貨運裝載加固定型實驗

1、中南大學貨運裝載加固實驗2鐵路貨物裝載加固定型方案 學院：交通運輸工程學院 班級：交通運輸1304班 指導老師：馮芬玲 姓名：聶環(huán) 學號：1104131014背景：鐵路闊大貨物裝載加固技術要求高，復雜性強，其裝載加固方案的好壞直接影響運輸安全，而闊大貨物多是國民經(jīng)濟的中的重要物資，保障其運輸安全對于整個社會具有重要意義。通過實驗，使學生認識鐵路闊大貨物裝載加固的重要性、復雜性、多樣性；掌握鐵路闊大貨物裝載加固技術；強化鐵路貨物運輸安全意識。實驗目的：在學習鐵路貨物裝載加固理論知識的基礎上，綜合運用所學專業(yè)知識，實際解決不同品類貨物裝載加固問題，培養(yǎng)學生動手能力，強化安全意識。1、 鐵路貨物裝載

2、加固方案1 貨物規(guī)格：鋼制均重等斷面圓柱體貨物一件，如下圖所示，重35t，請依據(jù)鐵路貨物裝載加固規(guī)則，參照鐵路貨物裝載加固定型方案，選擇經(jīng)濟合理的裝載加固方案。2 準用貨車可用任何一種標重60t普通平車裝運3 加固材料與加固方法參見鐵路貨物裝載加固規(guī)則、鐵路貨物常用裝載加固材料與裝置、鐵路貨物裝載加固定型方案。二、設計要求1 分析貨物的特點及運輸要求充分了解掌握制定方案時依據(jù)的有關貨物的所有技術數(shù)據(jù)，如重量、結(jié)構(gòu)特點、外形尺寸、重心位置、支重面尺寸、加固作用點位置等等。2 確定裝車類型選擇合適的車輛，確定貨物在車輛上的合理位置。3 確定裝載方案確定貨物重心在車輛橫向和縱向上的位置，并進行超限和

3、集重檢查，計算重車重心高度。確定裝載位置時，要滿足裝載方案原則，對可能的裝載方案進行比較，應盡可能降低貨物超限等級和重車重心高度，并注意避免集重裝載。4 計算作用于貨物上的力及需要加固裝置承受的力根據(jù)新的加規(guī)，（1） 剛性加固的單位縱向慣性力：（2）Q總重車總重，t。當Q總> 130t時，按130t計算Q 貨物重量，t。（2）柔性加固的單位縱向慣性力： Q總重車總重，t，跨裝運輸時，按跨裝車組總重計算。當130t< Q總150t時，t06.78 kN/t；當Q總>150t時，t05.88 kN/t。Q 貨物重量，t。（3）橫向慣性力式中，n0每噸貨物的橫向慣性力，kN/t。貨

4、物重心偏離車輛橫中心線的距離。車輛銷距。Q 貨物重量，t。（4）垂直慣性力用普通貨車裝載時：用長大貨物車裝載時：貨物重心偏離車輛橫中心線的距離。車輛銷距。Q 貨物重量，t。（5）風力式中： F貨物在車輛側(cè)向迎風面投影面積； q計算風壓。受風面為平面時， q=0.49kN/m2受風面為圓柱體或球體的側(cè)面時， q=0.245kN/m2（6）摩擦力縱向摩擦力： 橫向摩擦力：貨物與車地板間滑動摩擦系數(shù)。Q 貨物重量，t。5 進行穩(wěn)定性計算6 確定加固強度確定加固材料或裝置的需要數(shù)量及其規(guī)格或承受載荷的能力1、 貨物的特點及運輸要求本次運輸?shù)臑閳A柱形，不規(guī)則貨物。本貨物總長15.9米，高3.38米，重心

5、距離最左端7.8米，重35噸。如下圖所示：其重心位置距離左端邊界的距離為7800mm，距離右端邊界的距離為8100mm，支重面長度為12900mm，在本次設計中其加固作用點位置詳見附圖。2、 確定裝車類型、裝載方案本次設計要求采用任何一種60t普通平車裝運，選車標準：1， 盡量降低貨車超限等級。2， 盡量降低重車重心高度。經(jīng)以上分析貨物特點，本設計選用N9型平車（自重22t，載重60t，軸距1800mm，銷距9720mm，車底板長度13400mm，車底板高度1260mm，重心高900mm），其車底板長度與貨物長度最為接近，載重也滿足要求。三、確定裝載方案在考慮闊大貨物裝載時，除必須滿足普通貨物

6、裝載的一般要求（如經(jīng)濟合理地使用車輛，裝載量不超過貨車標記載重量等）之外，要特別注意確保重車運行安全和避免損傷車底架，以保證貨車的正常使用壽命，同時要注意避免集重裝載。闊大貨物裝載必須遵守的基本技術條件：（1） 在一般情況下，貨物裝車后其重心或總重心（一車裝幾件貨物時）應能垂直投影到車地板縱、橫中心線的交叉點上（簡稱“落在車輛中央”）；（2） 特殊情況下必須偏離車輛中央時，橫向偏離（即離開車地板縱中心線）不得超過100mm，超過時必須采取配重措施；縱向偏離（即離開車地板橫中心線）要保證車輛轉(zhuǎn)向架承受的貨物重量不超過標記載重的1/2，同時要保證車輛兩轉(zhuǎn)向架負重之差不大于10t，但另有規(guī)定者除外；

7、（3） 一車裝載兩件或多件貨物時，應避免對角線裝載；（4） 重車重心高度從軌面起，一般不得超過2000mm，超過時可采取配重措施降低重車重心高度或限制該重車的運行速度。方案1：使用N9型平車一輛，一端突出裝載，加掛N9型（車地板高度為1260mm）游車一輛，也采用N9型，裝載方案如圖：CAAB（1）需使貨物重心偏離車輛橫中心線的距離：=因=60-35=25t>10t，故貨物重心在車輛縱向最大允許偏離距離：= (m)因為，因此方案中使貨物一端突出（另一端與車端對齊）裝載，重心偏離車輛橫中心線1100mm，因為右端突出車端部分長度為2500mm，超過了200mm，故需加掛一輛游車，采用N9型

8、。（2）橫墊木需要高度由于貨物運輸過程中需加掛游車，為了使車輛經(jīng)過駝峰或線路變坡點時，貨物突出車端部分的底部與游車地板不想接觸，以保證運輸安全，超長貨物裝車時應使用符合要求高度的橫墊木。本貨物所需橫墊木的合理高度為：a=3340mmH墊=atanr+h空重差+h車差+h安+f貨=183.54mm式中 貨物突出端至負重車最近輪對軸心所在垂直平面的距離（mm）；=0.031；負重車地板空、重高度差，對普通平車可取30（mm）；游車地板高度大于負重車地板高度的尺寸（mm）；安全距離，可取50（mm）；貨物突車端的彈性撓度（mm）。因突出端貨物底部距車地板高度為：440+40+5=485>183

9、.54所以不需墊橫墊木即可滿足要求。（3）計算重車重心高度貨物裝車后重心距軌面高度：h=1260+40+5+=2995mm由于重車重心高度在20012400mm之間，運輸區(qū)間限速50km/h，通過側(cè)向道岔時限速15km/h。（4）貨物超限檢查BABC檢定斷面位于貨物突出端部和左端部，需要通確定突出部分A點和左端B點和C點的計算寬度比較，來確定貨物的超限等級。BAA點： 計算長度：L=18.4mm 因車輛檢定斷面A位于貨物的端部，切貨物的計算長度>車底板長度，且,故需要計算外偏差量C外，同時還需要計算附加偏差量K。mm因貨車標記載重為60t，K=75(1.89-1.41)=36mm 查超規(guī)

10、，該點不超限。B點： 計算長度：L=13.4mm 同理，因車輛檢定斷面A位于貨物的端部，貨物的計算長度>車底板長度，但，故需要計算車輛的內(nèi)加偏差量如下： 因,故不需計算附加偏差量K。 所以， 該點計算寬度小于實測寬度，故應按實測寬度確定超限等級。 查超規(guī)，該點不超限。C點：該點的高度H= 3380+1260+45=4685mm, 查機車車輛上部界限為4800mm, 所以該點不超限。（5）集重檢查使用N9型普通平車，其負重面長度為9000mm，支重面長度為貨物地面長度12900mm，負重面小于支重面長度，因此不集重。C方案2：使用N9型平車一輛，采取貨物另一端突出裝載，加掛N60型（車地板

11、高度為1170mm）游車一輛，裝載方案如圖：（1）需使貨物重心偏離車輛橫中心線的距離：因=60-40=20t>10t，故貨物重心在車輛縱向最大允許偏離距離：= (m)>,允許使貨物一端突出（另一端與車端對齊）裝載。（2）橫墊木需要高度=97.5mm， 因鞍座凹口底部高度為40mm，小于97.5mm，97.5405=52.5mm,取整為50mm，故需50mm橫墊木。（3）計算重車重心高度貨物裝車后重心距軌面高度：h=1260+40+5+50+1690=3045mmH=2217.11mm由于重車重心高度在20012400mm之間，運輸區(qū)間限速50km/h，通過側(cè)向道岔時限速15km/h

12、。（4）貨物超限檢查檢定斷面位于貨物突出端部，需要通確定突出部分A點和B點的計算寬度比較，來確定貨物的超限等級。A點：該點的高度H= 3380+1260+45+50=4735mm, 查機車車輛上部界限為4800mm,該點不超限。B點： 計算長度：L=13.4mm 同理，因車輛檢定斷面A位于貨物的端部，貨物的計算長度>車底板長度，但，故需要計算車輛的內(nèi)加偏差量如下： 因,故不需計算附加偏差量K。所以，H= +40+5+50+1260=2605mm 該點計算寬度小于實測寬度，故應按實測寬度確定超限等級。查超規(guī)附件四機車車輛限界表，各級超限限界和建筑限界表可知該點不超限。（5）集重檢查使用N9

13、型普通平車，此時，其負重面長度為9000mm，支重面長度為10400mm，因此也不集重。方案三：使用N9型平車一輛，采取貨物兩端突出裝載，使貨物重心落在車輛中央，兩端分別加掛N60型（車底板高度至軌面高度為1170mm）游車各一輛，裝載方案如圖：C（1） 左端突出：7800-6700=1100mm 右端突出：8100-6700=1400mm（ （2）橫墊木需要高度因右端突出貨物底部距車地板高度大于左端，故采用左端計算橫墊木高度。 ， 因鞍座凹口底部高度為40mm，外加5mm厚橡膠墊， 40+5=45mm<53.24mm,53.24-45=8.24。取整8，故要8mm的橫墊木。（3）計算重

14、車重心高度貨物裝車后重心距軌面高度： h=1260+40+5+8=3003mmH=由于重車重心高度在20012400mm之間，運輸區(qū)間限速50km/h，通過側(cè)向道岔時限速15km/h。（4）貨物超限檢查A檢定斷面位于貨物突出兩端部，需要通確定突出部分A點、B點和C點的計算寬度比較，來確定貨物的超限等級。BCA點：中心高：H=1260+40+5+8+3380=4693mm 計算長度：L=15.6m 因，故需計算其外偏差量和計算附加偏差量K值。因貨車標記載重為60t，查超規(guī)，該點不超限。B點：中心高：h=1260+40+5+8=3003mm計算長度：L=15.6m查超規(guī)，該點不超限。C點： 中心高

15、：h=1260+40+5+8=3003mm計算長度：L=16.2mm因,故需計算附加偏差量K。貨車標記載重為60t，查超規(guī)，該點不超限。（5）集重檢查使用N9型普通平車，其負重面長度為9720mm，支重面長度為貨物地面長度11700mm，負重面小于支重面長度，因此不集重。方案比較：在方案1和方案2中，都是采用的一端突出，且均不超限。方案2要用橫墊木，因此選擇方案1。由于方案1和方案3相比，少用一輛游車，在該車過曲線的時候，會更加安全，更少受到?jīng)_擊。且不需要用橫墊木，其裝車后重車重心高度也比較低。故采用方案1為本設計的裝載方案。四、計算作用于貨物上的力及需要加固裝置承受的力1. 柔性加固的縱向慣

16、性力：Q=35t Q總=35+22=57t2. =40Q總重車總重，t。當Q總130t時按130計算。Q貨物重量，t。3. 橫向慣性力式中：每噸貨物的橫向慣性力，KN/t a 貨物重心偏離車輛橫中心線的距離。 l 車輛銷距。Q貨物重量，t 。4. 垂直慣性力式中： a 貨物重心偏離車輛橫中心線的距離。l 車輛銷距。Q貨物重量，t 。5. 風力W=q×F=0.245×(12.9×3.38+3×2.5)=12.52KN式中：q受風面為圓柱體或球體的側(cè)面時計算風壓，KN/。F貨物在車輛側(cè)向迎風面投影面積。6. 摩擦力1縱向摩擦力： 橫向摩擦力： 式中：貨物與車底板間滑動摩擦系數(shù)。查表得：=0.6 Q貨物重量。五、穩(wěn)定性計算 由于該貨物長度較大，不可能產(chǎn)生縱向傾覆，為了防止橫向滾動，下面加有鞍座，橫向滾動穩(wěn)定系數(shù)為：縱向水平移動的穩(wěn)定性：橫向水平移動的穩(wěn)定性：檢查結(jié)果表明，貨物連同其鞍座一起有可能在車底板上發(fā)生縱，橫方向上的水平移動。六、確定加固強度 本設計采用柔性加固，所以采用橫腰箍下壓式捆綁加固防止貨物移動，且用扁鋼帶作腰箍。已知腰箍兩端拉直部分與縱向垂直平面之間夾角r=6.7。設用四道腰箍，則每道應承受的拉力為：若用扁鋼帶做腰箍，扁鋼帶的截面積為：F=5.15設扁鋼帶有厚度為6mm，寬度不小于9.4cm，每條扁鋼帶的長