《铁路货车设计与制造》 教案 第一章 铁路货车发展

铁路货车设计与制造课程信息课程类型必修课限选课();任选课();专业拓展课()其它()课程教学总学时数32学时2学分学时分配教材名称作者冯成尧；马贵平出版社西安电子科技大学出版社书号出版时间班级课程名称授课教师授课课时2学习课题教学基本要求对铁路货车发展有一个总体的、全貌的了解。教学重点、难点介绍国内外铁路货车发展。教学方法、手段教学过程设计导入——专题讲解——问题分析讨论——练习——归纳总结参考案例来自教材、相关参考书教具、教材教学课件PPT、教学录像片时间重载运煤车辆支持经济发展引进消化了美国铝合金货车技术，研制开发了载重 80t级Cgo型铝合金、CgoB型不锈钢运煤敞车，满足了大秦线开行2万吨重载组合列车的运输需求，开辟了中国铁路重载运输的新纪元，使中国铁路重载运输技术一步跨入了世界先进行列，为大秦铁路年运量从1亿吨跃升到2～4亿吨提供了新型运输装备。揭开了中国铁路货车第三次全面升级换代的崭新一页。通用70t车辆上高度研制开发了具有自主知识产权的载重70t级C7o,C7oA、C7oB型敞车、P70型棚车、X4k型集装型底开门煤车、KM7oB不锈钢煤炭漏斗车、L7o型粮食漏斗车等新型货车，实现了中国铁路货车由60t级向70t级的全面升级换代。研制了转K2型提速转向架，完成了既有货车120km/h提速改造技术方案设计，快速提升了既有铁路货车的技术性能，改写了中国铁路货车40年来长期在70-80km/h徘徊的历史，为铁路全面实施提速战略奠定了大车研发新突破研制开发了载重350～450吨落下孔车、载重350~380吨钳夹车、载重320吨凹底平车、载重260吨组合式长大平车，填补了多项国内空白，达到了国内领先、国际先进水平，连创了4项中国铁路之最。其中，载重450吨落下孔车，是我国乃至亚洲载重量最大的特种货车，也是世界上载重吨位最大的落下孔车。整机出口展实力研制开发了澳大利亚、新西兰等国的25～30吨轴重3*20ft集装箱车、五单元关节式集装箱车、C3s型粮食漏斗车及C32型煤漏斗车、35.7～40吨轴重不锈钢矿石车，取得了货车整机出口的新突破，实现了中国向世界发达国家批量出口铁路货车整机的夙愿，向世人展示了中国铁路货车制造业的综合实力。关键部件新支撑研制的21t轴重转K2型、K4型与K5型提速转向架和25t轴重转K6型、K5及K7低动力作用转向架，已成为中国铁路新型货车的主型转向架。25～40t轴重转向架，是中国铁路出口货车的主力转向架。21～25t轴重2轴、3的需求。储备开发了30t轴重重载货车转向架、160km/h组合式大容量缓冲器等提速重载货车车钩缓冲配件我国铁路货车经历了从仿制到自主研发、从引进消化吸收到再创新近70年的发展历程,目前达到了货物列车商先进水平，部分技术已经达到世界先进水平，较好地满足了我国货车发展的需要，有力保证了货物运输安全。特别是二十一世纪以来的技术创新，形成了多项高水平的适应中国铁路实际运用条件的核心技术，涵盖了设计、制(1)车体轻量化设计技术通过采用铝合金、不锈钢和非金属等新材料、冷弯型载重，从而提高车辆本身的运输能力。(2)低动力作用技术用，降低车辆的轮轨动作用力，在提高车辆使用寿命的同时，减少钢轨磨耗和对路基的损坏，降低线路的维修成本和整体的运营成本。(3)抗菱技术通过在转向架采用交叉杆、弹簧托板等抗菱技术，实现了三大件式转向架运用性能的本质提升，更好地适应了重载、提速条件下对走行装置的要求(4)纵向力技术重载列车是铁路货车的一个发展方向，通过对纵向力冲器技术、锻造钩尾框技术及制动控制技术，减小了列车(5)可靠性技术基于疲劳分析理论的可靠性设计，提高了车体钢结构及车辆关键部件的设计可靠性；采用紧凑型轴承、二次磨轮耗轮、新车轴，改善受力状况，提高强度储备，有效提高车辆运用的可靠性；运用弹性常接触旁承技术和心盘连连接部位的磨耗；采用无级空重车自动调整装置、高摩合成闸瓦等制动新技术，提高了制动性能和使用可靠性；通过环形线运行可靠性试验、干线运行可靠性试验以及载荷车体不锈钢焊接新技术不仅填补了国内铁路货车制术水平的同步提升；摇枕侧架整体芯铸造新技术有效提高了铸件的安全可靠性；制动系统模块化组装新技术，彻底改变了传统的生产组织作业方式，提高了制动装置零部件制造质量和组装质量，可解决运用货车制动系统长期存在的管路泄漏和折断等惯性质量问题。三项重大工艺新技术的开发与应用推广，大大提升了铁路货车制造技术水平，为中国铁路货车推行精益制造奠定了重要技术基础。吨级新型货车和载重60吨提速改造货车环形线36万公里 货物列车积累了运行经验，为制定新型提速重载货车检修规程和可靠性试验规范提供了科学依据。国内铁路科研部门开展了铁路货车载荷谱试验研究，揭开了货车疲劳可靠性研究的新篇章。中国国家铁路集团有限公司(原铁道部、以下简称国铁集团)完成了铁路货车验收信息管理系统和铁路货车新技术基础数据管理信息管理系统的开发，提升了铁路货车产品质量控制手段和技术管理水平。其中：铁路货车验收管理信息系统在验收日常工作中全面投入使用，取得了良好效果；新技术基础数据管理信息系统进入生产资质信息库、新技术教学培训信息库，由此推动铁路货车研发企业的产品三维设计和产品数据管理(PDM)的实施，实现铁路货车基础技术信息的共享。为更好地适应铁路运输对车辆装卸、防盗、操作可靠的运输要求。针对运用、检修中反映的惯性质量问题，通车下侧门搭扣、票插、折角塞门手柄、手制动机滑轮、轴承挡键等货车配件防盗问题；在国铁集团营运部门的指导固、绳栓等方面进行了改进完善，还解决了既有旧型敞车的个性需求。同时中车相关企业还完成10余项调研项目为今后立项攻关和解决检修运用问题积累了技术资随着和谐铁路建设发展战略的深入实施，铁路货车运用条件发生了巨大变化。首先是货车运行速度、载重量提高，以及列车牵引重量、编组辆数的增加，列车纵向动将呈非线性增长；其次是车辆周转天数降低、使用频提高，特别是取消货车辅修修程及延长货车厂、段修周和关键件的质量保证期等修制改革的深化，以及列检布局的调整和交路的延长等措施的实施。这些都对货车及其零部件的技术性能和使用安全可靠性提出了新要到2021年底，全国铁路营业里程达14万公里，主要繁忙干线了实现客货分线。客货分线后我国既有铁路干线将以货物运输为主，十条大能力煤运通道将进行煤炭重载运输，新建线路将对既有通用线路和专用线路的运输能力进行补充。从而形成客货分线后的既有通用线路、既有货运专用线路、新建铁路线路三种运输条件的线路。为充分利用既有条件，快速提高我国铁路运输能力，缓解制约国民经济发展的瓶颈，瞄准国际先进技术水平，借鉴国外重载、快捷运输的成功经验，加快重载、快捷货车新产品开发，实现快捷货车技术新突破、重载货车技术新跨越，满足中国和世界铁路货物运输发展要求。5000～10000吨的新型通用货车;研究既有货车在客货分线后的运输模式和技术条件，最大限度提高运输能重95吨级、商业运营速度100km/h、编组2.5～3万吨的新型重载货车。对于新建铁路线路，根据路网规划、运能需求及今后的技术储备等综合考虑，发展轴重25～40t、商业运营速度100～120km/h、编组1~3万吨的新型重载货车。大系列产品；建立适应我国铁路特殊运行条件、优于国际先进标准的中国铁路货车标准体系；推进我国铁路货车迈上30t轴重和160km/h新台阶，使我国铁路重载、快捷货车技术全面达到世界先进水平，适应客货分线后铁路货运发展需求，满足国民经济又好又快发展的需况国家线路代表重牵引重量美国内轨燃内轨燃加拿大燃澳大利亚气气燃年··占南非气气气窄轨万t/年双线万t年巴西拉其维多利亚万t/年瑞典气万t/年中国大秦线气t/年至达到35.7以上t。轴重为29.8t的货车占美国整个重载货车的65%,随着货车轴重的增加，其车辆平均载重从1960年的55.4吨，增加到2010年的101.7t。美国铁路重载约95%是利用单元列车运输的列车编组一般为135~150辆，牵引质量1.75万~2万吨。煤炭是美国铁路运输最主要的货物品类,2010年煤炭运输占其铁路总运量的44%,煤炭运输收入占总运营收入的运量的70%以上，已成为联合运输的重点产品，成本比用图1-1美国的重载列车载运输的统一模式。加拿大铁路营业里程约7万km,重平洋铁路(CP)两大公司，营业里程分别为25900km和27840km。加拿大太平洋铁路(CP)的重载列车由124辆重载列车的开行，大大降低了加拿大铁路的运输成本，1997年，CP的运输成本为1.6美分/t·km,与美国铁入60亿美元，纯利润高达8亿美元，图1-2加拿大CP铁路重载列车(小麦)输出国之一，这样的资源特点推动了澳大利亚铁路重载运输的发展。2009年重载运输产值占全澳GDP的1.7%,年运输产值约70亿美元，煤炭运量占其铁路货运总量的37%,矿石运量占39%,年货运量达5.45亿t。重载运输货运量占全澳货运市场的40%,未来计划发展到澳大利亚开展重载运输的公司主要可分为铁矿石运输和煤炭运输。以煤炭运输为主的是昆士兰铁路公司(QR),以铁矿石运输为主的有必和必拓(BHPBilliton)昆士兰的电气化运煤铁路轨距为1067mm,钢轨重量60kg/m,车辆轴重22.5t,最长列车编挂14总重10500t。必和必拓(BHPBilliton)公司纽曼山铁路年运量为1.09亿t,列车由6台6000马力的机车牵引，大多数列车编挂208辆矿石货车，每辆货车装载约125t铁矿石，轴重37.5t,均牵引质量4.5矿业集团下属的皮尔巴拉铁矿公司(PilbaraIron),拥有1200km铁路，列车编组通常在230辆以上，每辆车载重100t以上，列车总重2.95万t,长2400m。FMG是澳大用40t轴重的矿石敞车，每列编组240辆矿石敞车，载重达32950t铁矿石，接近2.7km长。尔达尼亚(Saldanha)的矿石运输专线(Orex),全长861km,车辆轴重达到了30t,开行编组为200辆甚至达达4000m,2011年全年该线路的运输能力达到5200万t,2015年达到6100万t。另一条是从北部的煤炭基地姆普马兰加(Mpumalanga)到理查兹湾(Richardsbay)的运煤专线(COALlink),全长580km,开行了编组200辆的列车，轴重达26t,牵引总重22000t,编组长度万吨线路总里程不到1500km,约占南非铁路里程的7%,却图1-5南非重载运煤专用敞车前苏联解体后的俄罗斯铁路，2