散粒貨物時(shí)，電鏟、抓斗也很容易損傷木地板；加之我國(guó)木材資源短缺，因此無(wú)論從運(yùn)用（要求地板平整、光滑）、檢修部門（希望地板堅(jiān)固耐用，換修率?。? 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 25 頁(yè) 或者制造廠的角度看，所以本設(shè)計(jì)，采用鋼地板，選用 6mm 厚的鋼板與底架各梁焊接， 從而克服了木地板的種種缺陷，節(jié)約了木材，并使底架的整體強(qiáng)度得到一定的加強(qiáng)。但是，鋼地板防滑性能差，從而加劇了貨物對(duì)端、側(cè)壁的沖擊力，另外，鋼地板本身易腐蝕、難修理；自重也較木地板重 ～ 1 倍。 關(guān)于地板面距軌面的高度。對(duì)于側(cè)壁中央設(shè)有對(duì)開側(cè)門的敞車便于叉車和手推車裝卸成包貨物，因此要求地板面距軌面的高度盡量與貨物站臺(tái)高度一致。我國(guó)貨物站臺(tái)距軌面的高度為 1100mm，所以這次設(shè)計(jì)的地板面距軌面的高度為1093mm，基本上與貨物站臺(tái)距軌面的高度一致。同時(shí)要求枕梁中央截面的高度以及相應(yīng)的中梁高度與此相適應(yīng)。 ［ 6］地板的材質(zhì)及尺寸見(jiàn)表 44 表 44 地板的材質(zhì)及尺寸 地板厚度 6mm 地板材質(zhì) 鋼板 地板面距軌面的高度 1093mm 底架構(gòu)件設(shè)計(jì)尺寸見(jiàn)表 45 底架組裝 底架組裝工藝流程：中梁組對(duì) — 中梁電焊 — 中梁鉚接、矯正、交檢 — 底架組對(duì) — 花架翻焊 — 底架鉚接、矯正、交檢。中梁是底架的主要承載部件，他承受大部分的垂直載荷和 90%左右的縱向力。底架組裝是全焊接組成，所以焊接工藝在底架組裝中非常重要，焊接的質(zhì)量就決定了底架的質(zhì)量。所以敞車中梁設(shè)計(jì)時(shí)，除了要正確選用型鋼外，還要注意底架組裝時(shí) 的注意事項(xiàng)。 中梁組對(duì) 中梁接頭：焊縫外觀質(zhì)量（使用平焊，焊縫一定要平直） 焊縫內(nèi)部質(zhì)量接頭位置符合 TB/T158095 焊接完成后必須經(jīng)過(guò)探傷合格避開禁區(qū) 中梁前后從板的距離： 03625? mm，位移度≤ 1 兩心盤中心距： 9215177。 3 mm 中梁內(nèi)距： 350177。 3 mm 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 26 頁(yè) 牽引梁內(nèi)距（兩磨耗板間）： 12330? mm 表 45 底架構(gòu)件設(shè)計(jì)尺寸 中梁 中梁長(zhǎng)度 13010mm 中梁材質(zhì) 310 乙 字 型 鋼（ 310? 186? 125? 12） 中梁組對(duì)形式 組焊 枕梁 上蓋板尺寸（厚 ? 高） 8? 450 下蓋板尺寸（厚 ? 高） 12? 400~500 腹板尺寸（二塊）（厚? 高） 8? 140~290 腹板內(nèi)側(cè)距為260 大橫梁 上翼板尺寸（厚 ? 寬） 7? 400 腹板尺寸（二塊）（厚? 高） 6? 233~295 二塊 下翼板尺寸（厚 ? 寬） 8? 400 端梁 截面形狀 厚度為 6mm 左右的鋼板成 F型 上翼板尺寸（厚 ? 寬） 8? 200 腹板尺寸（厚 ? 高） 7? 337~407 下 翼板尺寸（厚 ? 寬） 7? 70 地板 地板厚度 6mm 地板材質(zhì) 鋼板 地板面距軌面的高度 1093mm 縱向梁 中梁與側(cè)梁之間 12 號(hào)槽鋼 小橫梁 大橫梁之間 12 號(hào)槽鋼 側(cè)梁 采用 240 80 8 的槽形冷彎型鋼， 中梁電焊［ 3］ 中梁電焊是底架組裝中的重要工藝，主要注意以下工藝： 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 27 頁(yè) 隔板組成，補(bǔ)強(qiáng)板與中梁焊縫符合 TB/T158095 TB/T158295 規(guī)定 枕梁下蓋板（中梁）與八字補(bǔ)強(qiáng)板焊縫 中梁內(nèi)外縱向焊縫 中梁鉚釘、矯正交檢、心盤鉚釘符合 TB/T291198 從板座拉鉚釘 符合運(yùn)裝貨車〔 2021〕 387 號(hào) 中梁旁彎每米≤ 3 mm,全長(zhǎng)≤ 8mm 上心盤鉚接后無(wú)裂紋 牽引梁甩頭≤ 5mm 牽引梁下垂 5～ 12mm 中梁預(yù)撓度 18～ 22mm 心盤與水平鐵馬橫向焊縫≤ 底架組對(duì) 底架全長(zhǎng)： 13010177。 10mm 底架寬（端梁處） 2900177。 2mm 其余處177。 5mm 底架對(duì)角線之差≤ 8mm 側(cè)梁旁彎每米≤ 3 mm,全長(zhǎng)≤ 8mm，枕間≤ 6mm 底架枕、橫梁處≤ 2mm 鐵地板與各梁間隙≤ 2mm 心盤橫向偏移量≤ 3mm 上心盤中心至端梁外側(cè)距離 1900177。 2mm 各附件焊縫符合 TB/T158095 TB/T158295 規(guī)定 中、側(cè)梁上平面高低差（同一斷面內(nèi)）≤ 5mm 花架翻焊 枕梁腹板兩側(cè)與中梁立焊縫焊角 8符合 TB/T158095 規(guī)定及附件焊縫。 底架翻焊 上旁承中心與上心盤中心距離 760177。 2mm 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 28 頁(yè) 上旁承下平面與上心盤下平面高度 76177。 2mm 側(cè)墻 側(cè)墻的結(jié)構(gòu) 側(cè)墻為板柱式結(jié)構(gòu)，由上側(cè)梁、側(cè)柱、側(cè)板、連鐵、斜撐、側(cè)柱補(bǔ)強(qiáng)板及側(cè)柱內(nèi)補(bǔ)強(qiáng)座等組焊而成（見(jiàn)圖 4 44）。上側(cè)梁采用 140 100 5的冷彎矩形鋼管，側(cè)柱采用 8mm 厚冷彎雙曲面帽型鋼。側(cè)柱與側(cè)梁采用專用拉鉚釘連接。［ 9］ 側(cè)墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 鐵路貨車車輛用鋼材應(yīng)逐步提高σ s、σ b 值，其中中等強(qiáng)度級(jí)別可提高到σ s≥ 420MPa，高強(qiáng)度級(jí)別可提高到σ s≥ 880MPa，車體用鋼要重點(diǎn)解決高強(qiáng)度、高耐蝕性、冷加工性和焊接性等問(wèn)題。本次設(shè)計(jì)敞車將主要采用屈服強(qiáng)度為450MPa 級(jí) 耐候鋼，牌號(hào)為 Q450NQR1。 Q450NQR1 高強(qiáng)度耐候鋼是新研制的新型耐候鋼材 ,特點(diǎn)是低磷、強(qiáng)度高及低溫沖擊韌性高。［ 4］ 上側(cè)梁 上側(cè)梁在側(cè)墻頂部并貫通整個(gè)側(cè)墻，注意到裝卸作業(yè)對(duì)敞車側(cè)壁結(jié)構(gòu)型式的要求。為了上翻車機(jī)械卸散粒貨物，要求側(cè)壁的上側(cè)梁具有足夠的強(qiáng)度和剛度，扶手及車門附件等側(cè)壁附屬零件的高度不得超過(guò)上側(cè)梁，寬度不得超出立柱之外，以免被翻車機(jī)的卡板壓壞。上側(cè)梁在上翻車機(jī)械卸貨時(shí)受力較大，倘若上側(cè)梁變形過(guò)大，就會(huì)影響整個(gè)側(cè)壁的承載能力，故應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)，尤其在側(cè)壁的中央門孔處，上側(cè)梁更需 要加強(qiáng)。上側(cè)梁采用 1 4 0 1 0 0 5mm mm mm??的冷彎矩形鋼管，采用這樣強(qiáng)大的上側(cè)梁是為了適應(yīng)使用翻車機(jī)卸貨的要求。從而使上側(cè)梁的強(qiáng)度和剛度大大加強(qiáng)。上側(cè)梁在中央側(cè)門孔的部分焊有厚 8mm 的鋼板壓制成的槽形門檐，厚 12mm 的門孔補(bǔ)墻板和厚 8mm 的三角形門孔補(bǔ)墻筋板加強(qiáng)，在上側(cè)梁的外側(cè)焊接吊起下側(cè)門的鉤鏈。［ 7］ 側(cè)立柱 全 車共 12 根側(cè)柱（包括側(cè)門柱），每根側(cè)柱高度為 2162mm ，側(cè)柱采用 8mm 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 29 頁(yè) 厚冷彎雙曲面帽形鋼，側(cè)柱應(yīng)盡量與底架枕梁，大橫梁處在同一車體橫斷面內(nèi)，以提高車體結(jié)構(gòu)的整體承載能力。側(cè)柱根部用 6 個(gè)直徑為 20mm 的鉚釘鉚在側(cè)梁腹板上，為提高側(cè)墻與底架的連接強(qiáng)度，在柱下半部焊接有厚 10mm 的補(bǔ)強(qiáng)板，其內(nèi)焊接有鑄鋼內(nèi)補(bǔ)強(qiáng)座。 立柱在散粒貨物的側(cè)壓力作用下（尤其在高速運(yùn)行時(shí)，垂直和側(cè)向震劇烈的情況下）以及在上翻車機(jī)卸貨物時(shí)，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的外漲和內(nèi)傾變形，以至影響車輛的正常運(yùn)行，故在設(shè)計(jì)側(cè)墻時(shí)，不但要使側(cè)立柱本身具有足夠的強(qiáng)度和剛度，還要注意它與底架側(cè)梁及側(cè)柱連鐵的固接強(qiáng)度，側(cè)立柱采用 8mm 厚冷彎雙曲面帽形鋼能使側(cè)力柱在受力后保持其截面形狀的穩(wěn)定性。 側(cè)柱連鐵 側(cè)柱中央靠?jī)?nèi)焊接用 120 53 ?? 的槽鋼制成的側(cè)柱連鐵，槽口向車內(nèi)，全車共 4 根，側(cè)柱連鐵的腹板上焊接下側(cè)門折頁(yè)座。側(cè)壁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，為便于制造和檢修，兩根側(cè)力柱之間的距離力求一致，以便側(cè)門能夠通用，兩側(cè)墻各側(cè)柱對(duì)立面間距離均相等。 側(cè)板、端斜撐 各立柱和側(cè)柱連鐵之間焊接 5mm 的上側(cè)板，側(cè)壁的上部焊接的上側(cè)板是壓 圖 43 側(cè)墻三維示意圖 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 30 頁(yè) 1 上側(cè)梁； 2 側(cè)柱； 3 側(cè)柱內(nèi)補(bǔ)強(qiáng)座； 4 側(cè)板； 5 斜撐； 6 連鐵； 7 側(cè)柱補(bǔ)強(qiáng)板 圖 44 側(cè)墻二維示意圖 型鋼板，保證側(cè)壁的承載能力。上側(cè)板全車共 12 塊，側(cè)板上部與上側(cè)梁內(nèi)緣焊接。每塊上側(cè)板的外表面上焊接有八字形的由 75 50 6mm?? 制成的兩根斜撐，以增強(qiáng)側(cè)板的剛度，同時(shí)對(duì)上側(cè)梁也起到支撐的作用。 側(cè)開門 側(cè)墻中央設(shè)一扇對(duì)開側(cè)門，以適應(yīng)叉車裝卸作業(yè)，側(cè)開門為雙合式車門，分左、右側(cè)。右側(cè)門由門板、折頁(yè)、扶手及上、下門鎖組成。門板由厚 5mm 的鋼板壓制成型，中 部向內(nèi)凹入，四周壓制成凹筋以代替門框，側(cè)開門的兩側(cè)各焊接有折頁(yè)一副。上門鎖由開閉桿、杠桿及上鎖銷組成。各零件間用圓銷連結(jié)，可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)關(guān)閉側(cè)門時(shí)，先關(guān)閉左側(cè)門，再關(guān)閉右側(cè)門。為了防止車體震動(dòng)時(shí)上鎖銷下滑而側(cè)開門自動(dòng)開啟，開閉桿下端帶有彎鉤，可輕便地卡入固定座中，鎖鐵靠自重轉(zhuǎn)到鉛垂位置擋住開閉桿彎鉤部分，使其不能上升和滑出，起到閉鎖作用。下門鎖由手柄及下鎖銷組成，同樣用圓銷連結(jié)。側(cè)門關(guān)好后防下手柄，下鎖銷沿著鎖銷座下滑，插入底架側(cè)梁上的鎖銷插中，而把側(cè)門關(guān)住。此時(shí)下門鎖鐵也靠自重落至最低位置，而擋住下鎖銷自 動(dòng)升起，達(dá)到閉鎖作用。側(cè)門關(guān)閉時(shí)，必須把上，下門鎖一起鎖住，才能保證側(cè)門嚴(yán)密。開啟側(cè)門時(shí)，只要先轉(zhuǎn)動(dòng)鎖鐵，采用與上述相反方向的推或拉即可開啟。 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 31 頁(yè) 下側(cè)門 為便于人工裝卸散粒和小件貨物，設(shè)有六扇上翻式下側(cè)門。下側(cè)門由門板和折頁(yè)組成。門板由厚 6mm 的鋼板壓成中間凹入及四周帶凹筋的壓形板。折頁(yè)由扁鋼制成，其端部卷有圓環(huán)，焊接與門板上，借助圓銷與側(cè)柱連鐵上的折頁(yè)連結(jié)，折頁(yè)下部伸出板外，關(guān)門時(shí)插入底架側(cè)梁上的下側(cè)門搭扣座內(nèi)。折頁(yè)中部焊接有掛環(huán)，下側(cè)門開啟 后，借助上側(cè)梁上的勾梁吊掛起來(lái)。［ 7］側(cè)墻各構(gòu)件材質(zhì)截面及其尺寸見(jiàn)表 46： 上側(cè)梁由 1 4 0 1 0 0 5mm mm mm??冷彎矩形鋼管制成； 全車 12根側(cè)柱均采用 220 140 9( )mm?? 厚冷彎雙曲面帽形鋼； 側(cè)柱中央靠?jī)?nèi)焊接的側(cè)柱連鐵用 120 53 ( )mm?? 的槽鋼制成，槽口向車內(nèi) ,各立柱和側(cè)柱連鐵之間焊接有 5mm 的上側(cè)板，由鋼板（ Q450NQR1）壓制成型； 八字形斜撐由 18 號(hào)槽 鋼制成的，以增強(qiáng)側(cè)板的剛度，同時(shí)對(duì)上側(cè)梁也起到支撐的作用； 門板由厚 5mm 的高強(qiáng)度耐侯鋼板（ Q450NQR1）壓成中間凹入及四周帶凹筋的壓形板。 折頁(yè)由扁鋼制成，其端部卷有圓環(huán)，焊接與門板上。 表 46側(cè)墻各構(gòu)件材質(zhì)及其截面尺寸 構(gòu)件 材質(zhì) 各材質(zhì)截面尺寸 上側(cè)梁 冷彎矩形鋼 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 32 頁(yè) 側(cè)柱 雙曲面帽形鋼 斜撐 18槽鋼 側(cè)柱連鐵 12槽鋼 車門 側(cè)門鋼板5 1906 1625?? 下側(cè)門鋼板6 1250 954?? 側(cè)墻工藝 為了保證有效地將側(cè)壁承受的載荷傳遞給底架，側(cè)墻與底架的連接是非常關(guān)鍵的。在設(shè)計(jì)上通過(guò)側(cè)柱加強(qiáng)板和內(nèi)加強(qiáng)座將側(cè)柱焊接在底架地板上，另外側(cè)柱與側(cè)梁還采用 6 個(gè) 20mm? 的鉚釘連接，使側(cè)壁承載結(jié)構(gòu)得到了保證，防 止了在使用過(guò)程中側(cè)柱與側(cè)梁連接焊縫的撕裂和側(cè)柱外漲。 從焊接角度分析，側(cè)墻的焊縫分布沿著側(cè)墻橫截面的中線基本上是對(duì)稱的，沿其高度方向，下部焊縫少于上部焊縫。為滿足裝卸貨物的要求，側(cè)墻下部門孔比較多，剛度較小，在焊接中，應(yīng)保證各門孔的尺寸精度，減少焊接變形。由于側(cè)墻組成的零，部件較多和側(cè)墻的特殊結(jié)構(gòu)，側(cè)墻制造時(shí)所用夾具為臥式組焊夾具，各門孔的尺寸精度及主要技術(shù)要求，靠夾具上所設(shè)計(jì)的定位擋鐵，定位銷孔及壓緊器來(lái)保證。側(cè)墻組焊夾具多采用側(cè)墻內(nèi)側(cè)朝下的組裝方法。其優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)側(cè) 的形狀與尺寸精度能夠得到保證；外側(cè)零件