1、罐车第一节 罐车概述罐车是一种车体呈罐形的车辆,又称槽车,专门用来装运各种液体、液化气体及粉末状货物等。这些货物包括汽油、原油、各种粘油、食用油、液氨、液氯、水、水泥、氧化铝粉等。罐车在铁路运输中占有很重要的地位,约占我国货车总数的17%。解放初期我国只能生产载重25t、有效容积仅为的油罐车,1953年开始设计制造了载重50t、有效容积51m3的全焊结构罐车,以后又设计制造了有效容积60m3、70m3、78m3、95m3、100m3的各种罐车,载重最小53t,最大已达到70t。罐车现在的标记载重是以实际所装运的液体的密度来计算的。由于各种液体密度不同,罐车的实际载重就须根据所运货物的性质来决定
2、。因此,罐车的装载能力以体积来度量更为合适。罐内液体的重量是通过测量罐内液体水平面的高度,然后根据罐体容量计表指查得所盛液体的重量。每一种规格的罐体,均有其容量折算表。罐车按其结构特点可分为有空气包、无空气包罐车;有底架、无底架罐车;上卸式和下卸式罐车。按用途可分为轻油罐车、粘油罐车、酸碱类罐车、液化气体罐车和粉状货物罐车等。罐车的承载结构均为整体承载,由于罐体是一个卧式整体筒形结构,具有较大的强度和刚度,罐体不但能承受所装货物的重量,还可承担作用在罐体上的纵向力。因此,新型罐车基本取消了底架,采用无底架结构。一、轻油罐车轻油罐车可以运输汽油、煤油、轻柴油等轻质油类的石油产品。为了装卸方便,同
3、时为了战备的需要,曾经研究过采用下装下卸的方法装卸轻油罐车中的液体。由于下卸阀在常年使用中可能发生漏泄,造成罐内油品漏出,可能引起爆炸事故。为此,轻油罐车一律采用上卸式,尽可能排除事故隐患。罐体外部涂成银色,以减少太阳辐射热的影响,避免罐内液体温升过高,也减少油类货物的蒸发。我国生产的轻油类罐车主要有G3、G16、G18、G50及G60系列、G70系列、GQ70型罐车等,目前参加线路运营的主要为G60系列、G70系列、G75系列、GQ70、GQ70H型罐车,其他型号的轻油罐车已经淘汰。GQ70、GQ70H型罐车是轻油罐车的更新换代产品,容积大、载重大,载重达到了70t。除GQ70型罐车外,其他
4、型号的轻油罐车已不再生产。二、粘油罐车粘油罐车是运输原油、重柴油、润滑油等粘度较大油类的罐车。此类罐车采用下卸方式,在罐体下部设有排油装置。为了加快卸货速度,粘油罐车罐体上设有加温装置。粘油类罐车主要有G4、G12及G17系列、GN70、GN70H型罐车等,目前参加线路运营的主要为G17系列、GN70、GN70H型罐车,其他型号的粘油罐车已经淘汰。运送原油的罐车,罐体外部涂成黑色;运送成品粘油的罐车,罐体表面一般涂成黄色。三、粉状货物罐车粉状货物罐车利用流态化输送的原理来装、卸水泥、氧化铝粉等粉状货物。即用压力空气将粉状货物直接吹送到料仓内,实现装卸货物的机械化和自动化,减少对环境和人体的污染
5、。粉状货物气卸罐车一般有两种结构型式。一种是上卸式,一种是下卸式。我国目前的粉状货物罐车主要有散装水泥罐和氧化铝粉罐车。四、液化气体罐车液化气体罐车主要用以运送液化石油气、液氨、液氯、丙烷、丁烷等液化气体。此类罐车工作压力较高,罐体属于压力容器,所以采用高强度钢板制造,除满足一般的罐车要求外,还须按照压力容器的要求进行设计、试验和检测。液化气体罐车有设押运间和不设押运间两种形式。罐体上部设有安全阀、液相阀、气相阀、液位计、压力表、手压泵、手动紧急切断阀等部件。目前液化气体罐车的种类主要有GY40系列、GY60系列、GY80系列、GY95系列和GY100系列等。液化气体罐车罐体表面涂成浅银色,纵
6、向中部涂有一条环形色带,用不同颜色来区别液化气体种类。五、化工类罐车化工类罐车主要用以运送酸、碱等具有较强侵蚀作用的化工产品。所以此类罐车要求罐体具有较好的抗腐蚀性能。一般采用玻璃钢、不锈钢等不受酸碱腐蚀的材料。为保证顺利卸车,罐体下半部设有加温套。目前酸碱类罐车的种类主要有GH系列、G11系列等。第二节 轻油罐车我国目前参加铁路运营的轻油罐车主要有G60系列、G70系列、G75系列、GQ70型罐车等。G60系列轻油罐车是目前运用中的主型轻油罐车之一,有效容积为60m3;G70系列轻油罐车是目前运用中的主型轻油罐车,有效容积为;GQ70型罐车是近年开发的70t级新型轻油罐车,有效容积为,载重7
7、0t。一、G60系列轻油罐车G60型轻油罐车是我国累计生产数量最多的罐车,最早由大连机车车辆厂于1958年7月设计制造,最初带有空气包,中间经过1967年、1971年、1973年三次改进设计,取消了空气包和中梁上盖板。1989年西安车辆厂根据10多年的运用情况对G60型罐车进行了重新设计。以下均按重新设计后的结构介绍。G60系列轻油罐车主要有G60、G60T、G60K等3种型号。装用转8A转向架的车型为G60,装用转8G型转向架的车型为G60T,装用转K2型转向架的车型为G60K(如图6-5-1所示)。 G60型轻油罐采用有中梁底架,装卸方式为上装上卸。其结构由罐体、底架装置、车钩缓冲装置、制
8、动装置、转向架等部分组成。图 6-5-1 G60K型轻油罐车三维图(一)车体结构 1.罐体G60型罐车的罐体为圆柱状卧式全钢焊接结构,采用碟形(或椭圆)封头,罐体顶部中心处设有一可开闭的人孔。罐体内径为2800,长10410(椭圆10555),有效容积60m3,总容积为62m3。罐体由上板、底板和端板焊接而成。上板由厚8的钢板卷制而成;底板由于受力较大,采用10厚的钢板,底板约占筒体周长的1/4左右;端板用厚10的钢板热压成带有过渡圆弧部分的球形凸面板,球面半径约3500,过渡半径为100。G60型罐车最初上部带有空气包,其作用原设想是当气温变化时作为液体膨胀的附加容器,且可利用空气包贮存的空
9、气缓和液体对罐体的冲击。但由于空气包的存在,使制造工艺较为复杂,也不便于罐体的清刷,所以取消了空气包。为了保证罐体的总容积不变,用加长罐体的办法弥补了这一部分容积。罐体内设立了标尺来限制载油量,留出供液体膨胀的空容积,避免液体膨胀时外溢。罐体顶部设有一个直径为567的人孔,内部设有内梯,供检修人员进入。顶部还设有2个呼吸式安全阀,以避免使用中罐内外压差过大引起危险。罐体内底部设有聚油窝,方便彻底排油。外部底部焊装4块鞍板,用于和底架连接。2.底架G60型罐车底架由中梁、端侧梁、枕梁、端梁等部件组成,中梁采用两根材质为09V的310乙字型钢焊接组成(早期的G60型罐车中梁曾采用槽钢结构)。中梁中
10、部设有4块下鞍。枕梁由10厚的上、下盖板和8厚的腹板组成变断面箱形结构。端梁用厚6的钢板压成形,再在其下部焊接下翼板。端侧梁为槽钢,与枕梁、端梁焊接在一起。底架上装有供安装空气及手制动装置的各种吊铁。罐体托架由厚8压型蹼型板和槽钢及连接板组焊而成。槽钢内设有中木座,枕梁上盖板设有两组中木座,在组装时,根据罐体研配各木座。枕梁两端焊有卡带座,用以固定卡带。 3.外梯:为方便在罐体上进行各种作业,罐体外设有外梯,罐体顶部设有工作台、走台及安全栏杆。走台宽度为300,采用拉网钢板或钢格板。4.罐体与底架连接:在枕梁处设有两根罐带,枕梁处安装有活结螺栓,卡带与活结螺栓以紧张螺套连接并紧固。同时,在罐体
11、上鞍与底架下鞍间用M24的鞍座螺栓紧固。防止运行中由于振动使罐体产生垂直方向或横向移动。 (二)主要技术参数 表 6-5-1 G60、G60T、G60K型罐车主要技术参数车型G60G60TG60K自重/t载重/t535353总容积/m3626262有效容积/m3606060轴重/t构造速度/ 100100120通过最小曲线半径/ m145145145车辆长度/mm11988车辆宽度/mm2912罐体长度/mm10410(10555椭圆)罐体直径/mm2800车辆定距/ mm7300 二、G70系列轻油罐车 G70型轻油罐车由西安车辆厂设计,1995年通过部级鉴定,大批量生产。该车在总结无底架罐
12、车经验的基础上,充分利用轴重和限界,载重比G60型轻油罐车提高了9t。是目前运用中的主型轻油罐车。G70系列轻油罐车主要有G70、G70T、G70K等几种型号。装用转8A转向架的车型为G70,装用转8G型转向架的车型为G70T,装用转K2型转向架的车型为G70K(如图6-5-2所示),装用转K4型转向架的车型为G70H。图 6-5-2 G70K型轻油罐车 (一)车体结构 G70K型铁路罐车采用无中梁结构。该车主要由牵枕装配、罐体装配、外梯及车顶走板装配、制动装置装配、内梯、车钩与缓冲装置、转向架等部件组成。车体一位端设有通过台和手制动装置。1.罐体罐体材质选用Q295A低合金钢板,由上、下罐板
13、与封头组焊成直筒式结构,内径3000mm,罐体外侧长度10700mm,封头为标准椭圆形,厚度10mm。罐体上板厚8mm,下板厚10mm。罐体顶部设置一个567人孔,两个呼吸式安全阀,底部设有聚液窝,罐体内部设置内梯,罐车一位端设置外梯,罐顶设有走板,人孔周围设有工作台及安全栏杆,栏杆安装于走板外侧,其高度为530mm,罐体外部焊有补强板,便于牵引梁、枕梁和制动吊与罐体焊接。2.牵枕装配牵引梁采用310mm乙字钢焊接结构,内侧距为350mm,枕梁采用09Mn2低合金钢板压型件组焊成变截面的工字形单腹板结构,与牵引梁焊接组成牵引装置。牵引梁、枕梁与罐体焊接成一个整体。为改善罐体与牵枕装置连接处的受
14、力状态,设楔形连接板。上心盘与后从板座采用整体铸钢结构,并与牵引梁焊接。前从板座与牵引梁铆接。端梁、侧梁基本上与G60型轻油罐车相同。 (二)主要技术参数 表 6-5-2 G70、G70T、G70K、G70H型罐车主要技术参数车型G70G70TG70KG70H自重/t载重/t62总容积/m3有效容积/m3轴重/t构造速度/ 100120通过最小曲线半径/ m145车辆长度/mm11988车辆宽度/mm3020罐体长度/mm10700罐体直径/mm3000车辆定距/ mm7500 三、G75系列轻油罐车G75K型轻油罐车由西安车辆厂设计,2004年通过部级鉴定,投入批量生产。该车罐体有效容积达到
15、了,罐体采用中间直径稍大的结构,是G70型罐车之后和大容积轻油罐车。G75系列轻油罐车主要有G75T、G75K、G75H等3种型号。装用转8G型转向架的车型为G75T,装用转K2型转向架的车型为G75K(如图6-5-3所示),装用转K4型转向架的车型为G75H。图 6-5-3 G75K型轻油罐车(一)车体结构 G75K型铁路罐车采用无中梁结构。该车主要由牵枕装配、罐体装配、侧梯及操作台、制动装置装配、车钩与缓冲装置、转向架等部件组成。车体一位端设有通过台和手制动装置。 1.罐体 采用Q295A低合金高强度结构钢,由上、下罐板及封头组成斜锥筒式全焊结构。罐体全长11050mm,顶部水平,端部内径
16、3000mm,中部内径3100mm。封头采用1:3椭圆形,板厚10mm。上罐板厚8mm,下罐板厚10mm。罐体上部设有人孔,人孔盖装有助开器。罐体下部设有聚液窝。除车顶走板支承外,凡是与罐体直接焊接的零部件均在罐体与该零部件之间设置连接板。 2.牵枕装配由牵引梁、枕梁、侧梁、端梁等零部件组成的焊接结构,其中牵引梁采用310mm乙字钢,侧梁采用160mm槽钢,枕梁侧柱采用美国铁路罐车常用的钢管支撑结构,其余均为钢材冲压件,板材材质为Q295A低合金高强度结构钢。牵引梁为两乙字钢焊接结构。枕梁由下盖板与单腹板组成变断面“ ”字形焊接结构,鞍座包角为120度。在罐体封头与牵引梁之间设有楔形连接板;上
17、心盘与后从板座采用整体铸钢结构,并与牵引梁焊接。 (二)主要技术参数 表 6-5-3 G75T、G75K、G75H型罐车主要技术参数车型G75TG75KG75H自重/t载重/t62总容积/m378有效容积/m3构造速度/ 100120通过最小曲线半径/ m145车辆长度/mm11988车辆宽度/mm3292罐体长度/mm11050罐体直径/mm中部3100、端部3000车辆定距/ mm7850四、GQ70、GQ70H型轻油罐车GQ70、GQ70H型罐车是轻油罐车的更新换代产品,容积大、载重大,载重达到了70t。由西安车辆厂设计,2005年通过部级鉴定,投入批量生产。与G70K型轻油罐车相比,长
18、度加长228,有效容积增大了9m3,载重增加8 t,提高了13%,每延米载重由 t/m提高到 t/m,提高11%。罐体采用斜底结构,便于油品卸出,卸净率高。采用了助开式人孔,改进了呼吸式安全阀。装用K6型转向架的车型为GQ70(如图6-5-4所示),装用K5型转向架的车型为GQ70H。 GQ70、GQ70H型罐车采用无中梁结构,装卸方式为上装上卸。主要由罐体装配、牵枕装配、车钩缓冲装置、制动装置、转向架及安全附件等组成。车端不设通过台。图 6-5-4 GQ70型轻油罐车(一)车体结构 1.罐体罐体装配主要由封头、筒体、人孔、聚液窝等组成。罐体采用直锥圆截面斜底结构,底部由筒体两端向中间截面下斜
19、,斜度为。封头采用1:椭圆封头,材质为Q295A低合金高强度结构钢。筒体两端内径3050mm,中部内径3150mm,壁厚10mm,材质为Q345A低合金高强度结构钢。罐体顶部设助开式人孔。罐体底部设聚液窝。2.牵枕装配 牵枕装配主要由牵引梁装配、枕梁装配、边梁装配、端梁装配等组成。 牵引梁装配由牵引梁、前从板座、后从板座及心盘座和上心盘等组成。枕梁采用单腹板、侧管支撑结构,枕梁包角120。枕梁腹板、下盖板壁厚16mm,材质为Q345A低合金高强度结构钢。 (二)主要技术参数 表 6-5-4 GQ70、GQ70H型罐车主要技术参数自重/t载重/t70总容积/m3有效容积/m3构造速度/ 120通
20、过最小曲线半径/ m145车辆长度/mm12216车辆宽度/mm3320罐体长度/mm11100罐体直径/mm中部3150、端部3050车辆定距/ mm8050第三节 粘油罐车 我国目前参加铁路运营的粘油类罐车主要有G17系列、GN70、GN70H型罐车等,其他型号的粘油罐车已经淘汰。 G17系列罐车有效容积为60m3,是目前运用中的主型粘油罐车,其型号有G17、G17B等;GN70、GN70H型罐车是70t级新型粘油罐车,有效容积为,载重70t。G17型粘油罐车采用外加热方式,罐体外部设有加温套;G17B、GN70、GN70H型粘油罐车均采用内加热方式,取消了加温套,在罐体内设有加热装置。一
21、、G17K型粘油罐车G17型粘油罐车最早由大连机车车辆厂于1963年9月设计制造,中间经过三次较大改进后,1989年西安车辆厂经过广泛的调查研究,总结了G17粘油罐车在运用、检修和制造方面的经验,并根据最新国家标准,对原G17型粘油罐车进行了全面整图和修改设计,图号为XCH8-00-00-000。从2005年1月起,新造G17型罐车须采用标准椭圆形封头。该类粘油罐车装用转8A转向架的车型为G17,装用转8G型转向架的车型为G17T,装用转K2型转向架的车型为G17K(如图6-5-5所示)。G17K型粘油罐车由底架、罐体、加温套、加温管路装配、排油装置、外梯、内梯、空气及手制动装置、车钩缓冲装置
22、及转向架等部分组成。图 6-5-5 G17K型粘油罐车 (一)车体结构 1.罐体G17型粘油罐车的罐体内径为2800mm。罐体由底板、上板及端板组成,均采用Q295A材质。底板和端板厚为10mm,上板厚8mm。端板最初采用碟形封头,罐体上部设有可开闭的人孔一个。从2005年1月开始,新造G17型罐车采用标准椭圆形封头。2.加温套加温套由一根纵向支铁沿罐体水平中心环绕罐体组成一个支架,焊在罐体下半部。在支架上覆盖厚度为5mm的钢板,焊接组成一个暖气加温层。在纵向支铁上焊有加强筋以增加纵向支铁的稳定性。为防止加温套板凹陷,在罐体适当位置上焊固一些高40mm的支撑管。3.加温管路装配在底架下横向设有
23、一根公称直径为50的暖汽主管,在主管两端有螺纹接头,并带有密闭式的端盖。在主管上接有两根R11/2的进汽管,蒸汽从该管进入加温套,向罐内介质加热;在主管上还接有一根R3/4的进汽管,蒸汽从该管进入排油装置,对其加热。4.排油装置G17型粘油罐车的排油装置由下卸阀、开闭轴、阀座及三通管等零部件组成。5.外梯:罐体外设有外梯,罐体顶部设有工作台、走台及安全栏杆。6.底架底架及其与罐体的连接方式与G60型罐车基本相同。 (二)主要技术参数 表 6-5-5 G17、G17T、G17K型罐车主要技术参数车型G17G17TG17K自重/t载重/t57总容积/m362有效容积/m360轴重/t构造速度/ 1
24、00120通过最小曲线半径/ m145车辆长度/mm11988车辆宽度/mm2950罐体长度/mm10410(10555椭圆)罐体直径/mm2800车辆定距/ mm7300 二、G17BK型粘油罐车为了适应我国铁路货车重载的要求,提高车辆主要技术经济指标,西安车辆厂在G70型轻油罐车的基础上,开发研制出总容积为70m3的新型粘油罐车,以取代G17型粘油罐车。该车采用与G70型轻油罐车相似的无底架结构,加温采用罐体内置蛇形盘管装置,与G17型粘油罐车采用的外加温套加温结构完全不同。2000年,铁道部批复内加热粘油罐车车型为G17B。该类粘油罐车装用转8A转向架的车型为G17B,装用转8G型转向架
25、的车型为G17BT,装用转K2型转向架的车型为G17BK(如图6-5-6所示)。2006年起,为避免用户操作失误对加热系统的影响,在第一次厂修时对内加热系统进行了改造,在罐体上增加了使用说明。图 6-5-6 G17BK型粘油罐车G17BK型粘油罐车主要由罐体、牵枕装置、内加热装置、卸油装置、风手制动装置、转向架、钩缓装置等组成。 (一)车体结构 1.罐体采用Q295A低合金高强度结构钢,由上、下罐板及封头组成直筒式全焊结构。罐体全长10420mm,内径3000mm。封头采用标准椭圆形,板厚10mm。罐体上部设有可开闭的人孔一个。除端梯及车顶走板支承外,凡是与罐体直接焊接的零部件均在罐体与该零部
26、件之间设置连接板。2.牵枕装置牵枕装置是由牵引梁、枕梁、侧梁、端梁等零部件组成的焊接结构,除牵引梁采用乙字钢,侧梁采用160mm槽钢外,其余均为钢材冲压件,板材材质为Q295A低合金高强度结构钢。牵引梁为两乙字钢焊接结构。枕梁由下盖板与单腹板组成变断面“ ”字形焊接结构,鞍座包角为120 。在罐体封头与牵引梁之间设有楔形连接板;上心盘与后从板座采用整体铸钢结构,并与牵引梁焊接。3.加热装置加热系统采用蛇形盘管结构,即在罐内底部向心角为128 范围内,沿罐体纵向均匀铺设16线DN50mm的蛇形盘管。加热蒸汽通过设在罐体下部的“ ”形连接管的任一侧,向罐内两组加热系统同时提供热源。为方便检修,简化
27、制造工艺,将每4线加热管分为一个单元,各单元之间及每组加热系统与蒸汽进、出口之间均采用活套法兰联结。每一单元加热管路与园弧支承板刚性连接后,用螺栓固定在罐体内部支架上。为满足用户罐内作业的需要(如清洗罐内,清除罐内杂物等)在两组加热管路之间留有作业通道。冷凝水出口设置在下排油管夹套底部,内加热系统所用管材均采用GB8163输送流体用无缝钢管,系统工作压力不大于.4.卸车装置罐体底部设有公称通径 100 mm的下卸阀,下卸阀出口与“ ”形排油管通过法兰联结。5.安全设施罐体顶部设有HT272型呼吸式安全阀一个,罐内设有内梯。车辆一位端设有攀登罐顶的端梯,罐顶及人孔周围设有工作台及防护栏杆。 (二
28、)主要技术参数 表 6-5-6 G17B、G17BT、G17BK型罐车主要技术参数车型G17BG17BTG17BK自重/t载重/t63总容积/m370有效容积/m3轴重/t构造速度/ 100120通过最小曲线半径/ m145车辆长度/mm11988车辆宽度/mm3020罐体长度/mm10420罐体直径/mm3000车辆定距/ mm7500 三、GN70、GN70H型粘油罐车GN70型罐车是粘油罐车的更新换代产品,容积大、载重大,载重达到了70t。由西安车辆厂设计,2005年通过部级鉴定,投入批量生产。与G17BK型粘油罐车相比,长度加长228,有效容积增大了,载重增加7 t,提高了11%,每延
29、米载重由7 t/m提高到 t/m,提高10%。罐体采用斜底结构,便于油品卸出,卸净率高。采用了助开式人孔,改进了呼吸式安全阀。GN70型罐车采用内置排管式加热系统。加热管线随罐体底部倾斜,管程短,不会积水。带有Z型补偿器结构,合理布置管路支撑,使加热排管可较好适应热胀冷缩,减少热应力。罐外底部设加热槽钢,减少加热盲区。采用带蒸汽套的下卸阀座,改善下卸阀附近粘油的加热效果,缩短加热时间。装用K6型转向架的车型为GN70(如图6-5-7所示),装用K5型转向架的车型为GN70H。图 6-5-7 GN70型粘油罐车 GN70、GN70H型罐车采用无中梁结构,装卸方式为上装上卸。主要由罐体装配、牵枕装
30、配、车钩缓冲装置、制动装置、转向架及安全附件等组成。车端不设通过台。 (一)车体结构 1.罐体罐体装配主要由封头、筒体、人孔等组成。罐体采用直锥圆截面斜底结构,底部由筒体两端向中间截面下斜,斜度为。封头采用1:2标准椭圆封头,内径为3000mm,壁厚10mm,材质为Q295A低合金高强度结构钢。筒体两端内径3000mm ,中部内径3100mm;上板壁厚8mm,下板壁厚10mm,材质为Q345A低合金高强度结构钢。罐体顶部设助开式人孔。2.牵引梁装配牵引梁装配由牵引梁、前从板座、后从板座及心盘座和上心盘等组成。牵引梁采用屈服强度为450MPa的热轧310乙字型钢,保证40时的低温冲击功AkV不小于24J、前从板座、后从板座及心盘座材质采用C级铸钢,上心盘采用锻钢上心盘。前从板座与牵引梁间,脚蹬、扶手与侧梁间均采用专用拉铆钉连接。枕梁采用单腹板、侧管支撑结构,枕梁包角120。枕梁腹板、下盖板壁厚16mm,材质为Q345A低合金高强度结构钢。 3.加热及排油装置 加热及排油装置由内置排管式加热系统和排油装置组成。内置排管式加热系统主要由两组排管式加热器组成,装设于罐内底部,沿罐体纵向中部截面对称布置,并沿罐壁向下倾斜。每组加热器主要由进汽管(57)、回水管(
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