C80、C80A、C80B、C80C型系列运煤专用敞车和大秦线运用情况.ppt
C80、C80A、C80B、C80C型系列运煤专用敞车及大秦线运用情况中国北车集团齐齐哈尔铁路车辆（集团）有限责任公司,一、国外铁路重载技术装备的发展概述 二、国内铁路重载技术装备的现状 三、大秦铁路2万吨重载运输用新型专用货车 开发研制的必要性 四、C80型铝合金运煤敞车五、C80B型不锈钢运煤敞车,目 录,一、国外铁路重载技术装备的发展概述,目前世界铁路重载运输发展较快的国家有美国、加拿大、南非、澳大利亚、巴西等，其主要运输对象是煤炭、矿石等大宗散粒货物。世界铁路重载运输的最新纪录是澳大利亚于2001年6月创造的，列车由8台AC6000机车和682辆漏斗车编组而成，该试验牵引总重为99732t、全长7.35 km。在1996年5月，该公司曾开行由10台牵引机车和540辆满载货车编组而成的重载列车，列车总重72191t、全长5892m、平均运行速度为57.8km/h、最高速度为75km/h，也是当时的世界最高纪录。,澳大利亚矿石运输重载列车,在此之前，世界重载运输的记录是由南非铁路于1989年8月创造并保持的。列车由16台机车和600辆装满铁矿石的货车编组而成，总重70800t、全长7300m、运行平均速度为37.9 km/h，运行里程861公里。现在，南非铁路通常以开行20000t级重载列车为主，其正常运行速度是60km/h。,美国煤炭运输重载列车（铝合金煤车）,美国铁路货车的发展一直以重载为主,也是世界铁路重载运输发展较快的国家。早在1967年，美国就开行了编组500辆、全长6500m、总重44066t的重载单元试验列车。,现在美国典型的重载单元煤炭列车一般由120135辆铝合金煤车和45台机车组成，采用动力集中牵引方式，列车总长约19002200m、牵引吨位为15500t17500t，也有达到2万吨的运煤专列，运行速度一般为8090km/h。,美国煤炭运输重载列车（铝合金煤车）,加拿大、巴西等国家也于不同时期分别开行了总重达14900t、19000t的重载货物列车。,二、国内铁路重载技术装备的现状,1.21t轴重的运煤专用车辆 我国铁路重载运输始于20世纪80年代末期。首条重载运煤专线大秦线的设计能力为年运量1亿吨，列车牵引重量为50006000t，编组辆数6072辆，列车长度720864m，最高运行速度为空车70km/h、重车80km/h。所用主型车辆为C63A型运煤敞车，还有少量的C64型通用敞车；车辆的载重为61t、自重23t、轴重21t。在实际运用和万吨列车试验中发现现有的车辆载重量小、运行速度低，车辆的强度考核标准低、运用安全可靠性较差，不适应开行2万吨重载列车的要求，也难以实现大秦线年运量达2亿吨的运输需要。,C63A型敞车,2.25t轴重运煤专用车辆的发展历程,C76A,C76B,C76C,C76,C80,C80B,C80A,C80C,C76A型敞车,C76B型敞车,C76C型敞车,C76型敞车,C80型敞车,C80B型敞车,三、大秦铁路2万吨重载运输用新型专用货车开发研制的必要性,多年来，大秦线为我国晋煤外运做出了巨大贡献，随着国民经济的快速发展，全国煤炭运输紧张的矛盾日益突出。一方面“三西”地区（山西、陕西、内蒙古）煤炭产量过剩，而沿海地区煤炭供应紧张。对此担负着西煤东运任务的大秦铁路必须提高运输能力，实现扩能增效。,大秦线线路断面示意图,为实现上述目标，2003年3月，铁道部运输局组织召开了“大秦铁路运输扩能技术研讨会”，会议讨论并通过了大秦铁路开行2万吨重载列车的可行性分析，确定了大秦线2万吨重载列车用车辆的使用条件和考核标准，为实现大秦铁路列车牵引重量由50006000t提高到2万吨的跨越式发展目标奠定了基础。,为此，铁道部提出了在大秦线开行2万吨重载列车，2005年达到年运量2亿吨、2010年运量达4亿吨的战略目标。按照“先进、成熟、可靠、经济、适用”的十字方针，借鉴美国、加拿大、南非等国家开行重载列车的成功经验，实施以系统引进关键技术与自主创新相结合的技术发展路线，开发研制25t轴重新一代专用运煤敞车，提高专用运煤货车的装备水平是实现上述目标的最有效途径。为满足大秦线开行2万吨重载列车的运输要求，铁道部科技司于2004年立项开发研制“25t轴重低空重比专用运煤敞车”（合同编号2004J010-A），以缓解我国煤电油运的紧张局面，满足国民经济快速发展的需求。,四、C80型铝合金运煤敞车,1 研制的主要内容,（1）车体轻量化技术研究、美国铝合金专有技术引进及铝合金双浴盆车体研制。（2）轮轨低动力作用技术研究及25t轴重转向架研制。（3）减轻重载列车纵向冲动技术研究及ECP电空制动新技术引进和高强度车钩或牵引杆技术应用。（4）铝合金材料防电化腐蚀研究。,C80型铝合金运煤敞车二维图,（5）免维修化设计及关键零部件可靠性研究。（6）铝合金专用型材、专用拉铆钉及高强度钢中梁开发研制。（7）铝合金车铆接新工艺研究、专用铆接机和高速数控组合钻研制及批量组装生产线建设。（8）大秦线2万吨重载列车车辆强度考核标准及与秦皇岛三、四期翻车机匹配研究。,C80型铝合金运煤敞车三维图,C80型铝合金运煤敞车三维爆炸效果图,1位侧墙,2位端墙,1位端墙,17号固定车钩,2位侧墙,转向架,16号转动车钩,撑杆组成,底架组成,2 达到的目标,1.减轻车辆自重，增加车辆载重，使其达80t。2.降低轮轨间作用力，提高车辆运行品质，商业运营速度达到100km/h。3.满足2万吨重载列车编组要求，实现列车不解编连续装卸作业。4.关键零部件实行寿命管理，并延长检修周期，实现运行160万公里进行一次大修的目标。5.完成样车试制并形成批量生产能力。,3 主要技术性能指标,载重(t)80自重(t)20总重(t)100轴重(t)25自重系数 0.25每延米重(t/m)8.33容积(m3)87比容(m3/t)1.09,车辆长度(mm)12000车辆定距(mm)8200车辆最大高度(mm)3793车辆最大宽度(mm)3184车钩中心线高(mm)880车轮直径(mm)840车辆通过最小曲线半径(m)145商业运营速度(km/h)100重车紧急制动距离(m)1400限界：符合GB146.1-1983标准轨距铁路机车车辆限界的要求。,4 主要技术特点,1该车在我国铁路货车上首次采用了铝合金及高分子非金属轻型新材料、国外流行的双浴盆式车体及专用拉铆钉铆接结构，大大减轻了车辆自重，降低了车辆重心，载重达到了80t，较大秦线现用的C63A型运煤敞车提高运能31.1%，具有显著的经济及社会效益，是我国铁路货运发展的一次飞跃。2走行部采用了国际先进的25t轴重低动力作用转向架（转K6或转K5型），改善了车辆动力学性能和运行品质；较现有C63A型敞车运行速度提高37.5。3车钩缓冲装置采用了符合美国AAR标准的高强度车钩，不仅可满足大秦线2万吨重载列车运输要求，而且还可适应不摘钩连续翻卸作业，提高卸车效率25%。,4采用了可靠性设计理念，提高关键零部件的使用可靠性，延长检修周期，降低检修成本，提高运输效率和市场竞争能力，可实现运行160万公里内不大修的修制改革目标。5.提高制造标准，采用整体组合数控钻孔等先进工艺及装备，实现“以装备保工艺、以工艺保质量、以质量保安全”的方针，以确保车辆性能稳定和运用安全。6.C80型铝合金运煤敞车较大秦线现有的C63A型敞车具有显著的综合经济效益和良好的社会效益。,C80、C80H型敞车三维示意图,5 主要结构,C80、C80H型敞车二维示意图,C80、C80H型敞车车体三维示意图,C80、C80H型敞车底架三维示意图,C80、C80H型底架二维示意图,C80、C80H型侧墙三维示意图,C80、C80H型侧墙二维示意图,C80、C80H型端墙三维示意图,C80、C80H型端墙二维示意图,五、C80B型不锈钢运煤敞车,1 研制的概况,为实现大秦铁路2005年运量达2亿吨、2010年运量达4亿吨的目标，满足大秦线开行2万吨重载列车的运输要求，2004年铁道部科技司立项开发研制25t轴重低空重比专用运煤敞车（合同编号2004J010-A），以缓解我国煤电油运的紧张局面，满足国民经济快速发展的需求。从2003年开始，包括齐车公司在内的有关货车制造厂已经相继推出了C76型敞车、C80型敞车等车型，并且批量生产，初步缓解了运量增加与车辆供给不足的矛盾。,但由于C80型铝合金敞车价格较高，为进一步降低大秦线用重载货车的采购费用，我公司于2004年8月2005年3月，又相继完成了性价比良好的载重80t不锈钢运煤敞车的工作图设计、样车试制、车体静强度与刚度、冲击及车辆动力学性能试验。2005年7月，该车通过了铁道部科技司组织的样车技术审查并以科技装200597号文件下发了专家评审意见。,按该车研制总体计划安排，为深入了解和掌握不锈钢在国外铁路重载货车上的应用情况，进一步提升我国铁路货车的技术水平，满足铁路重载专用货车载重达80t升级换代新的使用要求，齐车公司、太原钢铁集团、北京交通大学共同组团，于2005年8月829日赴南非、澳大利亚、英国对不锈钢煤车、矿石车的设计、制造、运用、检修等情况进行了实地考察。考察团组先后考察了南非Spoornet公司和其所属的重载运煤线及埃尔梅洛车辆维修厂、澳大利亚太平洋国际公司（PN）和墨尔本的ATLAS集团有限公司、英国奥托空普（OUTOkumpu）公司谢菲尔德（Sheffield）不锈钢厂，并与有关人员进行了技术交流，详细了解了不锈钢煤车、矿石车的设计、制造、运用、检修等情况。,通过此次实地考察、座谈和交流，我们对南非、澳大利亚及英国的不锈钢铁路重载货车及关键零部件的制造、运用、检修、管理及发展情况有了比较全面、系统的了解。归纳起来主要有以下几点：,(1)车体采用不锈钢新材料是实现大吨位铁路货车轻量化的有效途径，也是南非、澳大利亚等国铁路运输煤炭、矿石等散粒货物用低空重比重载货车的发展方向。(2)3Cr12类经济性不锈钢材料在国外早已实现批量生产，且在铁路重载货车上越来越多地得到了使用，其焊接、下料、加工工艺成熟、稳定；南非铁路大吨位煤车车体已全部采用3Cr12不锈钢制造，澳大利亚铁路煤车、矿石车的车体早已较多地采用了3Cr12不锈钢或与其性能相当的5Cr12不锈钢，英国、瑞典等欧洲铁路新型重载煤车也开始试用3Cr12不锈钢。,(3)澳大利亚、南非铁路分析研究及跟踪检测结果表明：采用3Cr12经济性不锈钢制造重载煤车，虽然初始车辆制造成本较耐候钢煤国高，但车体耐腐蚀性能和使用寿命显著提高，整车维护、检修成本将大幅降低；在全寿命期内采用3Cr12经济性不锈钢的重载货车，其综合经济效益明显优于耐候钢货车和铝合金货车。(4)南非铁路早期耐候钢煤车使用8年后需对车体墙板进行一次截换的主要原因是：为最大限度地降低车辆自重、增加车辆载重，南非铁路早期的耐候钢煤车车体墙板厚度较薄（端、侧板厚均为4mm）；由于腐蚀及磨损的共同作用，导致车体墙板过快减薄（一般为0.1mm/年），故该车通常在使用8年时需对车体墙板进行一次全面截换。,2005年9月中旬，我公司于完成了不锈钢样车试制，在四方所主持下，完成了车体静强度与刚度及冲击试验；10月上旬，由四方所主持、哈尔滨铁路局与我公司参加，完成了车辆动力学性能试验。铁道部运输局以运装货车电20052103号电报确定该车车型为C80B。,同时，太原钢铁（集团）公司与我公司有关设计、焊接工艺、冲压工艺、组装工艺的技术人员针对铁路货车的结构及使用特点，合作提出了满足铁路货车制造及使用要求、经济性良好的TCS系列不锈钢技术条件，完成了TCS不锈钢的研制；委托哈尔滨焊接研究所完成了不锈钢材料的焊接性能试验，并在样车制造中予以验证；委托北京交通大学完成了TCS不锈钢焊接接头疲劳试验。在此基础上，会同有关单位，编制了铁道货车用TCS不锈钢焊接技术条件（暂行）、铁道货车用TCS不锈钢气体保护焊丝技术条件(暂行)、铁道货车用TCS不锈钢板、钢带订货技术条件(暂行)。,2.1 主要性能载重80t自重20t+1%轴重25t容积84.8m3比容1.06m3/t换长1.1自重系数0.25每延米重 8.33t/m通过最小曲线半径145m商业运营速度100km/h制动距离（重车、紧急）1400m限界：符合GB146.1-83标准轨距铁路机车车辆限界的规定。,2 主要技术性能指标,2.2主要尺寸 车辆长度12000mm车辆定距8200mm车辆最大高度(空车)3767mm车辆最大宽度3284mm车钩中心线空车高(空车)880mm固定轴距1830mm车轮直径840mm门孔尺寸（高宽）950mm748mm,3.1 自重轻、载重大，可适应2万吨重载列车编组要求。3.2 采用传统敞车的侧壁承载、平底地板结构，结构简单、可靠，维护检修方便。3.3 与煤接触的侧、端墙及地板等主要板材件和梁件采用TCS不锈钢材料，具有良好的耐腐蚀性能；可有效延长车辆使用寿命。,3 主要技术特点,3.4 应用可靠性设计理念，对枕梁、下侧门口连接结点等大应力部位进行了细部设计，提高结构可靠性。3.5 关键零部件实行了寿命管理，并加严了质量保证期，实现了取消辅修、延长厂段修周期的目标。,C80B、C80BH型敞车三维示意图,5 主要结构,C80B、C80BH型敞车二维示意图,1 转动车钩缓冲装置 2 转K6型转向架 3 标记 4 底架组成 5 侧墙组成 6 转K6型转向架 7 牵引杆装置 8下侧门组成 9 风制动装置 10 底架附属件 11 端墙组成 12 手制动装置 13 撑杆组成 14 固定车钩缓冲装置,C80B、C80BH型敞车底架三维示意图,C80B、C80BH型敞车底架二维示意图,C80B、C80BH型敞车侧墙三维示意图,C80B、C80BH型敞车侧墙二维示意图,C80B、C80BH型敞车端墙三维示意图,C80B、C80BH型敞车端墙二维示意图,C80、C80H型敞车撑杆三维示意图,C80B、C80BH型敞车撑杆三维示意图,C80B、C80BH型敞车下侧门三维示意图,中梁,顶车垫板,心盘及冲击座,枕梁,大横梁,小横梁（2）,小横梁（1）,上侧梁,侧横带,侧柱,上端梁,横带,角柱,谢谢各位！,再见！,
