发布时间 : 星期一 文章毕业设计70t货车车体设计更新完毕开始阅读78c26664ddccda38376bafe0
概述：
铁路是国家重要的基础设施，国民经济的大动脉。解放前，我国的铁路事业十分落后，使用的机车车辆几乎是靠国外进口，只有少量的机车车辆修理厂。新中国建立以来，我国的车辆设计，研究能力经历了从无到有，从摸索到成熟的过程。建国不久就立即开始了车辆的设计，制造工作，如：21型客车，首批22型客车，30t级的通用货车及M11煤车等。
目前在我国由铁路运输完成的货车运输的50%的左右。货车无论在数量上还是品种上，均有令人鼓舞的发展。其生产能力不仅能满足国内的需要，而且已向亚非等国出口。车辆的载重吨位从30t，40t发展到50t,60t,现在正在向70t以上发展；车辆的结构也从纲目混合结构向全国钢结构发展；车辆的材质也有普通刚想低合金钢极耐候钢发展，最近几年开始由铁合金货物车地出现；货车的数量已由建国时的5万辆增加到60万辆以上（不包括至指在企业内部运营的工矿自备车）；而且除了通用货车外还设计了许多专用车辆，如漏斗车，自翻车，集装箱专用平车及运输小汽车双层平车等。今后随着运输量的增加，铁路货车还要增加使用的品种；并大力发展适应于货物集装化，散装化，冷装运输的各种专用货物。车辆的构造速度也从50~60km/提高到100~120km/h，目前，正在研究构造速度可达120~160m/h的快运货车。
货车按用途可分为专用货车和通用货车两类。通用货车由平车，敞车，棚车，罐车和保温车等，转用货车有长大货物车，漏斗车，自翻车等。每种车都包括几种不同的构造和特点的车型。货车车体的重要组成部分包括底架，侧墙，端墙，车顶。车体由许多纵向梁和横向梁组成，车体底架通过心盘或旁承支撑在转向架上。车体钢结构承担了作用在车体上的各种载荷：
1. 垂向载荷：包括车体自重，载重，由于轮轨冲击和簧上振动而
产生的垂向动载荷。在大部分情况下，这些载荷是比较均匀的铅垂作用在地板上，对于某些货车，有时也要考虑装运成件货物而造成的集中载荷。
2. 纵向力：当列车启动，变速，上下坡道。特别是紧急制动和调
车作业时，在车辆之间以及机车和车辆之间所产生的拉伸和压缩冲击力。此纵向力通过车钩缓冲装置作用于车辆底架的前（后）从板座上，由于列车长度和总重量增加后，纵向里的树枝可能增大，对车体来说，也是一种载荷。
3. 侧向力：包括风力及离心惯心力，当货车内装散粒货物时，还
要计算散粒货物对侧壁的压力。侧向载荷比起前面两种在核对然小得多，但对车体的局部结构有一定的影响，例如可是侧立柱产生弯曲变形，加重侧壁各构件的弯曲作用等。
4. 扭转载荷：当车体通过缓和曲线区段，或在不平坦的线路上运
行时，或车体被不均匀地顶起时，车体将承受扭转载荷。
此外，车体钢结构上还承受各种局部载荷。
车体按其承载特点可分为底架承载，侧壁承载，侧壁底架共同承载三类。
1. 底架承载：全部载荷均有底架来承载的车体称为底架承载或自由承载。平车及长大货物车，由于构造上只有要求其具有载荷的地板面，而不需要车体的其它部分，故作用在地板面上的载荷完全由底架的各梁件来承担。正因为如此，中梁和侧梁都做得比较强大。为了使受力合力，中，侧梁都制成中央断
面比两端大的鱼腹型，即为变截面似的等强度的梁。还有部分车辆，如车体为木板的敞车，棚车，虽有侧壁和车顶，但不分担载荷，因此也属于底架承载。
2. 侧壁底架共同承载：由于侧，端壁承载，历代了底架的负担，于是中，侧梁断面均可减小，即中梁不需要做成鱼腹型。侧梁相对于中梁来说，可用尺寸断面较小的型钢来制成，减轻了底架的重量。
3. 整体承载：整体承载结构的车体骨架是有很和多轻巧的纵向杆件及横向杆件组成，与金属包板组焊在一起具有很大的强度和刚度。因此底架承载可以较侧壁承载更轻巧，甚至可以制成无中梁底架结构。
棚车是用来装运不能日晒雨淋的货物，目前运用的棚车已达到八万左
右。在这些棚车中，除少量的P13,P60等旧型车以外，主要为P62,P62N,P64等棚车。为了满足货主的需要，又制造了P70型棚车。该车供在标准轨距铁路上使用，可装运各种免受日晒、雨雪侵蚀的贵重货物和箱装、袋装的货物，添加辅助设施，也可运装人员。
考虑的问题：
在车辆总体设计中必须考虑以下问题。
一 保证运输安全：运输安全是第一位的问题。在各种运输工具中，铁路运输较安全可靠。在车辆总体设计中应使车辆在规定的运行条件下各个部件安全可靠，防止因结构不良引起的事故。在安全方面考虑以下几项：车辆本身不易燃烧，各部件之间不会产生动作失误，各构件的结构强大要好，有足够的使用寿命，连接之间的结合可靠以及车辆的运行稳定性良好。
二 方便使用：首先应遵循“用户至上”的原则；（即货车应考虑人力装卸的方便。）其次在总体设计中考虑车辆个生产环节时以“运用第一，检修第二，制造第三”的原则；最后，考虑车辆的通用形式也体现了方便的使用原则。通用性货车的适应性强，考虑了各种货物的装卸可能性，利用率高。
三 具有合理的技术经济指标：合理的经济技术指标和性能将给整个运用过程带来经济效益。技术性能指标是为车辆间的可比性而定义出来的。在设计时，选定技术经济指标要立足我国国民经济的发展，不可盲目追求设计陷阱的国外车辆的技术经济指标。
四 减少维修保养的费用：总体设计中除了考虑车辆各部分结构应具有良好的制造工艺之外，更要重考虑如何减少车辆的维修和保养工作。保证车辆零部件均有明确的使用寿命是减少维修保养的关键问题。各种材料制成的构件都有腐蚀，变形，磨损，老化后疲劳等问题以致最终失效。保证在失效之前可放心使用，达到在失效期前不更换零部件。
五 结构的工艺性要好：即如何便于生产制造，如何能尽量利用工厂现有的工艺装备。但当车辆预期达到的功能与生产工艺装备发生矛盾时，不应以工厂现有的工艺条件束缚车辆的设计。
六 尽量采用标准化马通用化零部件：采用标准化零部件可提高产品质量，降低成本，缩短生产周期，零件更换方便。在车辆设计中尽量采用本息的通用件，以免配件供应中应起困难与混淆。
七 材料的来源需充足：车辆作为一个产品，它所使用的金属材料及非金属材料不仅规格品种多，而且用量也很大。因此在选材上，再考虑材料性能的同
时，必须要考虑材料大量供应的可能性。
设计过程：
选择技术经济指标→ 总体尺寸设计 → 端墙，侧墙，底架，车顶结构设计 → 校核计算 → 绘图
合理选择技术经济指标：
在车体总设计中遇到的一个重要问题是如何选择与区确定技术经济指
标。技术经济指标是一种由许多因素因素影响的综合性指标，因此必须统筹兼顾应向它的各种因素。主要因素有自重，比容稀疏，每延米轨道载重允许值，轴重，轴数，运输成本及运行速度等。
一 合理选定自重系数：
自重系数 是运送每单位标记载重的车辆自重。从单纯的技术观点来看，车辆的自重系数显然越小越好，因为机车车辆牵引的车辆自重是一种无效的载重，并不产生经济效益。在一般情况下，一辆车的自重绝大部分为组成车辆四大件部分金属间所占的重量，在一定的时期内转向架，车体缓冲装置的重量变化不会太大，影响自重最大的因素便是车体钢结构。对于客车来说，其内部设备所占的重量在自重中也有相当的比例，改变其材质有可能使这部分重量发生较大变化。除少数专用车外，在考虑确立货车系数的同时，也要注意车辆的通用性。如果通用性不好，出现某些货车因车辆容积不够，装满后也达不到标记载重，则实际的自重系数就高于名义的自重系数。 二合理选定比容系数：
比容系数是标记容积与标记载重得比值，比容系数的确定与该货车运装的货物有关。对于专用货车，只要令该货车的比容系数等于所运货物的容积加上必要的货物间隙除以货物重量即可。对于通用货车，首先应确定该车所匀装的货物种类和范围，并根据各种货物的比容及装运该货物的比率，求出通用货车所装货物的加权平均比容，然后令设计车辆的比容系数等于加权平均比容。
当该车的比容系数大于所运货物的比容时，车辆的有效容积未能充分利用：反之，当该车的比容系数小于货物的比容时，在中部能充分利用。从下表可见，我国的棚车比容系数多取2m3/t左右。
表1-1 国产棚车的自重系数与比容系数 型 号 PP50 PPPPP1 13 60 61 62 64 生产年份 1952 1953/1956 1963 1965 1974 1380 1992 载 重(t) 30 50 60 60 60 60 58 自 重(t) 16.5 21.6/21 22.6 22.2 24 24 25.4 容 积(m3) 63 100/101 120 120 120 120 116 自重系数 0.55 0.432/0.42 0.377 0.37 0.4 0.4 0.43 比容系数 2.1 2/2.02 2 2 2 2 2
表1-2 国外棚车的自重系数与比容系数
11-217型 XM系列 XP系列 车 型 大门孔棚车 木制品棚车 大容积棚车 生 产 国 别 前苏联 美 美 首批制造年份 1975 1979 1982 载重（t） 68 65 24.7 自重（t） 24 25.7 23.5 容积（m3） 120 150 213 自重系数 0.353 0.4 0.95 比容系数（m3/t） 1.765 2.32 8.62 三 尽量达到每延米轨道的允许值： 1. 利用每延米轨道载重最大值的意义：
我国铁路的运输能力已不能满足客观运量的需要，开兴忠在货物列车则受战线长度的限制。因此增大车辆的每延米轨道载重，使车辆大型化且缩短列车长度，才能增加列车的总量以提高运能。
2. 每延米轨道载重的允许值：
每延米轨道载重与线路的承载能力有关，它对车辆总体设计也将起制约作用，其最大值允许最大值是根据线路的薄弱环节—桥梁的强度而定的。《铁路桥梁设计规范》（TBJ2-96）中规定：铁路列车顺向活载必须采用铁路标准活载。其中“普通活载”即针对车辆部分作为均部活动载荷q来考虑，当桥梁跨度为30m时，规定q取为9.2t/m,若大于30m时，则延续的部分，q取为8t/m。轨道载重不宜大于8t/m.
3. 车辆结构可能达到的每延米轨道载重：
各种车辆都有逐步大型化及提高每延米载重量的问题，其中提高每延米载重队主型货车尤为迫切。据研究，当货车的比容系数为1.15m3/t，自重系数为0.33，两端车钩伸出量之和为1m。
4. 合理确定车辆的轴重：
按我国线路条件，近期内大规模采用轴重25t的E轴是有困难的，于是专家建议采用23t的轴重作为过渡阶段。
5. 全面考虑运输成本： 讲究经济效益，必须考虑成本。铁路运输成本是有线路，机车，车辆组成的。车辆的成本主要制造及维修费用。这就要求在车辆总体设计时不仅要降低车辆制造及维修费用，还必须考虑不至于因车辆的结构状态的变化而使其他费用增高。一般注意以下几个方面：
1. 要形成合理的车种及车型的构成比例，做到各种货物都有合适的车种及车型可用；
2. 大部分货车都要考虑通用性，以减小车辆的回空率；
3. 便于卸装，缩短在站场的停留时间，增加生产吨公里的时间； 4. 经久耐用，设计时要考虑不修或少修：
5. 合理的车辆大型化，既要在一定的战线长度内增加列车的重量，同时又必须使车辆大型化与线路的同步改造，避免对线路引起的过分