散货自翻车设计说明书1Word下载.docx

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该车具有倾翻平稳、卸货迅速、操作简便、运输效率高、使用安全可靠的特点.试设计其自翻，自动开、关门机构。

1.2有关数据

载重

60t

自重

33.2t

容积

27m3

商业运营速度

80Km/h

通过最小曲线半径

80m

车辆长度

13234mm

车辆换长

1.2

傾翻缸工作压力

5kg/cm2

傾翻缸数

4

1.3设计要求

自翻车工作状态及原始参数如图所示，设计要求如下：

1.车厢向一侧翻至给定角度时，该侧厢门联动打开成为车厢底面的平行延伸面。

2.车厢向一侧翻时，另一侧厢门不得向内挤压。

3.车厢未倾翻时及恢复水平状态时，两侧厢门联动关闭，厢门不得在散货压迫下自行开启。

4.驱动和传动系统在车厢下面，不超过车厢侧面。

5.采用液压驱动，平面连杆机构传动（不使用高副机构），各传动角不得小于30°

。

6.不得发生杆件干涉现象。

不得涉及高副机构，受力合理。

1.4设计任务

1、总体方案设计，将能够实现的方案尽可能列出来，并进行方案比选

2、结合设计要求，比较各方案的优缺点，选定合理的机械运动方案；

3、按给定的传动要求和执行机构运动参数，拟定机械传动方案；

4、画出机械运动方案简图；

5. 

用软件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。

6. 

图纸上绘出最终方案的机构运动简图（可以是计算机图）并编写说明书。

2背景资料

在货物运输中，有大量的散货（如煤、沙等）是由汽车、火车等运输工具运送，在卸载时，不需要担心货物的破损，但是，却需要大量的人力，而且，由于作业现场会出现大量的粉尘，工人的工作条件极其恶劣。

另据铁道部相关人士透露：

2007年，全国铁路完成煤炭运输15.4亿吨，占总发送量的49.3%。

随着我国基础建设日益发达，对于煤炭需求量也会日益增加。

这不仅要求煤炭资源的开采效率要高，更重要的是要求煤炭运输的效率要高。

煤炭的卸货是关系到煤炭铁路运输效率的一个非常关键的因素。

目前，我国散装货物运输，主要靠通用敞车来完成。

卸车作业在一些大型厂、矿和港口采用翻车机、链斗卸车机具等进行卸货。

但很大一部分中小型厂、矿、站场的卸车作业，还没有比较合适的机械，同时翻车机设备庞大复杂、有一定局限性，且对车辆的损坏严重，链斗卸车机效率低，不能满足成列车卸货的要求。

由此，设计一种高效率的散货卸车车厢十分有必要。

表1：

国内外自翻车生产情况统计表

车型

载重/t

自重/t

容积/m3

制造年份

制造厂

生产情况

KF-60

60

33.5

27

1963

中国哈厂

大批量

KF-100

100

49

44

1967

批量

KF-70

70

34

29

1972

一辆

KF-65

65

33

1978

2BC-95

95

53.6

44.5

前苏联

BC-100

49.5

44.6

2BC-105

105

48.5

Southerpacific

90

30

38

美国

DIFCO’S

46

捷克

101

48

德国

181

59

96

市场上常见的散货自翻车车类型：

常见的自翻车有中国北车集团太原机车车辆厂设计、生产的KF60AK型自翻车；

北车集团哈尔滨车辆厂设计、生产的KF-100型液压自翻车、KF-100A型气压自翻车；

南车集团株洲车辆厂设计、生产的KF-60型自翻车、KF60A（N）型自翻车。

自翻车所实现的功能及其技术要求：

KF60AK型自翻车是卸车设备与车辆结构结合在一起的专用车辆，适用于标准轨距铁路上运输矿石、剥离岩石、砂砾、煤块、建筑材料等散粒货物。

KF-100型液压自翻车、KF-100A型气压自翻车，适用于矿山、工厂及大型施工工地，用于矿石、岩石、煤及其块粒状货物的运输。

该车具有可倾翻的车箱，装有电控液压倾翻系统，或压缩空气倾翻系统，可使车箱向左右任一侧倾斜，此时该侧的侧门能自动向下开起，当车箱倾翻至26°

时，侧门与车箱地板构成一延续面，将货物卸至线路的外侧。

该车由车箱、底架、转向架、制动装置、连结缓冲装置、液压装置或气压装置、电气装置和倾翻机构等部件组成。

其主要承载构件采用低合金钢制造，采用滚动轴承或滑动轴承该车具有以下特点：

倾斜平稳，卸货迅速。

操作简便，运输效率高，使用安全可靠。

KF-60、KF60A（N）型自翻车适用于备有机械化装车设备的工厂、矿山等部门，用来运输矿石、煤块、建筑材料等散粒货物。

全车由车体、底架、倾翻装置、制动装置、车钩缓冲装置、转向架等组成，车体为全钢铆焊结构，其中KF60A（N）车体为耐侯钢结构。

采用13号上作用车钩、ST型缓冲器和2E轴的焊接构架或铸钢转向架。

其特点是装有可倾翻车箱及下开式侧门，车箱在倾翻风缸作用下，可向任一侧倾翻45°

，同时随之打开并作为地板面的延续面，将货物卸至远离轨道的一侧。

自翻车实例及其相关参数：

a）KF60AK型自翻车

性能参数：

载重（t） 

60

自重（t） 

约33.8

容积（m3） 

29

商业运营速度（km/h） 

120

通过最小曲线半径（m） 

145

轨距（mm） 

1435

车辆长度（mm） 

13652

车箱倾翻角度 

45°

倾翻缸工作压力（MPa） 

0.49

转向架 

K6型转向架

制动装置 

120型

车钩缓冲装置 

C级钢13A型上作用车钩／MT-2型缓冲器

限界 

符合GB146.1-83《标准轨距铁路机车车辆限界》

b）KF5-100自翻车

载重t　　　　　　　　100

自重t　　　　　　　　49.7

构造速度km/h　　　　　100

容积m3　　　　　　　　44

通过最小曲线半径m　　80

车厢内长m

上部13,958

下部　　13,730

车箱内高mm　　　　　 

1,144

车箱内宽mm

　　上部　　　2,930

　　下部　　　2,770

车箱倾翻最大角度　45°

车辆长度mm　　15,446

c）KF-60、KF60A（N）型自翻车

自重/t34

载重/t60

容积/m327

轴重/t25t

构造速度/km•h-180

通过最小曲线半径/m80

车体内长×

内宽/mm11.23×

2.82

车体倾翻角度/°

45

车体侧门全开角度/°

倾翻缸工作压力/Mpa0.49

根据铁路运输的实际情况，初步调研确定如下准则：

车厢应该能向两侧自动倾翻，为了保证散货能准确运动到目的地，车厢向一侧倾翻时，该侧的车厢门应该自动打开作为车厢底的延展面。

而在运输过程中为了保障散货不遗漏，两侧车厢门在未倾翻时应该严密闭合。

车厢倾翻的动力采用液压传动。

此设计称为自翻车，自翻车设计成功可极大节省人力，减轻劳动强度，提高铁路运输的效率。

1）车箱最大高度

车箱最大高度的选取主要应根据车辆通过平洞溜井时给矿口的位置以及司机瞭望方便等因素来定,一般应小或等于2900mm。

2）车箱最大倾翻角

所谓车箱倾翻角,是指车箱倾翻时,车箱地板面与水平面的夹角（图1）。

取值主要依据粒状货物的动安息角来定,因为卸货过程系重力克服粒间的磨擦力而滑移的运动过程,因此α选值应按动安息角考虑,并参照国内外部分自翻车的最大倾角（见表2），取=45°

～50°

图1：

车辆最大倾翻角与最小卸货距离示意图

表2：

国内外部分自翻车最大倾翻角、最小卸货距离、倾翻缸底部距轨面最小距离

BC-85

3BC-50

1955

DIFCO

1974

3）最小卸货距离

（图2）的选取应根据道床结构,使其卸出的散粒货物卸到道床边缘外侧。

根据以往设计经验并参照国内外部分自翻车最小卸货距离（见表2）,n大于或等于2300mm为宜。

4）倾翻缸底部距轨面最小距离

（图2）值的选取应根据矿山移动线路等

级、钢轨型号、轨枕间距、车辆底梁下挠、

弹簧压缩、轮缘磨耗、脱轨后缸底与轨面应

有一定间隙等因素,并参照国内外部分自翻图2：

倾翻缸底部距轨面最小距离

车倾翻缸底部距轨面最小距离（见表2）,

选取300mm～360mm为宜。

倾翻机构设计参考：

1）对倾翻机构的要求

自翻车在倾翻卸货过程中,车箱侧门的开闭,要有一套控制机构,这个机构就是一般所说的倾翻机构。

倾翻机构的设计应满足以下要求:

（1）正位时,两侧门自锁；

（2）倾翻时,非倾翻侧的侧门自锁,倾翻侧的侧门开启速度应满足倾翻稳定的要求；

（3）复位时,非倾翻侧的侧门自锁,倾翻侧的侧门应自然复位；

（4）具有提前开门和提前卸货功能；

（5）安全可靠。

2）倾翻机构发展趋势

国内外自翻车倾翻机构发展趋势大致可分为以下几个阶段:

20年代到50年代,采用端部控制机构（图3）和大折页机构（图4）。

图3　端部控制机构示意图图4大折页机构示意图

1.支撑杆一2.支撑杆二3.杠杆。

1.折页2.抑制肘