《铁路机车车辆》课件 项目二 铁路车体

铁路机车车辆教师：×××项目二铁路车体目录01铁路车辆的结构及承载方式02铁路货车的组成与适用范围03铁路车辆的破损等级任务一铁路车辆的结构及承载方式一、铁路车辆的结构铁路车辆与其他车辆最主要的区别，在于它的车轮必须在专门铺设的钢轨上行驶。这种特有的轮轨配合关系，是铁路车辆在结构上最突出的特点。铁路车辆的其他特点，见表2-1。1.铁路车辆的特点一、铁路车辆的结构2.铁路车辆的结构组成车体底架位于车体下部，是整车的基础承载结构，由纵向梁、横向梁、辅助梁和地板构成，承受车辆的各种竖直载荷与水平作用力。1）转向架转向架（又称走行部、台车）设于车体与轨道之间，是可相对车体回转的走行装置，承担车体自重与载重，在机车牵引下沿钢轨行驶。2）车钩缓冲装置装在车体两端牵引梁上，用于连接机车与车辆、车辆与车辆，能传递纵向力并缓和列车运行中的冲击。3）车钩缓冲装置一、铁路车辆的结构2.铁路车辆的结构组成制动装置制动装置是车辆实现制动的全套机构，是列车精准停车、安全运行的必备装置。4）车内设备车内设备是安装在车体内的固定附属装置，货车与客车的车内设备因使用功能不同而有所区别。5）二、货车底架的结构底架是车体的基础部件，车钩缓冲装置、制动装置均安装在底架上。底架上方还装有侧墙、端墙和车顶等结构。底架承受着车辆所受到的全部竖直载荷与纵向作用力，因此必须具备足够的强度和刚度。底架主要由若干根纵向梁、横向梁及地板组成。其中纵向梁包括中梁和侧梁，横向梁包括端梁、枕梁、大横梁、小横梁，有的底架还装有纵向辅助梁。货车底架由中梁、侧梁、枕梁、端梁、大横梁、小横梁及地板托梁等组成，其一般结构如图2-3所示。二、货车底架的结构中梁是底架的主梁，在底架中部贯通全车，是其他各梁的支承，为底架最主要的受力构件；部分车辆的中梁仅通至两枕梁，为非贯通式中梁。中梁由槽钢、工字钢、乙型钢加下盖板组成，两端铆有从板座，用于安装车钩缓冲装置，该部位为中梁牵引部分；非贯通式中梁及无中梁车辆，安装车钩缓冲装置的部位则为牵引梁。1.中梁二、货车底架的结构侧梁又称边梁，位于底架两侧，与枕梁、各横梁相连，是底架的主要构件。它可直接安装侧墙、承受部分竖直载荷，还能承受向心力、侧向压力等侧向作用力。侧梁多为槽口向内的槽钢制成，便于和横向梁连接，外侧还可铆装侧门搭扣座、脚蹬、柱插、绳栓等附件。2.侧梁二、货车底架的结构枕梁主要承受垂直载荷，能将底架的载荷通过心盘传递给转向架横向梁，两根枕梁设于端梁内侧，因受力大，一般为钢板制成的鱼腹形变截面等强度Ⅱ型结构。枕梁下部中央设上心盘，与转向架的下心盘配合，实现车体支承与车辆转向；下部两端各设一个上旁承，与转向架的下旁承相对应。3.枕梁二、货车底架的结构端梁是车底架两端的横向梁，与中梁、侧梁相连，上方安装端墙。端梁中部开有钩口，外侧铆有冲击座，可承受车钩钩头冲击、保护端梁；外部焊有车钩提杆座，用于安装车钩提杆，一位端梁外部还焊有手制动轴托，供安装手制动机使用。4.端梁二、货车底架的结构大横梁设在两枕梁之间，一般货车为2～4根。它承受部分载荷，并将载荷传给中梁。小横梁的作用与大横梁相同。大横梁为变截面等强度工型结构，小横梁为等截面结构。5.大、小横梁三、车辆的承载方式没有或仅有活动侧板的各种平车、长大货物车，由于结构上只要求具有装货的地板面而不需要车顶，所以全部载荷由车底架来承担，称为底架承载结构。部分车辆，如钢骨木制敞车，虽有车墙，但车墙不能分担载荷，也属于底架承载结构。因中梁、侧梁要求强度大，为了使受力合理，一般将中梁、侧梁制成鱼腹形梁（即变截面等强度梁），如图2-4所示。1.底架承载结构三、车辆的承载方式敞车和棚车的侧墙是与车底架牢固连接的钢结构，具有足够的强度与刚度，可与车底架共同承受载荷，这种结构称为侧壁承载结构（也叫侧墙与车底架共同承载）。因为侧墙能够参与承载，车底架的中梁和侧梁截面可以大幅减小，所以不必做成鱼腹形梁，并且侧梁的截面尺寸也可以比中梁小很多，如图2-5所示。2.侧壁承载结构三、车辆的承载方式如果将侧墙车底架共同承载结构的侧墙和金属车顶牢固地结合在一起，使车底架、侧墙和车顶组成一体，成为箱形结构，则车体各部分都能承受载荷，这就是整体承载结构，如图2-6所示。由于整体承载结构的车体具有很大的强度和刚度，所以其车底架结构可以更为轻巧，甚至可制成无中梁车底架结构，如图2-7所示。属于整体承载结构的车辆有新型棚车、全部客车和罐车等，罐车为无底架结构，如图2-8所示。3.整体承载结构任务二铁路货车的组成与适用范围一、敞车敞车是铁路货物运输中使用最广泛的主型货车。在我国现有铁路货车里，敞车数量最多，约占总数的60%。敞车主要用来装运煤炭、矿石、钢材、木材、机械设备、成件物品及集装箱等货物。敞车主要分为两大类：一类是通用敞车，用于全国通用线路上的多种货物运输；另一类是专用敞车，多用于专用线路或固定区段内特定货物的运输。一、敞车C70型通用敞车（以下简称C70型敞车）载重70t，自重低于23.8t，轴重23t，运行速度120km/h，试验最高运行速度空、重车均为136km/h。C70

型敞车由底架、侧墙、端墙、车门、车钩缓冲装置、制动装置及转向架等组成。车体为全钢焊接结构，主要型钢和板材均采用屈服强度为450MPa的Q450NQR1高强度耐候钢。1.C70

型通用敞车一、敞车C70C

型焦炭运输专用敞车（以下简称C70C

型敞车），是由原眉山车辆厂设计生产的70t级焦炭敞车，与通用敞车相比，减少了亏吨、加装竹围栏的费用，提高了运输安全性。为满足客户需要，原眉山车辆厂于2006年开始研制70t级焦炭运输专用敞车。2.C70C型焦炭运输专用敞车一、敞车C80型铝合金专用敞车（以下简称C80型敞车）是2003年由中车齐齐哈尔车辆有限公司设计研制的80t铝合金运煤敞车，主要用于大秦线的重载运输。车辆载重80t，最高速度100km/h。C80

型敞车主要由车体、转向架、制动装置、车钩缓冲装置等部分组成。设计时采用了可靠性设计理念，提高关键零部件的使用可靠性，从而延长了检修周期，降低了成本，可实现连续运行1600000km不大修。3.C80

型铝合金专用敞车一、敞车C80B

型不锈钢专用敞车（以下简称C80B型敞车），是齐齐哈尔厂为大秦线开行20000t重载煤炭专列而研发的80t不锈钢敞车。车辆采用TCS不锈钢，解决了旧有型号腐蚀情况严重的问题，采用转K6型转向架。C80B

型敞车是为开行20000t重载煤炭运输专列而开发研制的专用车辆，能与秦皇岛三期、四期煤码头的拨车机、列车定位机和三车翻车机相匹配，可实现不摘钩连续翻卸作业，能适应环行装车、直进直出装车和解体装车作业。4.C80B型不锈钢专用敞车二、棚车P65S

型棚车于2000年完成研制，其整体结构类似于P65

型棚车，内部分为装货间和押运间两个部分，押运间供押运人员使用。该车自重26.9t，载重40t，装货间容积118m3。押运间的两侧设有2个内开折页式车门，门口处设有脚蹬和扶手。押运间车门为防盗门形式，采用双层板组焊式结构，在车门的中上部开有可以通风及瞭望的窗口，窗口上安装有可以上下开启的活动窗。1.P65S型棚车二、棚车P70

型通用棚车（以下简称P70

型棚车）供在标准轨距铁路上使用，可装运各种免受日晒、雨雪侵蚀的货物和箱装、袋装的货物，添加辅助设施，可运装人员。能够满足叉车等机械化装卸作业要求。P70

型棚车车体为全钢焊接整体承载结构，主要由底架、侧墙、端墙、车顶、车门、车窗等组成。底架主要型钢板材采用Q450NQR1高强度耐候钢，端墙、侧墙及车顶的主要型钢板材采用09CuPCrNi-A耐大气腐蚀钢。2.P70

型通用棚车三、平车我国现役普通平车以60t、65t级为主力，占总量的80%以上，30t、40t、50t级早期车型已逐步退出主力运用。普通平车按结构分为无端侧板、仅设端板、设端侧板三类，N17系列、N16、N15为当前核心运用车型，适配不同品类、集重要求的货物运输。1.普通平车三、平车我国集装箱专用平车已完成向国际标准箱适配、兼容长大集装箱的升级，早期适配铁标10t箱的车型已逐步被替代；现役主力为X2K/X2H、X4K、X6K

及最新的BX70B

型，其中BX70B型为当前最新型，适配冷链运输，是中欧班列等多式联运的核心车型，X2K/X2H

型则通过双层装载大幅提升运输效率、降低成本。2.集装箱专用平车三、平车平车车型以NX系列为核心，解决了铁路运输排空率高的问题，实现普通货物与集装箱运输双功能；初代NX17A

型仍用于支线短途运输，现役主力为NX70

系列，载重提升至70t，运行速度为120km/h，采用高强度耐候钢车体，适配全系列国际标准箱及长大集装箱，是铁路多式联运“一车多用”的核心车型。3.平车-集装箱共用车四、罐车轻油罐车可以运输汽油、煤油、轻柴油等轻质油类的石油产品。为了装卸方便，同时为了战备的需要，曾经研究过采用下装下卸的方法装卸轻油罐车中的液体。由于下卸阀在常年使用中可能发生漏泄，造成罐内油品漏出，可能引起爆炸事故。为此，轻油罐车一律采用上卸式，尽可能排除事故隐患。罐体外部涂成银色，以减少太阳辐射热的影响，避免罐内液体温升过高，也减少油类货物的蒸发。1.轻油罐车四、罐车黏油罐车是运输原油、重柴油、润滑油等黏度较大油类的罐车。此类罐车采用下卸式，在罐体下部设有排油装置。为了加快卸货速度，黏油罐车罐体上设有加温装置。运送原油的罐车，罐体外部涂成黑色；运送成品黏油的罐车，罐体表面一般涂成黄色。2.黏油罐车四、罐车粉状货物罐车利用流态化输送的原理来装、卸水泥、氧化铝粉等粉状货物，即用压力空气将粉状货物直接吹送到料仓内，实现装卸货物的机械化和自动化，减少对环境和人体的污染。粉状货物气卸罐车一般有两种结构形式，一种是上卸式，一种是下卸式。我国目前的粉状货物罐车主要有散装水泥罐车和氧化铝粉罐车。3.粉状货物罐车四、罐车液化气体罐车主要用于运送液化石油气、液氨、液氯、丙烷、丁烷等液化气体。此类罐车工作压力较高，罐体属于压力容器，所以采用高强度钢板制造，除满足一般的罐车要求外，还须按照压力容器的要求进行设计、试验和检测。液化气体罐车有设押运间和不设押运间两种形式。罐体上部设有安全阀、液相阀、气相阀、液位计、压力表、手压泵、手动紧急切断阀等部件。4.液化气体罐车四、罐车酸碱类罐车主要用于运送酸、碱等具有较强侵蚀作用的化工产品，所以此类罐车要求罐体具有较好的耐腐蚀性能，一般采用玻璃钢、不锈钢等不受酸碱腐蚀的材料。为保证顺利卸车，罐体下半部设有加温套。5.酸碱类罐车五、长大货物车长大平车主要用于装运较长的货物，如长钢轨、长型钢、桥式起重机构架、锅筒以及化工反应器等，我国有D21

型载重60t、D22型载重120t、D27

型载重150t、D23

型载重235t、D25型载重250t、D23G

型载重265t、D26A

型载重260t等各型长大平车。其中，D21

型为20世纪50年代的产品；D22

型为1959—1973年间的产品；D27

型为1975年的产品；D23

型为1974年的产品；而D25型及D23G

型分别为1996年和1997年的产品，D26A

型为2000年的产品。1.长大平车五、长大货物车底架沿纵向呈凹形面的长大货物车称为凹底平车。该类车型与普通平车相比，能装运断面尺寸较大的货物，结构简单、使用方便、运行安全可靠、适运货物范围广，可供装运拖拉机、履带起重机、挖掘机、变压器、发电机转子或定子以及其他长大重机械设备。我国现拥有凹底平车20余种、300余辆，其中D32型凹底平车主要由车体、液压系统、制动装置、车钩缓冲装置、转向架等部分构成，如图2-9所示。2.凹底平车五、长大货物车在底架中部开有一定长度和宽度的落下孔，装载时货物落入此孔内，这类长大货物车称为落下孔车，其可用来运输冶金、电力、重型机械等大型货物，特别适用于那些厚度较小而宽度较大，有一定长度的超限货物，如大型轧钢机牌坊一类的货物。3.落下孔车五、长大货物车钳夹车是具备独特超限运输能力的长大货物车，专用于装运发电机定子、变压器等宽高尺寸大的重型货物。它由两个对称可分离的半节车组成，运输时货物被夹持悬挂在两车之间，且成为货车的一部分；空车运行时，两车通过辅助装置短连挂。该车能最大化利用铁路限界空间，可运输自承载货物，也可通过附加装备运输非自承载货物；配备多导向、侧移机构解决宽度极度超限问题，多数设有液压起升下降机构，且无承货地板面，让货物装载充分利用限界设计。4.钳夹车六、冷藏车冷板冷藏车的优点为：制冷剂可在冷板内反复冻结融化，循环使用；充冷时间小于18h，车辆运输成本低，不污染环境，可带来良好的经济效益和环保效益。冷板冷藏车可由发站或中途站充冷，配备制冷机组和充冷系统的冷板冷藏车可自行充冷。一次充冷，一般能连续运行100h。冷量用完后，可再次充冷。车内温度可通过调整冷板下调温板调节窗的开度来调节，控温范围为-8～5℃。1.冷板冷藏车六、冷藏车机械冷藏车是设有机械制冷设备（一般还设有电采暖装置）的冷藏车。机械冷藏车具有以下优点：能够在全车范围内均匀保持规定的温度和湿度，且易于调节和控制，可充分保证货物运输质量；运行时不需要加水和加冰设备，能节省大量劳动力，加快车辆周转，降低运输成本；不受运输里程和途中停留时间的限制，可有效避免货物发生意外损失。2.机械冷藏车六、冷藏车机械冷藏车是设有机械制冷设备（一般还设有电采暖装置）的冷藏车。以B23

型机械冷藏车为例，该车由一辆发电乘务车和四辆货物车组成。发电乘务车编挂在车组的中部，两端各挂两辆货物车，各货物车可以任意换位、调头连接，如图2-10所示。2.机械冷藏车七、漏斗车漏斗车主要用于装运矿石、煤炭、石灰石、石砟等散粒货物，以及粮食、水泥等散装货物。在漏斗车上加装顶盖或篷布后，还可运输熟石灰、粮食等需要防雨的散装货物。漏斗车按用途不同可以分为石砟漏斗车、煤炭漏斗车、石灰石漏斗车、铁矿石漏斗车、粮食漏斗车等，由煤炭漏斗车演变而成的可上翻车机卸货的KL8BK

型矿石漏斗车是漏斗车的一个特殊品种。八、特种铁路货车检衡车是轨道衡性能检测的主要装备，通过检衡车实现了轨道衡质量计量量值的全国统一传递。轨道衡是称量铁路货车装载大宗散装货物质量的计量器具，目前共有1600多台轨道衡，分布在全国各铁路局集团公司管内。随着我国国民经济的发展及加入WTO，对外贸易不断增加，通过检衡车进行国际轨道衡的量值互检，实现了国际质量计量量值的传递。1.检衡车八、特种铁路货车自翻车是一种装运矿石、煤炭、建材等散装货物的铁路货车。用于备有机械化装车设备的工厂、矿山、大型建筑工地，利用机车或固定场地提供的动力自动倾卸货物。在卸货地点操纵作用阀，即可利用列车管充入储风筒的压缩空气进入倾翻风缸或由车上油泵供给的高压油进入倾翻油缸顶起车体成45°倾角，同时倾翻侧的侧壁随着自动开启，货物沿着倾斜的地板卸至轨道一侧。这种卸货方式效率极高，适用于装卸频繁的矿山运输。2.自翻车八、特种铁路货车JSQ4

型运输汽车专用车主要用于国产及进口各种微型、小型和中型（轿、客、货、客货两用）汽车的铁路运输。运输微、小型汽车时采取双层单排装载；运输中型汽车时采取下层单排装载，上层根据净空高可配装微、小型汽车；各种微、小和中型汽车可混装运输。采用手拉葫芦，可将上层支撑架一端降至下层地板面上，供上层汽车直接自行驶装卸；下层净空高可调整，汽车紧固装置采用止轮器和捆绑联合作用。3.JSQ系列运输小汽车双层平车八、特种铁路货车铁路驮背运输是指公路货运汽车整车或半挂车装载货物后，在始发地火车站装至铁路专用车辆，通过铁路完成长距离运输到达目的地火车站后，公路货运汽车驶离铁路专用车辆驶往最终目的地的一种便捷公铁联合运输方式。进行装卸作业时，车辆以地面三相四线制AC380V为动力，液压驱动，电气控制，可实现凹底架双侧旋转，适应公路货车自行上下、不摘钩装卸作业的要求；端部底架和凹底架的连接及载荷传递采用钳夹车成熟结构，运动机构设有防脱结构。4.QT1/QT2

型驮背运输车八、特种铁路货车运梁车是专为运输大型混凝土桥梁设计的铁路专用车辆，核心作用是满足桥梁转运需求、提高运输效率，适配不同规格预制桥梁的运输场景。为适应早期桥梁运输需要，我国从20世纪70年代中期开始研制生产专用运梁车，该车型可根据所运桥梁的实际规格，通过多辆车编组的方式，适配不同质量和长度的混凝土桥梁转运，灵活满足各类施工场景需求。5.运梁车八、特种铁路货车家畜车是专门配备适配活家畜、活家禽运输设备的铁路专用货车，核心用途是转运各类活体畜禽，且会根据运输需求不断迭代升级。早期的家畜车大多由既有敞车、平车改造而成，先后推出多种型号，车内均采用多层结构，目的是提高活体装载量，满足初期的畜禽运输需求。6.家畜车八、特种铁路货车7.长钢轨车组长钢轨车组是铁路无缝线路建设中兼具长钢轨装车、运输、卸轨及旧轨回收功能的运输兼施工专用列车组。我国20世纪50年代后期试铺长钢轨时，曾用普通平车改装试运，存在劳动强度大、效率低、易损伤钢轨等问题；1965—1970年间改装的三列长钢轨车组现已全部报废。1988年定型的T11A型四层500m长钢轨车组，实现了长钢轨机械化装卸运输，作业效率大幅提升，累计生产25列；1999年改型为T11B型，优化了卸轨机械，改用液压马达驱动，提升了作业可靠性；2005年进一步优化为T11BK型，加装多种安全装置、换装转向架，完善了作业及安全性能。任务三铁路车辆的破损等级一、车体底架的技术要求为保障列车运行安全，《铁路技术管理规程（普速铁路部分）》（简称《技规》）明确规定：编入列车的车辆需处于正常运用状态，车底架的中梁、侧梁、枕梁、端梁不得出现裂损，罐体卡带无裂损、无松动，罐体无漏泄情况；同时对车体弯曲下垂、胀出、倾斜的允许偏差值做出具体规定，相关限度要求见表2-2。一、车体底架的技术要求（1）《技规》规定，车体倾斜容许限度为：客车50mm，货车75mm。（2）造成车体倾斜的原因是多方面的，如货物装载偏重、超重、车体结构松缓、弹簧力弱等。车体倾斜的后果是：弹簧折断或车辆燃轴；运行中的车体左右摆动；可能侵入限界与建筑物、信号设备等发生碰撞。1.车体倾斜一、车体底架的技术要求（1）《技规》规定，敞车车体胀出的容许限度为：空货车80mm，重货车150mm。（2）造成车体胀出的原因主要为：碰伤、砸伤、装载不良、车辆结构缺陷。车体胀出最可能造成的后果是：侵入限界与信号设备、建筑物等发生碰撞。2.车体胀出一、车体底架的技术要求（1）《技规》规定，车体弯曲下垂（中、侧梁在枕梁间下垂）的容许限度为：空货车40mm，重货车80mm。（2）车底架长期受压力可产生一定的塑性变形；为重货车时会引起一定量的弹性变形（即负荷变形），当装载超重时弯曲下垂加大。车体弯曲下垂的后果是：可造成中、侧梁裂纹折断。3.车体弯曲下垂二、车辆的破损等级及其范围1.货车的报废范围凡一般货车因事故破损严重或腐蚀、疲劳等自然耗损符合下列条件之一时，应予以报废。（1）需要更换中梁一根及截换另一根中梁。（2）需要更换中梁一根，且底架枕梁、横梁需更换数量合计达到其总数量的40%。（3）需要更换中梁一根及侧梁一根。（4）因事故造成底架、车体破损严重，确无修复价值（如钢质焊接结构车，底架、在体需解体1/2以上的）。1）一般货车的报废范围二、车辆的破损等级及其范围1.货车的报废范围罐车出现下列任一破损情况，应予以报废。（1）水罐车（专运送水的罐车）罐体的腐蚀达到原厚度的50%，其他罐车约罐体腐蚀达到原厚度的40%，其腐蚀总面积超过8m2。（2）罐体因腐蚀、凹陷，需更换一头端板且挖补罐体2处以上，每处挖补面积均大于1m2。（3）罐体因火灾严重变形，无法修复。（4）罐体严重塌陷、撞瘪并出现硬性折叠，经鉴定无修复价值。（5）无底架罐车，牵引梁、枕梁因事故严重破损，且罐体底部凹入塌陷破损严重。（6）罐车底架因事故破损、火烧变形或腐蚀严重，符合一般货车报废标准。2）罐车的报废范围二、车辆的破损等级及其范围2.客车的报废范围客车符合下列任一项时，应予以报废。（1）外墙、顶板需全部分解，并须更换铁立柱达2/3。（2）需要解体更换中梁。（3）中、侧梁垂直弯曲超过200mm或横向弯曲超过100mm