装载加固课程设计

1、货物运输组织装载加固方案课程设计说明书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 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7800mm5100mm3000mmD=3380mmmD=2500mmQ=35t1 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。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

2、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，（1） 刚性加固的单位纵向惯性力：（2）Q总重车总重，t。当Q总> 130t时，

3、按130t计算Q 货物重量，t。（2）柔性加固的单位纵向惯性力： Q总重车总重，t，跨装运输时，按跨装车组总重计算。当130t< Q总150t时，t06.78 kN/t；当Q总>150t时，t05.88 kN/t。Q 货物重量，t。（3）横向惯性力式中，n0每吨货物的横向惯性力，kN/t。货物重心偏离车辆横中心线的距离。车辆销距。Q 货物重量，t。（4）垂直惯性力用普通货车装载时：用长大货物车装载时：货物重心偏离车辆横中心线的距离。车辆销距。Q 货物重量，t。（5）风力式中： F货物在车辆侧向迎风面投影面积； q计算风压。受风面为平面时， q=0.49kN/m2受风面为圆柱体或球体

4、的侧面时， q=0.245kN/m2（6）摩擦力纵向摩擦力： 横向摩擦力：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有平支承平面的货物纵向或横向倾覆拉牵铁线、绞棍、钢丝绳、紧固器、拉杆纵向或横向位移挡木，拉牵铁线，绞棍、钢丝绳、紧固器、钉子或扒锔钉圆柱形货物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、紧固器横装时横向位移

5、拉牵铁线、钢丝绳、绞棍、紧固器、挡木、钉子或扒锔钉带轮货物纵向或横向滚动三角档、掩木、拉牵铁线、钢丝绳、绞棍、紧固器、钉子或扒锔钉、轮挡纵向或横向位移挡木、拉牵铁线、钢丝绳、绞棍、紧固器、钉子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）5.04.54.03.53.22.92.6

6、破断拉力（kN）6.75.44.33.292.752.261.82许用拉力（kN）3.352.72.151.641.371.130.91（2） 盘条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：5.5mm、6.0mm、6.5mm。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）5.566.5破断拉力（kN）7.969.4711.12许用拉力（kN）3.984.735.56（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/T2011

7、8一般用途钢丝绳和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。表4 公称抗拉强度1670N/mm2规格6×19（b）钢丝绳的最小破断拉力和许用拉力钢丝绳直径（mm）677.7899.310111212.513最小破断拉力（kN）18.525.131.732.841.645.651.36273.88

8、1.0486.6许用拉力（kN）9.2512.5515.8516.420.822.825.653136.940.5243.3钢丝绳直径（mm）1415.516171818.52022242628最小破断拉力（kN）100126.6131153.27166182.37205248295346402许用拉力（kN）5063.365.576.638391.18102.5124147.5173201（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物体名称磨擦系数木与木0.45木与钢板0.40木与铸铁0.60钢板与钢板0.30履带走行机械与车辆木地板0.70橡胶轮胎与车辆木地板0.63橡胶垫与木

9、0.60橡胶垫与钢板0.50稻草绳把与钢板0.50稻草绳把与铸钢0.55稻草垫与钢板0.44草支垫与钢板0.42铁路货物运输装载加固方案设计说明书1、 货物的特点及运输要求本次运输的为圆柱形，不规则货物。本货物总长15.9米，高3.38米，重心距离最左端7.8米，重35吨。如下图所示：7800mm5100mm3000mmD=3380mmmD=2500mmQ=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。2、 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

10、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N9型平车（自重22t，载重60t，轴距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。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

11、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N9型平车一辆，一端突出装载，加挂N9型（车地板高度为1260mm）游车一辆，也采用N9型，装载

12、方案如图：C1100mmBCAAB（1）需使货物重心偏离车辆横中心线的距离：a需=7800-134002=1100mm=1.1m因=60-35=25t>10t，故货物重心在车辆纵向最大允许偏离距离：=×l=535×9.72=1.389 (m)因为，因此方案中使货物一端突出（另一端与车端对齐）装载，重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N9型。（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

13、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=3340mmH垫=atanr+h空重差+h车差+h安+f货=183.54mm式中 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）；=0.031；负重车地板空、重高度差，对普通平车可取30（mm）；游车地板高度大于负重车地板高度的尺寸（mm）；安全距离，可取50（mm）；货物突车端的弹性挠度（mm）。因突出端货物底部距车地板高度为：440+40+5=485>183.54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：h=1260+40+5+=2995mmH=Q车×h车+Q

14、15;hQ车+Q=22×4900×35×299522+35=2186.403mm由于重车重心高度在20012400mm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CABBABC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点和C点的计算宽度比较，来确定货物的超限等级。BAA点： 计算长度：L=18.4mm 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,故需要计算外偏差量C外，同时还需要计算附加偏差量K。mm因货车标记载重为60t，K=75(1.89-1.41)=36mm x=B+C外

15、+k-36=1791.7<1900mm查超规，该点不超限。B点： 计算长度：L=13.4mm 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： 因,故不需计算附加偏差量K。 所以， 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N9型普通平车，其负重面长度为9000mm，支重面长度为货物地面长度12900mm，负重面小于支重面长度，因此不集重。1100mmBAC方案2

16、：使用N9型平车一辆，采取货物另一端突出装载，加挂N60型（车地板高度为1170mm）游车一辆，装载方案如图：（1）需使货物重心偏离车辆横中心线的距离：因=60-40=20t>10t，故货物重心在车辆纵向最大允许偏离距离：=×l=535×9.72=1.389 (m)>,允许使货物一端突出（另一端与车端对齐）装载。（2）横垫木需要高度=97.5mm， 因鞍座凹口底部高度为40mm，小于97.5mm，97.5405=52.5mm,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=3045mmH

17、=2217.11mm由于重车重心高度在20012400mm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AB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点： 计算长度：L=13.4mm 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： 因,故不需计算附加偏差量K。所以，H= +40+5+50+1260=2605mm 该点计算宽度小于实测

18、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N9型普通平车，此时，其负重面长度为9000mm，支重面长度为10400mm，因此也不集重。方案三：使用N9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央，两端分别加挂N60型（车底板高度至轨面高度为1170mm）游车各一辆，装载方案如图：ABC（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。 ， 因鞍座凹口底部高度为40mm，外加

19、5mm厚橡胶垫， 40+5=45mm<53.24mm,53.24-45=8.24。取整8，故要8mm的横垫木。（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+8=3003mmH=22×900×35×300322+35=2191.32由于重车重心高度在20012400mm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ACBA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点的计算宽度比较，来确定货物的超限等级。BCA点：中心高：H=1260+40+5+8+3380=4693mm 计算长度

20、：L=15.6m 因Ll=169.72<1.41，故需计算其外偏差量和计算附加偏差量K值。因货车标记载重为60t，查超规，该点不超限。B点：中心高：h=1260+40+5+8=3003mm计算长度：L=15.6m查超规，该点不超限。C点： 中心高：h=1260+40+5+8=3003mm计算长度：L=16.2mm因,故需计算附加偏差量K。货车标记载重为60t，x=B+C外+k-36=1730.62mm查超规，该点不超限。（5）集重检查使用N9型普通平车，其负重面长度为9720mm，支重面长度为货物地面长度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

21、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1. 柔性加固的纵向惯性力：Q=35t Q总=35+22=57t2. T=Q×t0=40×(0.0012×572-0.32×57+29.85=542.808KNQ总重车总重，t。当Q总130t时按130计算。Q货物重量，t。3. 横向惯性力N=n0×Q=3.07×35

22、=107.45式中：每吨货物的横向惯性力，KN/t 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Q重=q垂×35=138.95KN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 。5. 风力W=q×F=0.245×(12.9×3.38+3×2.5)=12.52KN式中：q受风面为圆柱体或球体的侧面时计算风压，KN/。F货物在车辆侧向迎风面投影面积。6. 摩擦力1纵向摩擦力：F摩纵=9.8Q=9.8×0.6×35=205.8KN 横向摩擦力：F摩横=（9.8Q-Q重）=0.6×（9.8×35-159.2）=110.28KN 式中：货物与车底板间滑动摩擦系数。查表得：=0.6 Q货物重量。五、稳定性计算 由于该货物长度较大，