新型70 t级单侧卸矿石漏斗车的设计

王小红

(太原市标准计量质检院，山西 太原 030012)

0 引言

由于单侧卸车一般会使车体装载偏心而导致翻车事故，因此国内既有各型漏斗车均不能实现单侧卸车。而一些矿山、港口以及或电厂由于其卸料场地仅轨道一侧有卸料坑，无法采用既有的漏斗车卸车，只能采用自翻车和汽车卸车，而自翻车和汽车由于其容积较小，在运输堆密度较小的散粒货物时载重较小，导致运输效率低，经济性差。鉴于此，设计了一种既可以两侧卸车又可以单侧卸车载重70 t的矿石漏斗车。

1 车辆用途

70 t级单侧卸矿石漏斗车是在1 435 mm标准轨距铁路上使用，主要用于装运矿石、石灰石、石砟等散装货物，可满足固定编组、循环使用、定点装卸的电站、矿山港口以及钢铁、水泥、化工等企业运用。该车适用于在地面轨道外侧设有卸料坑的现场(包括轨道外只有单侧卸料坑的现场)使用，可风、手动卸货。

2 单侧卸车载重70 t的矿石漏斗车技术参数

单侧卸车载重70 t的矿石漏斗车卸料方式为上装下卸，轨道外侧卸货，限界符合GB146.1—1983的规定，其主要技术参数如下：

载重(t):70;自重(t):≤23.8;轴重(t):23;容积(m3):50;自重系数:0.34;轨距(mm):1 435;通过最小曲线半径(m):145; 重车重心高(mm):2 200;空车重心高(mm):1 028;最高运营速度(km/h):120;紧急制动距离(m):1 400;车辆长度(mm):14 674;车辆最大宽度(mm):3 248;车辆最大高度(空车) (mm):3 450;车辆定距 (mm) :10 600;底门长度 (mm):2 180;底门开度 (mm) :≥210;底门数量6;车钩中心线高(空车)(mm) :880;固定轴距 (mm) :1 830;车轮直径(mm) :840。

3 车辆结构

该车主要由车体总成、卸料系统、车钩缓冲装置、风手制动装置及转向架等组成，如图1所示。

1-制动装置；2-卸货系统；3-转向架；4-车体总成；5-车钩缓冲装置

3.1 车体总成

该车车体为焊接结构，包括底架组成、侧墙组成、端墙组成、漏斗组成等。车体的主要型钢和板材采用材质为Q450NQR1的高强度耐大气腐蚀钢。

3.1.1 底架组成

底架组成主要包括牵引梁、枕梁、端梁、侧梁、上心盘、冲击座、前从板座、后从板座等。牵引梁采用材质为Q450NQR1的热轧310乙字型钢，枕梁由上、下盖板及腹板组焊而成；侧梁采用高度为160 mm的矩形钢管；锻造上心盘直径为358 mm，前从板座和一体式后从板座的材质为C级钢，前从板座和一体式后从板座上均安装可拆卸式磨耗板。

3.1.2 侧墙组成

侧墙组成采用板柱式拼接结构，包括侧梁、横带、侧板、侧柱等。其中上侧梁采用矩形钢管。

3.1.3 漏斗组成

漏斗组成采用钢板焊接结构，其横向截面为一个X型结构，由两个横向脊背将漏斗区分成三个部分，设有6个卸料口。

3.1.4 端墙组成

端墙组成采用新型的板柱式拼接结构，包括上端梁、端板、横带等，上端梁、腰带、端柱、角柱、斜撑等均采用高强度冷弯型钢。端墙二位设有扶梯。

3.2 卸料系统

该车的卸料系统采用两套底门开闭机构，由底门、传动轴、底门连杆、轴承等组成。传动轴采用空心管组焊而成，由于车辆长度过长，传动轴分为3段，由两个联轴节连接在一起。底门采用钢板焊接结构，主要由底门包板、底门折页、筋板、侧板等组成，采用带防误转动装置的新型减速器。

3.3 转向架

采用转K6型转向架。

3.4 制动装置

空气制动装置可以满足定压500 kPa和600 kPa的主管压力要求，由新型120型控制阀、直径305 mm的主动润滑式制动缸、不锈钢储风缸等组成。

手制动装置设置在车辆一位端，采用NSW-I型手制动机。

3.5 车钩缓冲装置

车钩缓冲装置采用国内70 t级货车通用的17型车钩、17型锻造钩尾框、合金钢钩尾销。采用MT-2或HM-1型缓冲器，钩尾框托板、车钩支撑座和车钩尾框托梁均采用尼龙磨耗板。

4 主要特点

单侧卸车载重70 t的矿石漏斗车主要特点如下：

(1) 以既有成熟结构为基础，对车体结构进行优化，最大限度地提高了车辆的容积，提高了车辆的自重系数，降低了应力水平，提高了制造工艺性。

(2) 通过操纵卸货装置，可实现向轨道单侧或双侧卸货。

(3) 手动卸料系统采用减速器，操作方便省力。

(4) 对制动、钩缓及卸砟系统的悬吊件采取防脱落设计，提高了车辆的运用安全可靠性。

(5) 采用环保型水性涂料，符合“节能、减排、绿色、环保”政策。

(6) 应用工业化设计理念，优化车辆外观结构，提高了产品外观设计质量和商品化程度；设计与工艺相结合，提升了产品设计质量，使产品更加成熟可靠。

我们采用ANSYS有限元软件对该车的车体结构进行了静强度分析。分析结果表明，该车的车体静强度满足TB/T1335—1996《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》的有关规定。

5 结语

70 t级单侧卸矿石漏斗车在进行技术方案设计时，对国内外既有矿石漏斗车的运用情况、存在的问题、需要改进的方向进行了广泛、深入的研究，通过详细分析产品的可靠性、可用性、可维修性和安全性，提高了车辆的使用寿命和运行稳定性。同时借鉴了国内70 t级石砟及煤炭漏斗成功设计经验，通过对车体静强度分析计算对车体结构进行合理优化，使整车的设计方案更加合理可行。

同时，在设计时积极考虑作业安全、环境健康和运用环保,使其能够适应发展绿色交通的要求。