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铁路货场平面设计
姓名:
学号:
专业:
年级:
学院:交通运输与物流学院
指导教师:
2014年6月:.
货物运输组织装载加固方案课程设计说明书
2014铁路货物装载加固方案课程设计任务书
一、铁路货物装载加固方案课程设计任务书
1货物规格:钢制均重等断面圆柱体货物一件,如下图所示,重35t,请依据
《铁路货物装载加固规则》,参照《铁路货物装载加固定型方案》,选择经济
合理的装载加固方案。
7800mm5100mm
3000mm
mD=3380mmD=2500mm
Q=35t
2准用货车
可用任何一种标重60t普通平车装运
3加固材料与加固方法
参见《铁路货物装载加固规则》、《铁路货物常用装载加固材料与装置》、《铁
路货物装载加固定型方案》。
二、设计要求
1分析货物的特点及运输要求
充分了解掌握制定方案时依据的有关货物的所有技术数据,如重量、结构特
点、外形尺寸、重心位置、支重面尺寸、加固作用点位置等等。
2确定装车类型
选择合适的车辆,确定货物在车辆上的合理位置。
3确定装载方案
确定货物重心在车辆横向和纵向上的位置,并进行超限和集重检查,计算重
车重心高度。确定装载位置时,要满足装载方案原则,对可能的装载方案进行比
:.
货物运输组织装载加固方案课程设计说明书
较,应尽可能降低货物超限等级和重车重心高度,并注意避免集重装载。
4计算作用于货物上的力及需要加固装置承受的力
根据新的《加规》,TQt(KN)
0
(1)刚性加固的单位纵向惯性力:
(2)t(KN/t)
0总
Q——重车总重,t。当Q>130t时,按130t计算
总总
Q——货物重量,t。
(2)柔性加固的单位纵向惯性力:
t(KN/t)
0总总
Q——重车总重,t,跨装运输时,按跨装车组总重计算。
总
当130t<Q≤150t时,t=;当Q总>150t时,t=。
总00
Q——货物重量,t。
(3)横向惯性力NnQ(KN)
0
式中,n——每吨货物的横向惯性力,kN/t。
0
a
n(KN/t)
0l
a——货物重心偏离车辆横中心线的距离。
l——车辆销距。
Q——货物重量,t。
(4)垂直惯性力QqQ(KN)
垂垂
a
用普通货车装载时:q(kN/t)
垂l
a
用长大货物车装载时:q(kN/t)
垂l
a——货物重心偏离车辆横中心线的距离。
l——车辆销距。
Q——货物重量,t。
(5)风力WqF(kN)
式中:F—货物在车辆侧向迎风面投影面积;
q—计算风压。
:.
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受风面为平面时,q=
受风面为圆柱体或球体的侧面时,
q=
(6)摩擦力
纵向摩擦力:
F纵Q(KN)
摩
横向摩擦力:
F横(Q)(KN)
摩垂
μ—货物与车地板间滑动摩擦系数。
Q——货物重量,t。
5进行稳定性计算
6确定加固强度
确定加固材料或装置的需要数量及其规格或承受载荷的能力
7画出货物装载加固方案的示意图,并标注说明
三、装载加固材料规格
表1各类货物加固材料适用范围
货物种类防止货物不稳定状态可使用的加固材料
纵向或横向倾覆拉牵铁线、绞棍、钢丝绳、紧固器、拉杆
有平支承平面
挡木,拉牵铁线,绞棍、钢丝绳、紧固器、钉子
的货物纵向或横向位移
或扒锔钉
纵向或横向滚动凹形垫木、掩木、三角挡、钉子或扒锔钉
顺装时纵向位移拉牵铁线、钢丝绳、横腰箍、绞棍、紧固器
圆柱形货物
拉牵铁线、钢丝绳、绞棍、紧固器、挡木、钉子
横装时横向位移
或扒锔钉
三角档、掩木、拉牵铁线、钢丝绳、绞棍、紧固
纵向或横向滚动
器、钉子或扒锔钉、轮挡
带轮货物
挡木、拉牵铁线、钢丝绳、绞棍、紧固器、钉子
纵向或横向位移
或扒锔钉
轻浮货物倒塌支柱(侧、端)、铁线、绳子、绳网、u形钉
1常用加固材料的规格
(1)镀锌铁线
:.
货物运输组织装载加固方案课程设计说明书
1)镀锌铁线的质量应符合国家标准GB/T343《一般用途低碳钢丝》的要求。
2)镀锌铁线的破断拉力应以产品标签上的数据为准,需用拉力取其破断拉
力的1/2。常用镀锌铁线的破断拉力和需用拉力见面表2。
表2常用镀锌铁线的破断拉力和许用拉力
线号6789101112
直径(mm)
破断拉力(kN)
许用拉力(kN)
盘条
(2)
1)盘条的质量应符合国家标准GB/T701《低碳钢热轧圆盘条》的要求。
2)常用盘条公称直径为:、、。
3)盘条的破断拉力应以产品标签上的数据为准,许用拉力取其破断拉力的
1/2。常用盘条的破断拉力和许用拉力表间表3。
表3常用盘条的破断拉力和许用拉力
直径(mm)
破断拉力(kN)
许用拉力(kN)
(3)钢丝绳
1)钢丝绳和钢丝绳夹的质量应分别符合国家标准GB/T20118《一般用途钢
丝绳》和GB/T5976《钢丝绳夹》的要求。
2)实际使用时,钢丝绳的破断拉力应以产品标签上的数据为准,许用拉力
去其破断拉力的1/2。
3)钢丝绳的型号规格较多,为便于现场掌握和操作,本规则以上述标准中
公称抗拉强度1670N/mm2的6×19(b)(1+6+12)型钢丝绳为例,列出常用钢丝
绳直径及其相应的最小破断拉力和许用拉力,具体见表4。
:.
货物运输组织装载加固方案课程设计说明书
表4公称抗拉强度1670N/mm2规格6×19钢丝绳的最小破断拉力和许用拉力
(b)
钢丝绳
(mm)
最小破
.
546
(kN)
.
力(kN)555523
钢丝绳
(mm)
最小破
.
断拉力100131166205248295346402
62737
(kN)
.
力(kN)3855
(4)铁路货物常用摩擦系数表
表5铁路货物常用摩擦系数表
磨擦系
物体名称
数
履带走行机械与车辆
木地板
橡胶轮胎与车辆木地
板
:.
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铁路货物运输装载加固方案设计说明书
一、货物的特点及运输要求
本次运输的为圆柱形,不规则货物。,,重心
,重35吨。如下图所示:
7800mm5100mm
3000mm
mD=3380mmD=2500mm
Q=35t
其重心位置距离左端边界的距离为7800mm,距离右端边界的距离为8100mm,
支重面长度为12900mm,在本次设计中其加固作用点位置详见附图。
二、确定装车类型、装载方案
本次设计要求采用任何一种60t普通平车装运,选车标准:
1,尽量降低货车超限等级。
2,尽量降低重车重心高度。
经以上分析货物特点,本设计选用N型平车(自重22t,载重60t,轴距
9
1800mm,销距9720mm,车底板长度13400mm,车底板高度1260mm,重心高
900mm),其车底板长度与货物长度最为接近,载重也满足要求。
三、确定装载方案
在考虑阔大货物装载时,除必须满足普通货物装载的一般要求(如经济合理
地使用车辆,装载量不超过货车标记载重量等)之外,要特别注意确保重车运行
安全和避免损伤车底架,以保证货车的正常使用寿命,同时要注意避免集重装载。
:.
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阔大货物装载必须遵守的基本技术条件:
(1)在一般情况下,货物装车后其重心或总重心(一车装几件货物时)应能垂
直投影到车地板纵、横中心线的交叉点上(简称“落在车辆中央”);
(2)特殊情况下必须偏离车辆中央时,横向偏离(即离开车地板纵中心线)不
得超过100mm,超过时必须采取配重措施;纵向偏离(即离开车地板横
中心线)要保证车辆转向架承受的货物重量不超过标记载重的1/2,同时
要保证车辆两转向架负重之差不大于10t,但另有规定者除外;
(3)一车装载两件或多件货物时,应避免对角线装载;
(4)重车重心高度从轨面起,一般不得超过2000mm,超过时可采取配重措施
降低重车重心高度或限制该重车的运行速度。
方案1:使用N型平车一辆,一端突出装载,加挂N型(车地板高度为1260mm)
99
游车一辆,也采用N型,装载方案如图:
9
C
1100mm
A
B
(1)需使货物重心偏离车辆横中心线的距离:
=
因pQ=60-35=25t>10t,故货物重心在车辆纵向最大允许偏离距离:
标
5
a=(m)
容Q
因为aa,因此方案中使货物一端突出(另一端与车端对齐)装载,重
容需
心偏离车辆横中心线1100mm,因为右端突出车端部分长度为2500mm,超过了
200mm,故需加挂一辆游车,采用N型。
9
(2)横垫木需要高度
由于货物运输过程中需加挂游车,为了使车辆经过驼峰或线路变坡点时,货
:.
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物突出车端部分的底部与游车地板不想接触,以保证运输安全,超长货物装车时
应使用符合要求高度的横垫木。
本货物所需横垫木的合理高度为:a=3340mm
H=atanr+h+h+h+f=
垫空重差车差安货
式中a——货物突出端至负重车最近轮对轴心所在垂直平面的距离(mm);
tan=;
h——负重车地板空、重高度差,对普通平车可取30(mm);
空重差
h——游车地板高度大于负重车地板高度的尺寸(mm);
车差
h——安全距离,可取50(mm);
安
f——货物突车端的弹性挠度(mm)。
货
因突出端货物底部距车地板高度为:
440+40+5=485>
所以不需垫横垫木即可满足要求。
(3)计算重车重心高度
货物装车后重心距轨面高度:
3380
h=1260+40+5+=2995mm
2
由于重车重心高度在2001~2400mm之间,运输区间限速50km/h,通过侧向
道岔时限速15km/h。
(4)货物超限检查
检定断面位于货物突出端部和左端部,需要通确定突出部分A点和左端B
C
点和C点的计算宽度比较,来确定货物的超限等级。
A点:
AB
计算长度:L=
因车辆检定断面A位于货物的端部,切货物的计算长度>车底板长度,且
:.
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,故需要计算外偏差量C,同时还需要计算附加偏差量K。
c1000
外
8300
因货车标记载重为60t,K=75(-)=36mm
查《超规》,该点不超限。
B点:计算长度:L=
同理,因车辆检定断面A位于货物的端部,货物的计算长度>车底板长度,
但,故需要计算车辆的内加偏差量如下:
C10001000(mm)
内8R8300
因,故不需计算附加偏差量K。
所以,xBc36169039361693mm1700mm
内
该点计算宽度小于实测宽度,故应按实测宽度确定超限等级。
查《超规》,该点不超限。
C点:该点的高度H=3380+1260+45=4685mm,查机车车辆上部界限为4800mm,
所以该点不超限。
(5)集重检查
使用N型普通平车,其负重面长度为9000mm,支重面长度为货物地面长
9
度12900mm,负重面小于支重面长度,因此不集重。
方案2:使用N型平车一辆,采取货物另一端突出装载,加挂N型(车地板高
960
度为1170mm)游车一辆,装载方案如图:
A
1100mm
C
B
:.
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(1)需使货物重心偏离车辆横中心线的距离:
13400
a=7800-=1100mm
需
2
因pQ=60-40=20t>10t,故货物重心在车辆纵向最大允许偏离距离:
标
5
a=(m)
容Q
a>a,允许使货物一端突出(另一端与车端对齐)装载。
容需
(2)横垫木需要高度
Hatanhhhf
垫空重差车差安货
=,
因鞍座凹口底部高度为40mm,,–40–5=,取整为50mm,
故需50mm横垫木。
(3)计算重车重心高度
货物装车后重心距轨面高度:
h=1260+40+5+50+1690=3045mm
H=
由于重车重心高度在2001~2400mm之间,运输区间限速50km/h,通过侧向
道岔时限速15km/h。
(4)货物超限检查
检定断面位于货物突出端部,需要通确定突出部分A点和B点的计算宽度
比较,来确定货物的超限等级。A
A点:该点的高度H=3380+1260+45+50=4735mm,查机车车辆上部
界限为4800mm,该点不超限。B
B点:计算长度:L=
同理,因车辆检定断面A位于货物的端部,货物的计算长度>车底板长度,
但,故需要计算车辆的内加偏差量如下:
C10001000(mm)
内8R8300
因,故不需计算附加偏差量K。
:.
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所以,xBc36169039361693mm1700mm
内
2500
H=+40+5+50+1260=2605mm
2
该点计算宽度小于实测宽度,故应按实测宽度确定超限等级。
查《超规》附件四机车车辆限界表,各级超限限界和建筑限界表可知该点不
超限。
(5)集重检查
使用N型普通平车,此时,其负重面长度为9000mm,支重面长度为
9
10400mm,因此也不集重。
方案三:使用N型平车一辆,采取货物两端突出装载,使货物重心落在车辆中
9
央,两端分别加挂N型(车底板高度至轨面高度为1170mm)游车各一辆,装
60
载方案如图:
A
BC
(1)左端突出:7800-6700=1100mm
右端突出:8100-6700=1400mm(
(2)横垫木需要高度
因右端突出货物底部距车地板高度大于左端,故采用左端计算横垫木高度。
Hatanhhhf
垫空重差车差安货
1340097201800
(1100)30(11701260)500,因
2
鞍座凹口底部高度为40mm,外加5mm厚橡胶垫,
40+5=45mm<,-45=。取整8,故要8mm的横垫木。
(3)计算重车重心高度
:.
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货物装车后重心距轨面高度:
3380
h=1260+40+5++8=3003mm
2
H=
由于重车重心高度在2001~2400mm之间,运输区间限速50km/h,通过侧向
道岔时限速15km/h。
(4)货物超限检查
检定断面位于货物突出两端部,需要通确定突出部分A点、B点和C点的
A
计算宽度比较,来确定货物的超限等级。
A点:中心高:H=1260+40+5+8+3380=4693mm
CB
计算长度:L=
因,故需计算其外偏差量和计算附加偏差量K值。
L2l2
C=1000()=62mm
外8R
L
因货车标记载重为60t,K75()
l
X=B+C+K36
外
查《超规》,该点不超限。
3380
B点:中心高:h=1260+40+5++8=3003mm
2
计算长度:L=
L2l2
C=1000()=62mm
外8R
L
K75()
l
3380
X=B+C+K36+62+-36=
外2
查《超规》,该点不超限。
:.
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3380
C点:中心高:h=1260+40+5++8=3003mm
2
计算长度:L=
L2l2
C=1000()=
外8R
L
因,故需计算附加偏差量K。
l
L
货车标记载重为60t,K75()
l
查《超规》,该点不超限。
(5)集重检查
使用N型普通平车,其负重面长度为9720mm,支重面长度为货物地面长
9
度11700mm,负重面小于支重面长度,因此不集重。
方案比较:
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要用横垫
木,因此选择方案1。
由于方案1和方案3相比,少用一辆游车,在该车过曲线的时候,会更加安
全,更少受到冲击。且不需要用横垫木,其装车后重车重心高度也比较低。
故采用方案1为本设计的装载方案。
四、计算作用于货物上的力及需要加固装置承受的力
:Q=35tQ=35+22=57t
总
2.=40
Q——重车总重,t。当Q〉130t时按130计算。
总总
Q——货物重量,t。
:.
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n
式中:n——每吨货物的横向惯性力,KN/t
0
a——货物重心偏离车辆横中心线的距离。
l——车辆销距。
Q——货物重量,t。
q
式中:
a——货物重心偏离车辆横中心线的距离。
l——车辆销距。
Q——货物重量,t。
W=q×F=×(×+3×)=
式中:q——受风面为圆柱体或球体的侧面时计算风压,KN/m2。
F——货物在车辆侧向迎风面投影面积。
1纵向摩擦力:
横向摩擦力:
式中:——货物与车底板间滑动摩擦系数。查表得:=
:.
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Q——货物重量。
五、稳定性计算
由于该货物长度较大,不可能产生纵向倾覆,为了防止横向滚动,下面加
有鞍座,横向滚动稳定系数为:
纵向水平移动的稳定性:
横向水平移动的稳定性:
检查结果表明,货物连同其鞍座一起有可能在车底板上发生纵,横方向上的水平
移动。
六、确定加固强度
本设计采用柔性加固,所以采用横腰箍下压式捆绑加固防止货物移动,且
用扁钢带作腰箍。已知腰箍两端拉直部分与纵向垂直平面之间夹角r=。设用四
道腰箍,则每道应承受的拉力为:
若用扁钢带做腰箍,扁钢带的截面积为:
F=
设扁钢带有厚度为6mm,,每条扁钢带的长度为:
336
ld336864cm
22
腰箍两端联结螺杆的内径可按下式计算:
:.
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选用M36×3的螺杆,共需8个,每个长约520mm,其中螺纹长度为250mm,
和扁钢带搭接长度为100mm,柱插下部的垫板选用厚度为20mm的钢板制板,
共8个。
七、货物装载加固方案示意图(见附图)
八、自我评价
在这次的课程设计中我发现了自己有很多方面的不足,刚刚开始做时
感觉还可以,越到后面发现自己还有很多公式没有掌握。在经过了这次的学****和
设计加深了我对铁路货物运输这方面的知识了解。学到了在运输一个大型货物时
不时随随便便的,其中还是有很多学问的,了解了怎么去装载才能达到合理又经
济又安全的运输。