铁路运输设施与设备-文档资料

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1、1,铁路运输设施与设备,第三部分,2,铁路运输是陆上运输的主要形式之一，在进行长距离，大批量运输中显现出巨大的优势。 铁路交通运输是由内燃机、电力或蒸汽机车牵引的列车在固定的中型或轻型钢轨上行驶的系统。,3,运输能力大，运输成本较低 速度比较快 安全可靠 货损货差高 通常需要依靠其他运输装备的配合，才能实现门到门的运输 对铁路路线的依赖性强 建设周期长，初期投资大,1.1铁路运输的特点,4,1.2铁路运输的发展趋势,铁路旅客运输重新得到各国政府的重视 合理提高客货列车的运行速度 发展高速铁路已成为世界潮流 重视发展重载运输 应用新型大功率机车 增加行车密度 采用先进的信息控制技术和指挥系统,5

2、,铁路等级是铁路的基本标准。我国铁路线路技术管理规程规定铁路等级应根据在铁路网中的作用、性质和远期的客货运量确定。我国的铁路等级一般分为三大等级，具体分级见下表。,1.3铁路等级划分,6,铁路主要设计标准：是设计铁路的基本决策，应根据国家要求的年输送能力和确定的铁路等级，考虑沿线资源分布和国家科技发展规划，并结合设计线的地形、地质、气象等自然条件，经过论证比选确定。 铁路主要技术标准：正线（连接车站的）数目、限制坡度、最小曲线半径、牵引种类（电气内燃、蒸汽）、机车类型、机车交路（机车牵引列车往返行驶的路段.其长度称为机 车交路距离 ）、车站分布、闭塞类型（用信号或凭证，保证列车按照规定的空间间

3、隔制定运行的技术方法 ）、到发线有效长度。 这些标准是确定铁路能力大小的决定因素。 选用不同的标准对设计线的工程造价和运营质量有重大影响。,1.4铁路设计标准,7,铁路线路： 铁路线路是机车车辆和列车运行的基础,它直接承受机车车辆轮对传来的压力，为了保证列车能按规定的最高速度,安全、平稳和不间断地运行，使铁路运输部门能够质量良好地完成客货运输任务，铁路线路必须经常保持完好状态。铁路线路是由路基、桥隧建筑物和轨道组成的一个整体工程结构。,1.4铁路线路,8,路基 路基是铁路线路承受轨道和列车载荷的基础结构物。按地形条件及线路平面和纵断面设计要求，路基横断面可以修成路堤，路堑和半路堑三种基本形式。

4、 路基顶面的宽度，根据铁路等级、轨道类型、道床标准、路肩宽度和线路间距等因素确定。路基面的形状有路拱和无路拱两种。非渗水的路基面往往做成不同形式的路拱，以便排水。为保证路基的整体稳定性，路堤和路堑的边坡都应根据有关规定筑成一定的坡度。,9,10,11,为了消除或减轻地面和地下水对路基的危害作用，使路基处于干燥状态，须采用地面和地下水排水措施，将降落或渗入路基范围的地面或地下水，拦截、汇集、引导和排离出路基范围外。这些排水设施有侧沟、排水沟、截水沟、渗(暗)沟等。 桥隧建筑物 铁路通过江河、溪沟、谷地和山岭等天然障碍物或跨越公路、其他铁路线时需要修筑各种桥隧建筑物。桥隧建筑包括桥梁、涵洞、隧道等

5、。,12,#桥梁：由桥面、桥距结构和墩台组成。 桥面桥梁上的轨道部分； 桥台位于两端和路基邻接的墩台部分； 桥墩桥梁中间的支柱； 桥跨横跨在两墩台之上的部分； 桥孔两个墩台之间的空间； 孔径每个桥孔在设计水位处的距离。 跨度每桥跨两端支座间的距离； 桥梁全长整个桥梁包括墩台在内的总长度。,13,桥梁的分类 按桥跨所用材料分 钢桥、钢筋混凝土桥、石桥 按外型分 梁桥、拱桥和斜拉桥 按长度分 小桥（500m） # 涵洞：设于路堤下的填土中用以通过少量水流的建筑物 # 隧道：铁路穿越山岭或江河的建筑物,14,轨道 路基、桥隧建筑物修成之后，即可在上面铺设轨道。 轨道是由钢轨、轨枕、联接零件、道床、防

6、爬设备、道岔组成。 钢轨的作用主要是直接承受车轮的巨大压力并引导车轮运行方向，其类型主要是以每米长度的重量表示，现行标准钢轨类型有：70kg/m；60kg/m；50kg/m等。钢轨的标准长度为25m、12.5m两种。 轨枕的作用主要是支承钢轨，将钢轨传来的压力传递给道床，并且还可以保持钢轨位置和轨距。轨枕目前主要有木枕和钢筋混凝土枕。木枕的特点是弹性好、重量轻、铺设更换方便；但消耗木材，使用寿命短。钢筋混凝土枕的特点是使用寿命长、稳定性能高、养护工作量小等。轨枕的长度一般为2.5m。,15,1-钢轨 2-普通道丁 3-垫板 4，9-枕木 5-防爬撑 6-防爬器 7-道床 8-鱼尾板10-螺栓

7、11-钢筋混凝土轨枕 12-扣板式中间联结零件13-弹片式中间联结零件,16,联结零件可分为接头联结零件和中间连接零件。接头联结零件的作用是联结钢轨与钢轨间的接头，主要有鱼尾板、螺栓、螺帽、弹性垫圈等组成，如下图所示。,17,中间联结零件的主要作用是将钢轨紧扣在轨枕上；主要有木枕用和钢筋混凝土用两种类型，下图为木枕用中间联结零件。,18,道床的作用主要是支承轨枕，把从轨枕上传来的压力均匀地传给路基；固定轨枕的位置，阻止轨枕纵向和横向移动；缓和机车车轮对钢轨的冲击。一般使用材料是碎石、卵石、粗砂等，其中以碎石为最优。我国铁路一般都采用碎石道床。,19,防爬设备 在铁路线路中，会发生因机车车辆运行

8、时纵向的作用，使钢轨甚至带动轨枕产生纵向移动的现象，我们称之为线路爬行。线路爬行危害非常大，主要表现为轨缝不均、轨枕歪斜，对轨道造成极大破坏，危及行车安全。所以我们会采用一些防爬措施来规避这种现象的出现，主要的防爬措施是安装防爬器和防爬撑。防爬撑可采用废旧枕木；在山区可采用石条代替。,20,道岔 道岔的作用是使机车车辆从一股道转入另一股道的线路连接设备。道岔在车站上大量铺设，其中用的最多的是单开道岔。,21,无缝线路和新型轨下基础 无缝线路 将若干标准长度钢轨焊接成800或1000米的长钢轨，再在铺设现场焊接成更长的钢轨 其特点是接头少、行车平稳、轨道磨耗小、养护工作量小 宽混凝土轨枕和整体道

9、床 轨枕宽而稍薄，连续铺设，也可将路基、道床、轨枕三个基础部分用钢筋混凝土一次浇铸成型，称为整体道床 其特点是线路稳定性、受力条件好、有利于高速行车，减少维护工作量,22,影响钢轨强度和稳定性的因素: 钢轨类型、轨枕类型和密度、道床类型和厚度 轨道等级: 特重、重、次重、中和轻型五级 对钢轨的要求: 足够的刚度抵抗动轮作用下的弹性挠曲变形 一定的韧性减轻动轮的冲击作用，不致产生折断 足够的硬度抵抗车轮压陷和磨损,钢轨强度和稳定性,23,钢轨强度和稳定性,钢轨设置标准 重量标准： 70kg/m，60 kg/m、50 kg/m、43 kg/m四种 长度标准： 25和12.5m两种 标准轨距：143

10、5mm； 相邻钢轨间应留有一定的间隙，以减少热应力 超高：在钢轨曲线部分，外轨比内轨高出的部分,24,铁路机车与车辆,25,机车是铁路运输的基本动力 机车按运用分类: 客运机车要求速度快； 货运机车要求功率大； 调车机车要求机动灵活。 按原动力来分类: 蒸汽机车：整备时间长、机动性差、起动加速缓慢，已逐渐被淘汰,2.1铁路机车,26,内燃机车 内燃机车是以内燃机作为原动力的一种机车。内燃机车的热效率可达到30%左右，是各类机车中效率较高的一种。机车的整备时间短，持续工作的时间长，适用于长交路；用水量少，适用于缺水地区；初期投资比电力机车少，而且机车乘务员劳动条件好，便于多机牵引。但内燃机车最大

11、的缺点是对大气和环境有污染。铁路上采用的内燃机车绝大多数是柴油机。在内燃机车上，柴油机和机车动轮之间都装有传动装置，柴油机的功率是通过传动装置传递到动轮上去的，而不是由柴油机直接驱动动轮的，其原因就在于柴油机的特性不能满足机车牵引性能的要求。,27,电力机车,28,电力机车的牵引动力是电能，但机车本身没有原动力，而是依靠外部供电系统供应电力，并通过机车上的牵引电动机驱动列车前进。 电力机车优点：功率大，牵引重量大；起动速度快；爬坡性能强；司机劳动条件好、不污染环境、易实现多机牵引。 采用电力机车牵引的铁道称为电气化铁道。电气化铁道由牵引供电系统和电力机车两部分组成。,29,将电能从电力系统传送

12、到电力机车的电力设备，总称为电气化铁道的供电系统。牵引供电系统主要包括牵引变电所和接触网两部分。,电气化铁道牵引供电系统,供电系统示意图,30,目前，世界各国铁路在旅客运输，特别是在大城市之间的旅客运输中，大力发展动车或动车组的运输方式，最大限度满足旅客运输快速、舒适的需求。 安装有动力装置，其既具有牵引动力，又可以载客的客车叫做动车。只载旅客，没有动力装置的车辆称为附挂车或拖车。由动车和拖车编组而成的列车，就叫动车组。,电力动车组,31,动车组有两种形式，一种是以内燃机驱动的内燃动车组，另一种是由接触网供电的电动车组。,中国首列液力传动内燃动车组,“中华之星”交流传动高速电动车组.,32,机

13、车牵引列车运行是由于它具有相当大的牵引力，用来克服列车起动时和运行中所受的阻力。机车牵引力（F）和运行速度（V）的乘积，就是机车的功率（N），即FVN，常用“千瓦”做单位。任何一种机车，它的最大功率是一定的，叫做标称功率。,机车的牵引力与机车功率,机车牵引性能,图3-50 东风11型机车牵引旅客列车,33,机车在牵引列车时，所受到的阻力是经常变化的。当阻力增大时，机车就要发挥出更大的牵引力来克服它；反之，当阻力减小时，牵引力就可以小一点。为了充分利用机车的功率，要求机车在各种不同运行阻力的情况下，都能具有恒功率输出性能。这就要使FV常数。可见牵引力和速度之间应当成反比关系：当速度小时，牵引力大

14、；速度大时，牵引力小。,机车牵引性能曲线,机车理想牵性能曲线,34,机车理想牵引性能曲线,把对F和V的这种要求表示在坐标上，应该是一条双曲线，如上图所示。这条曲线叫做机车理想牵引性能曲线，无论任何一种机车的牵引性能，都应与它相符合。 当然，曲线的两端不能无限延长。左端，牵引力不能超过轮轨之间的粘着力，否则车轮会空转；右端，速度也不能超过机车构造所能允许的范围,35,铁路车辆是运送旅客和货物的工具。一般车辆没有动力装置，需要把车辆连挂成列，由机车牵引，才能在轨道上运行。一般来说，铁路车辆的基本构造由车体、车底架、走行部、车钩缓冲装置、制动装置等五部分组成。,2.2铁路车辆,36,铁路车辆的分类,

15、铁路车辆按用途可分为客车和货车两大类。,全钢浴盆式运煤专用敞车,RZ25DT型硬座客车,37,38,39,货车的种类 通用货车：棚车、敞车、平车 专用货车：罐车、保温车（冷藏车）、矿石车、长大货物车、毒品车、家畜车、水泥车、粮食车等。,40,按轴数分，车辆有四轴车、六轴车和多轴车。四轴车的四根轴分别组成两个相同的转向架，能相对于车底架作自由转动，因此，缩短了车辆的固定轴距，使之能顺利通过曲线。我国铁路上的大部分车辆均采用这种形式。对于载重量较大的车辆，为使每一车轴加在线路上的重量不超过线路强度所规定的吨数，可以做成六轴车或多轴车。,41,42,转向架是车辆的重要部件之一，它承受并传递车体自重和

16、载重，引导车辆沿轨道运行，并顺利地通过曲线，缓和或消减来自线路的冲击和振动，提高车辆运行的平稳性。 转向架是由两组轮对和轴箱油润装置、侧架、摇枕、弹簧减振装置等组成的一个整体。通过摇枕上的下心盘、中心销和车底架枕梁上的上心盘对接。,铸钢棚架式转向架 1轮对；2下心盘；3中心销；4旁承；5摇枕； 6侧架；7摇枕弹簧，8轴箱。,43,货车转向架,货车转向架图 1轴箱装置；2轮对；3侧架；4弹簧减震装置；5摇枕；6旁承；7下心盘。,44,货车转向架各部分的名称 1-轮对；2-轴箱；3-摇枕弹簧；4-侧架；5-摇枕,45,按载重量分，货车有50吨、60吨、75吨、90吨等多种。,46,铁路车辆的基本构造,铁路车辆一般由车体、车底架、走行部、车钩缓冲装置和制动装置等五个基本部分组成。,车辆基本构造,1、车体；2、车底架；3、车钩缓冲装置；4、走行部；5、制动装置,47,48,平车(N),大部分平车车体只有地板，主要用于运送钢材、汽车、机器等体积或重量较大的货物，也可借助集装箱运送其它货物。,49,50,N17型平