CN103909942A - 一种轻量化型矿石运输专用敞车 - Google Patents

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Abstract

一种轻量化型矿石运输专用敞车由车体钢结构、车钩缓冲装置、转向架、制动装置组成,车体钢结构包括底架、侧墙和端墙,底架由列尾装置安装座、辅助横梁、辅助纵梁、枕梁、中梁、大横梁、小横梁、钢地板组成,底架、侧墙和端墙通过整体全钢焊接连接形成一个整体的并且底架无端梁和侧梁的受力框架结构;端墙与侧墙连接处、端墙与底架连接处、侧墙与底架连接处设有防渣板。本发明采用轻量化设计,取消了传统敞车底架的端梁和侧梁,有效降低车体自重、增大车辆载重;车体主要承载部件采用高强度耐大气腐蚀钢,提高了车辆零部件强度储备、耐腐蚀性能,延长车辆的使用寿命;采用AAR标准的车钩以及大容量橡胶缓冲器有效提高承受冲击载荷的能力。

Description

一种轻量化型矿石运输专用敞车
技术领域:
本发明属于机械设计制造领域,尤其涉及铁路运输设备领域,特别涉及矿石运输铁路专用敞车,具体的说是一种轻量化型矿石运输专用敞车。
背景技术:
由于世界各国国情、铁路路况、铁路车辆运输装备存在很大差异,铁路货车的应用工况极不相同,特别是在非洲部分国家,铁路运输装备十分落后,普遍存在车辆整体结构受力状态不理想、车辆使用年限短、刚度和强度储备不足等问题,不能充分发挥铁路运输装备的作用、使用户获得最佳的经济效益。
发明内容:
本发明要解决的技术问题是提供一种轻量化型矿石运输专用敞车,其整体结构合理,既能有效降低自重,又能满足非洲部分国家铁路运输的要求,且能适应专用于敞车卸货的翻车机卸货作业。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
本发明提供一种轻量化型矿石运输专用敞车,该专用敞车包括车体钢结构、车钩缓冲装置、转向架和制动装置,所述车体钢结构包括底架、垂直设置在底架两侧的侧墙以及垂直设置在底架首尾两端的端墙,所述底架由列尾装置安装座、辅助横梁、辅助纵梁、枕梁、中梁、大横梁、小横梁、钢地板组成,底架两端设有列尾装置安装座和辅助横梁,中梁沿底架的纵向方向位于底架的中间部位,在底架两端各设置一根枕梁,枕梁靠近辅助纵梁并并行于辅助横梁,在两个枕梁之间设置有三个大横梁和两个小横梁,小横梁位于大横梁与大横梁间,枕梁、大横梁、小横梁相互平行,辅助纵梁设置在底架两端和底架中部,并并行于中梁,在底架上面铺设钢地板,该专用敞车车体前后两端部安装有车钩缓冲装置,其关键技术是:所述底架上的枕梁的两端与中梁和侧墙组焊连接,大横梁的两端与中梁和侧墙组焊连接,端墙与侧墙连接处设有角柱,端墙与侧墙通过角柱焊接连接,使底架、侧墙和端墙通过整体全钢焊接连接组成箱型结构,使所述车体钢结构形成一个整体的并且底架无端梁和侧梁的受力框架结构;所述端墙与侧墙连接处设有角部防渣板,端墙与底架连接处设有横带和底部防渣板,侧墙与底架连接处设有侧柱内补强座和防渣板。
与现有技术相比,本发明具有的有益效果是:
1、本发明采用无端梁和侧梁底架结构的车体钢结构,取消了传统敞车底架的端梁和侧梁,底架、侧墙和端墙采用整体全钢焊接连接组成箱型结构,使所述车体钢结构形成一个整体的并且底架无端梁和侧梁的受力框架结构,同时采用变截面双腹板箱型结构梁和封闭型断面结构梁,使车体钢结构形成合理的整体受力框架结构,使各承载部件受力均匀,在不降低车辆的整体刚度和强度、在提高结构承载能力的前提下尽量减轻结构自重,使车辆具有更大的承载能力。本发明有效降低了车体钢结构自重,实现车体钢结构轻量化设计,达到提高车辆单车载重的目标。
2、本发明采用符合AAR标准的F型固定和转动车钩,大容量橡胶缓冲器,有效提高承受冲击载荷的能力,实现列车两万吨的编组要求。
3、本发明采用两端制动主管单侧布置,有效减少主管接头数量,降低泄露风险;车辆采用专用翻车机卸货时,回避了传统敞车须先分离两辆敞车之间的车钩连挂,实现了不解钩翻卸作业、提高卸货效率。
4、本发明车体的主要承载部件采用Q450NQR1高强度耐大气腐蚀钢,能够提高车辆零部件强度储备、耐腐蚀性能,延长车辆的使用寿命,延长车辆检修周期,减轻维护工作量和运输成本。
5、本发明采用高强度螺栓连接上心盘和中粱,在保证连接可靠性的同时提高上心盘的可维护性。
6、本发明采用心盘档圈结构,降低上心盘螺栓连接处的纵向冲击力,提高底架整体结构的抗冲动能力。
7、本发明端墙与侧墙连接处、端墙与底架连接处、侧墙与底架连接处设置防渣板,可减少卸货时货物在角落处的沉积,提高货物的卸尽率。
8、本发明结构简单、制造工艺性优良。
附图说明:
图1是本发明的立体结构图;
图2是本发明的结构示意图;
图3是本发明的底架结构示意图;
图4是本发明底架的中梁立体结构图;
图5是本发明底架的中梁上心盘和心盘挡圈放大图;
图6是本发明底架的中梁断面示意图;
图7是本发明底架的中梁主视图;
图8是本发明底架的中梁俯视图;
图9是本发明底架的枕梁主视图;
图10是本发明底架的枕梁俯视图;
图11是本发明的侧墙结构示意图;
图12是本发明的端墙结构主视图;
图13是本发明的端墙结构左视图。
图中标识:
1-车钩缓冲装置,2-底架,3-转向架,4-制动装置,5-侧墙,6-端墙,2.1-列尾装置安装座,2.2-辅助横梁,2.3-辅助纵梁,2.4-枕梁,2.5-中梁,2.51-整体式冲击座、2.52-整体式后从板座、2.53-心盘档圈、2.54-上心盘、2.6-大横梁,2.7-小横梁,2.8-地板,5.1-侧墙板,5.2-侧柱,5.3-吊车座,5.4-上侧梁,5.5-防渣板,5.6-扶梯,6.1-上端缘,6.2-角柱,6.3-横带,6.4-加强筋板,6.5-端墙板,6.6-加强横带,6.7-角部防渣板,6.8-底部防渣板。
具体实施方式:
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。但不应将此理解为本发明的上述主题的范围仅限于下述实施例。
结合图1~图13,本发明提供一种轻量化型矿石运输专用敞车,该专用敞车包括车体钢结构、车钩缓冲装置1、转向架3和制动装置4,车体钢结构包括底架2、侧墙5和端墙6,侧墙5垂直设置在底架2的两侧,端墙6垂直设置在底架2的首尾两端,该专用敞车车体前后两端部安装有车钩缓冲装置1,端墙6与侧墙5连接处设有角柱6.2和角部防渣板6.7,端墙6与侧墙5通过角柱6.2焊接连接,端墙6与底架2连接处设有横带6.3和底部防渣板6.8,侧墙5与底架2连接处设有侧柱内补强座和防渣板5.5。
该专用敞车的底架2为轻量化新型结构,底架2不设置端梁和侧梁,底架2由列尾装置安装座2.1、辅助横梁2.2、辅助纵梁2.3、枕梁2.4、中梁2.5、大横梁2.6、小横梁2.7、钢地板2.8组成,底架2两端设有列尾装置安装座2.1和辅助横梁2.2;中梁2.5沿底架2的纵向方向位于底架2的中间部位,中梁2.5由两根冷弯槽型钢组焊而成,中梁2.5上设有整体式冲击座2.51、整体式后从板座2.52、上心盘2.54、心盘档圈2.53和隔板,整体式后从板座2.52与槽型钢拉铆连接,工艺性好,方便维护;上心盘2.54与槽型钢采用高强度螺栓连接,在保证连接可靠性的同时提高可维护性;心盘档圈2.53焊接于上心盘2.54内部,可承受纵向冲动,降低上心盘螺栓处的纵向冲击力,提高底架承受车辆纵向冲动的能力。在底架2两端各设置一根枕梁2.4,枕梁2.4靠近辅助纵梁2.3并并行于辅助横梁2.2,其两端与中梁2.5和侧墙5组焊连接,枕梁2.4由上盖板、下盖板、腹板及加强板组焊而成,腹板位于上盖板与下盖板之间,位于中梁2.5上的整体式后从板座2.52处,枕梁2.4从中梁2.5到侧墙5的截面由大变小,构成变截面双腹板箱型结构梁;在两个枕梁2.4之间布置有三个大横梁2.6和两个小横梁2.7,大横梁2.6和小横梁2.7由上盖板、下盖板、腹板及加强板组焊而成,腹板位于上盖板与下盖板之间,构成工字型断面梁,大横梁2.6的两端与中梁2.5和侧墙5组焊连接,大横梁2.6从中梁2.5到侧墙5的截面由大变小,所述枕梁2.4、大横梁2.6、小横梁2.7相互平行;辅助纵梁2.3布置在底架2两端和底架2中部,并并行于中梁2.5,在底架2上面铺设钢地板2.8。由于底架2上的枕梁2.4的两端与中梁2.5和侧墙5组焊连接,大横梁2.6的两端与中梁2.5和侧墙5焊接连接,端墙6与侧墙5通过角柱6.2焊接连接,使底架2、侧墙5和端墙6通过整体全钢焊接连接组成箱型结构,使所述车体钢结构形成一个整体的并且底架2无端梁和侧梁的受力框架结构。由于底架2无端梁和侧梁,并且采用变截面箱型结构梁和封闭型断面结构梁,采用轻量化设计和等强度设计理念,使得车体钢结构形成合理的整体受力框架结构,使各承载部件受力均匀,在保证车辆强度和刚度的前提下,降低了车体钢结构自重,提高了车辆单车载重。
该专用敞车的侧墙5由侧墙板5.1、侧柱5.2、吊车座5.3、上侧梁5.4、防渣板5.5、扶梯5.6和脚踏组成,上侧梁5.4沿侧墙5的纵向方向位于侧墙5的最上沿,扶梯5.6布置于侧墙5两端,侧柱5.2为冷弯槽型结构,其下端与底架2焊接连接、上端与上侧梁5.4焊接连接,侧柱5.2为槽型断面,从侧墙5根部到上侧梁5.4,侧柱5.2的截面由大变小,在两端侧柱5.2处设置有吊车座5.3,侧墙5内部设置有防渣板5.5,侧墙5内根部设置侧柱内补强座,钢地板2.8和侧墙板5.1焊接连接,侧墙板5.1从底部到顶部设置有2°的倾角。
该专用敞车的端墙6由上端缘6.1、角柱6.2、横带6.3、加强筋板6.4、端墙板6.5、加强横带6.6、角部防渣板6.7和底部防渣板6.8组成,端墙6的两端设有角柱6.2、角部防渣板6.7,角柱6.2与侧墙5相连,构成整体结构,端墙6的上端设置上端缘6.1,上端缘6.1中部设置有顶车垫板和加强筋板6.4。
该专用敞车的转向架3采用三大件式铸钢转向架、B级钢摇枕、侧架,AARF级(61/2″X12″)性能车轴和AARC级钢的多次磨耗整体铸钢车轮等。该专用敞车可适应铁路1435mm轨距的需要,能满足使用要求,结构简单,检修方便。
该专用敞车的车体钢结构为全钢焊接结构,各梁和板件采用Q450NQR1高强度耐大气腐蚀钢。车辆主要承载部件采用Q450NQR1高强度耐大气腐蚀钢可提高车辆零部件强度储备、耐腐蚀性能,延长车辆的使用寿命,延长车辆检修周期,减轻工人劳动强度和维护工作量及运输成本。
该专用敞车的车钩缓冲装置1采用AARF型车钩、F型固定和转动车钩、大容量橡胶缓冲器、加厚型钩舌,车钩缓冲装置1安装于车体两端。采用符合AAR标准的转动车钩和固定车钩可承受5560kN的冲击载荷,可适应两万吨的列车编组。
该专用敞车的制动装置4包括风制动装置和手制动装置,风制动装置设置在车体底部,风制动装置的制动主管单侧布置,采用制动主管单侧布置,有效减少制动主管接头数量,降低泄露风险,实现车辆不摘钩翻车卸货作业的需求,提高卸货效率。风制动装置采用符合AAR标准的KNORR公司生产的DB60型空气制动系统,该系统由DB60型空气控制阀、ABU10"×12"制动缸、KRD2A-500AR型闸瓦间隙调整器、直端塞门、33"软管连接器等组成。手制动装置设置在车体的一端的端墙上,手制动装置采用垂直式链传动手制动机。
使用本发明时,应校核车辆与运行限界之间的安全余量。
本发明适用于铁路1435mm轨距线路上运输铁矿石、矿粉等散粒矿物。

Claims (10)

1.一种轻量化型矿石运输专用敞车,该专用敞车包括车体钢结构、车钩缓冲装置(1)、转向架(3)和制动装置(4),所述车体钢结构包括底架(2)、垂直设置在底架(2)两侧的侧墙(5)以及垂直设置在底架(2)首尾两端的端墙(6),所述底架(2)由列尾装置安装座(2.1)、辅助横梁(2.2)、辅助纵梁(2.3)、枕梁(2.4)、中梁(2.5)、大横梁(2.6)、小横梁(2.7)、钢地板(2.8)组成,底架(2)两端设有列尾装置安装座(2.1)和辅助横梁(2.2),中梁(2.5)沿底架(2)的纵向方向位于底架(2)的中间部位,在底架(2)两端各设置一根枕梁(2.4),枕梁(2.4)靠近辅助纵梁(2.3)并并行于辅助横梁(2.2),在两个枕梁(2.4)之间设置有三个大横梁(2.6)和两个小横梁(2.7),小横梁(2.7)位于大横梁(2.6)与大横梁(2.6)间,枕梁(2.4)、大横梁(2.6)、小横梁(2.7)相互平行,辅助纵梁(2.3)设置在底架(2)两端和底架(2)中部,并并行于中梁(2.5),在底架(2)上面铺设钢地板(2.8),该专用敞车车体前后两端部安装有车钩缓冲装置(1),其特征是:所述底架(2)上的枕梁(2.4)的两端与中梁(2.5)和侧墙(5)组焊连接,大横梁(2.6)的两端与中梁(2.5)和侧墙(5)组焊连接,端墙(6)与侧墙(5)连接处设有角柱(6.2),端墙(6)与侧墙(5)通过角柱(6.2)焊接连接,使底架(2)、侧墙(5)和端墙(6)通过整体全钢焊接连接组成箱型结构,使所述车体钢结构形成一个整体的并且底架(2)无端梁和侧梁的受力框架结构;所述端墙(6)与侧墙(5)连接处设有角部防渣板(6.7),端墙(6)与底架(2)连接处设有横带(6.3)和底部防渣板(6.8),侧墙(5)与底架(2)连接处设有侧柱内补强座和防渣板(5.5)。
2.根据权利要求1所述的一种轻量化型矿石运输专用敞车,其特征是:所述中梁(2.5)由两根冷弯槽型钢组焊而成,中梁(2.5)上设有整体式冲击座(2.51)、整体式后从板座(2.52)、上心盘(2.54)、心盘档圈(2.53)和隔板,整体式后从板座(2.52)与槽型钢拉铆连接,上心盘(2.54)与槽型钢采用高强度螺栓连接,心盘档圈(2.53)焊接于上心盘(2.54)内部。
3.根据权利要求1所述的一种轻量化型矿石运输专用敞车,其特征是:所述该专用敞车底架的枕梁(2.4)由上盖板、下盖板、腹板及加强板组焊而成,腹板位于上盖板与下盖板之间,枕梁(2.4)位于中梁(2.5)上的整体式后从板座(2.52)处,枕梁(2.4)从中梁(2.5)到侧墙(5)的截面由大变小,构成变截面双腹板箱型结构梁。
4.根据权利要求1所述的一种轻量化型矿石运输专用敞车,其特征是:所述该专用敞车底架的大横梁(2.6)和小横梁(2.7)由上盖板、下盖板、腹板及加强板组焊而成,腹板位于上盖板与下盖板之间,构成工字型断面梁,大横梁(2.6)从中梁(2.5)到侧墙(5)的截面由大变小。
5.根据权利要求1所述的一种轻量化型矿石运输专用敞车,其特征是:所述该专用敞车的侧墙(5)由侧墙板(5.1)、侧柱(5.2)、吊车座(5.3)、上侧梁(5.4)、防渣板(5.5)、扶梯(5.6)和脚踏组成,上侧梁(5.4)沿侧墙(5)的纵向方向位于侧墙(5)的最上沿,扶梯(5.6)布置于侧墙(5)两端,侧柱(5.2)为冷弯槽型结构,其下端与底架(2)焊接连接、上端与上侧梁(5.4)焊接连接,侧柱(5.2)为槽型断面,从侧墙(5)根部到上侧梁(5.4),侧柱(5.2)的截面由大变小,在两端侧柱(5.2)处设置有吊车座(5.3),侧墙(5)内部设置有防渣板(5.5),侧墙(5)内根部设置侧柱内补强座,钢地板(2.8)和侧墙板(5.1)焊接连接,侧墙板(5.1)从底部到顶部设置有2°的倾角。
6.根据权利要求1所述的一种轻量化型矿石运输专用敞车,其特征是:所述该专用敞车的端墙(6)由上端缘(6.1)、角柱(6.2)、横带(6.3)、加强筋板(6.4)、端墙板(6.5)、加强横带(6.6)、角部防渣板(6.7)和底部防渣板(6.8)组成,端墙(6)的两端设有角柱(6.2)、角部防渣板(6.7),角柱(6.2)与侧墙(5)相连,端墙(6)的上端设置上端缘(6.1),上端缘(6.1)中部设置有顶车垫板和加强筋板(6.4)。
7.根据权利要求1所述的一种轻量化型矿石运输专用敞车,其特征是:所述该专用敞车的转向架(3)采用三大件式铸钢转向架,B级钢摇枕、侧架,AARF级(61/2″X12″)性能车轴和AARC级钢的多次磨耗整体铸钢车轮。
8.根据权利要求1所述的一种轻量化型矿石运输专用敞车,其特征是:所述该专用敞车的车体钢结构为全钢焊接结构,所述各梁和板件采用Q450NQR1高强度耐大气腐蚀钢。
9.根据权利要求1所述的一种轻量化型矿石运输专用敞车,其特征是:所述该专用敞车的车钩缓冲装置(1)采用AARF型车钩、F型固定和转动车钩、大容量橡胶缓冲器、加厚型钩舌,安装于车体两端。
10.根据权利要求1所述的一种轻量化型矿石运输专用敞车,其特征是:所述该专用敞车的制动装置(4)包括风制动装置和手制动装置,风制动装置设置在车体底部,风制动装置的制动主管单侧布置,风制动装置采用AAR标准的DB60型空气制动系统,该系统由DB60型空气控制阀、ABU10"×12"制动缸、KRD2A-500AR型闸瓦间隙调整器、直端塞门、33"软管连接器等组成;手制动装置设置在车体的一端的端墙(6)上,手制动装置采用垂直式链传动手制动机。
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