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1、生产工艺技术级铁 路储油罐车焊接结构 及工艺设计 生产工艺技术级铁 路储油罐车焊接结构 及工艺设计 AbstractAbstract WithChinassuccessfulaccessiontotheWorldTradeOrganization(WTO),China seconomyhasachievedanunprecedentedhigh-speeddevelopment.Increasingthe intensityofthenationalinvestmentininfrastructureconstruction,distribu tionandtransportationofva
2、riousmaterialsandtheturnoverincreasedyearbyy ear.Economicdevelopmenthasputforthhigherdemandsandchallengesonthetran sportationindustry.RailwayTransportasthemainarteryofthenationaleconom icdevelopment,truckedfarcannotmeettheneedsofthetransportationofmater ials,andtheRailwayTransportoverloadhasbeeanimp
3、ortantissueofrailtran sportatthepresentstage. Inordertoimprovethetransportcapacitytomeettheneedsofnationaleconomicd evelopment,theMinistryofRailwaysimplementedaleap-forwarddevelopmentst rategyinrecentyearswhichleadedthedevelopmentofrailwaywagonstotheover loaded,time-savedofthedirection.Ithasbroughto
4、uttheoverloadedtechnolo gypolicyfor70tclasstruckincludinga70tclassofnewgondolacar,flatcar,box carandotherheavygoodsvehicles,andhascreatetheconditionsforthefullopen inglineofheavyhaultrain. 70tclassofnewlight,stickyoiltankerisanoverloadedtankers(axleload23t), astubsilltangkcar,whichisdesignedanddevel
5、opedwithaccordancetotherequi rementofrailwaywagonsoverloadedtechnologypolicy,itsloadingcapasityisi ncreasedby8tand7tparedwiththeG70andG17B-typetanker.Toadapttooverloadi ng,vehiclestrengthcheckstandardsareincreased.Thenewtypeoftankerclaims morereliabilityofthevehiclestructureinwhichdraftsillandbodybo
6、lsterstr uctrerisassemblyakeypart.Becausethepartisbaredwithvariousforceincludi nglongitudinalimpactforce,verticalandhorizontalforce,thereliabilityof thepartisderectlyrelatedtothesaferunningofthewholetankcar.Thisthesisi stryingtoprobeintothegeneralrulesfordraftsillandbodybolsterstructrero fstubsillta
7、ngkcarthoughdiscussingthedesign,structure-selectedanddevel opmentideasofClass70tonnewtypestubsilltangkcarandtoprovidegeneralassi stmenttothedesignandstructure-selectingofgenerastubsilltangkcar. KeywordKeyword:Class70-ton;Stubsilltangkcar;Draftsillandbodybolsterstructrer;D esign;Analysis 目录 摘要 I Abst
8、ractAbstractII 第一章绪论 1 1.1 国外无底架罐车的发展历史 4 1.2 国内无底架罐车的发展历史 9 1.2.1 我国铁路罐车的发展现状 9 1.2.2 我国罐车的不足 16 1.2.3 我国罐车的发展趋势 17 1.3 罐车的应用 18 第二章罐车的结构设计 20 2.1 罐车介绍及其结构特点 20 2.2 主要性能及参数 21 2.3 主要结构 21 2.3.1 罐体 22 2.3.2 牵枕装置 22 2.3.3 制动装置 23 2.3.4 车钩缓冲装置 23 2.3.5 转向架 25 2.3.6 侧梯及操作台 27 2.4 罐体的受力分析 28 2.4.1 内压力 2
9、8 2.4.2 外部过压力 30 2.4.3 垂直力 30 2.4.4 侧向力（离心力和风力）31 2.4.5 纵向载荷 32 2.5 罐体的设计计算 32 2.6 罐体的计算 35 2.6.1 刚度计算结果 42 2.6.2 强度计算结果 42 2.6.3车辆设备及结构附件的强度要求 43 2.7 疲劳载荷分析 43 2.8 车辆寿命及检修周期 52 第三章罐体的工艺设计 55 3.1 备料的加工工艺 55 3.1.1 钢材的预处理 55 3.1.2 放样、划线与号料 55 3.1.3 下料和边缘加工 56 3.1.4 弯曲和形成 56 3.1.5 焊接材料 56 3.1.6 附件 57 3
10、.216MnR 的焊接性分析 57 3.2.1 对压力容器用钢基本性能的要求 57 3.2.2 合金元素和杂质对压力容器用钢性能的影响 59 3.2.316Mn 钢的化学成分和力学性能 61 3.2.416Mn 钢的焊接性 62 3.3 焊缝分类及接头的选择 64 3.3.1 压力容器焊接接头分类 64 3.3.2 接头的选择 64 3.3.3 焊接方法 64 3.4 罐壁的预作 66 3.4.1 罐壁的分块 66 3.4.2 罐璧排板与连接 67 3.5 封头的预作 68 3.6 罐体的组焊 70 3.6.1 罐体组焊技术要求 70 3.6.2 组焊方法 70 3.6.3 制定焊接工艺应考虑
11、的问题 70 3.7 牵枕装置的工艺流程 71 3.7.1 牵引梁的装配和焊接 71 3.7.2 牵引梁的生产工艺流程 71 3.8 焊接 72 3.8.1 一般要求 72 3.8.2 焊材管理 73 3.8.3 焊接施工 73 3.8.4 修补 74 3.9 检查及验收 75 3.9.1 焊缝的无损检测 75 3.9.2 热处理要求 75 3.9.3 液压试验及其密性试验 75 3.9.4 氮气置换 75 3.10 工装卡具的设计 75 第四章结论 77 4.1 主要结论 77 4.2 展望与设想 78 致谢 79 参考文献 81 附录 A A：外文文献 83 附录 B B：中文翻译 97
12、附录 C C：焊接工艺卡片 110 第一章绪论第一章绪论 铁路机车车辆是铁路运输的重要设备，机车是牵引列车的动力，车辆是装载旅客 及货物的工具。随着铁路建设的飞跃发展，铁路机车车辆也有了很大的进步，相 继推出了一系列适应铁路提速.重载需要的新型机车车辆。 铁路运输是以铁路作为运输线路，由机械动力牵引车辆运送旅客和货物的运输。 与水路运输.公路运输比较，其运输能力大，运行速度快，安全程度高；与航天 运输比较，其成本低，受气候影响和地理条件限制小，能连续运行并保证其准确 性。适合于大宗货物长途运输和大量旅客运输。中华人民共和国成立前，铁路主 要集中在东北和沿海地区，而且铁路标准低.技术设备落后。中
13、华人民共和国成 立后，大规模修建铁路，现金全国各省市自治区都有了铁路。铁路运输在中国交 通运输业中仍具有重要地位和作用， 2003 年铁路货车运转量占全国总货运周转量 的 32.02%以上，铁路客运周转量占全国总客运周转量的 34.67%以上。 铁路车辆按用途可分为客车和货车俩大类。铁路货车是供运输货物和为此服务的 或原则上编组在货物列车中使用的车辆。按用途可分三类：（1）通用货车，能 装在多种货物的货车，包括敞车.棚车和平车。 （2）专用货车，专攻运送某些种 类的货物的货车，包括罐车.保温车.煤车.矿石车.砂石车.长达货车.守车.通风 车.家畜车.活鱼车.水泥车等。 （3）特种货车，共特种用
14、途的车辆，如救援车.检 衡车.发电车和除雪车等。 通用货车是能装在多种货物的铁路货车。如棚车.敞车和平车等。 敞车的车体两侧及端部设有高度在 1.8m 以上的固定墙板而无顶棚的铁路货车。 可装运各种无需严格防止湿损的货物。如装货后盖上篷布，又可装运怕湿损的货 物。主要用于装运散粒货物（如煤.矿石.沙土等）木材.钢材及小型机器设备和 集装箱。敞车是铁路货车中数量最多.用途最广的车辆。车辆俩侧的标记符号为 “C” 。 棚车是车体具有顶棚.侧端墙及门窗的铁路货车。可防止雨水进入车内，用于装 运各种需防止湿损.日晒或散失的货物。 车内设有安装火炉的烟囱座.床托等装置， 有些新造棚车还设有排水孔及便器，
15、必要时可用以运送人员和马匹。棚车车体俩 侧的标记符号为“P” 。 平车底架承载面为一平面的铁路车辆。从结构形式分为平板式.带有翻转的矮端 板式及带有翻转的矮侧板的端板式三种型式。在装运长大货物时，可把侧板.端 板翻下。平车主要用于装运各种机器，汽车.拖拉机.木材.钢材.桥梁等体积较大 的货物，又可借助集装箱来装运其他货物。此外，还可以装载各种军用装备。平 车在底架俩侧侧梁上的标记符号为“N” 。 改革开放以来，随着中国成功地加入世界贸易组织(WTO)，中国经济取得了空前 的、前所未有的飞速发展。在中国和世界经济发展格局的影响下，交通运输行业 与中国经济一同跨入高速行驶的快车道，发展迅猛。铁路作
16、为中国运输行业的重 要组成部分， 是国民经济的大动脉， 同样在改革开放中不断谋求自身的发展机遇， 应对发展中出现的问题。并通过加强国际间的技术交流，请进来、走出去，多领 域、全视角地学习和借鉴国外铁路发达国家的成熟技术和宝贵经验，引进国际上 铁路运输行业的先进科技和装备。结合中国铁路的实际，实施跨越式发展战略， 在消化吸收和系统引进国外先进技术的同时，自力更生，走“引进和自我发展” 相结合的道路，不断提高中国铁路技术装备现代化水平，使中国铁路在过去的十 年取得令人瞩目的巨大变化，新技术、新工艺和新装备不断地被应用到铁路运输 的发展建设中去，为中国的改革开发和国民经济建设发挥了越来越重要的作用。 高速发展的经济需要一个快速、便捷、高效的交通运输行业，铁路作为传统的主 要运输方式，承载着全国客运四分之三、货运超半数的运输量。新形势下，原有 的铁路运输模式和技术装备水平已经不能满足新经济需要，铁路运输正在向世界 铁路“重载化”运输的方向发展。面对新形势，近几年来中国铁路为适应国民经 济的发展步伐，着力解决铁路货运运能严重滞后的问题，从 2l 世纪初开始在全 路范围实施跨越
