货物运输草支垫装载加固方案课程设计
目录
第1篇货物运输装载加固-任务书 .............................................................................. 3
一、货物运输组织装载加固方案课程设计任务书............................................. 3
1 货物规格...................................................................................................... 3 2 准用货车 ................................................................................................... 3 二、设计要求......................................................................................................... 3 三、装载加固材料规格......................................................................................... 5 第2篇货物运输装载加固-说明书 .............................................................................. 9
1货物的特点及运输要求 ..................................................................................... 9
1.1货物的特点 ............................................................................................... 9 1.2运输要求 ................................................................................................... 9 2 确定装车类型 .................................................................................................... 9 3 确定装载方案 .................................................................................................. 10
3.1可能的装载方案 ..................................................................................... 10 3.2装载方案超限检测 ................................................................................. 11 3.3装载方案集重检测 ................................................................................. 17 3.4选择的装载方案 ..................................................................................... 17 4 计算作用于货物上的力及需要加固装置承受的力 ...................................... 17
4.1纵向惯性力 ............................................................................................. 17 4.2横向惯性力 ............................................................................................. 18 4.3垂直惯性力 ............................................................................................. 18 4.4风力 ......................................................................................................... 18 4.5摩擦力 ..................................................................................................... 19 5 货物稳定性计算 .............................................................................................. 19
5.1货物倾覆的稳定系数 ............................................................................. 19 5.2货物水平移动的稳定性 ......................................................................... 19 6 确定加固强度 .................................................................................................. 20 7货物装载加固方案的示意图 ........................................................................... 20 第3篇自我评价 ......................................................................................................... 21
第1篇货物运输装载加固-任务书
一、货物运输组织装载加固方案课程设计任务书
1 货物规格
钢制圆柱体货物一件，如下图所示，重50t，试确定其装载加固方案。
2 准用货车
可用任何一种60t普通平车装运 3 加固材料
鞍座凹口底部高度为40mm，凹口深度为280mm，货物与鞍座之间可垫有5mm厚的橡胶垫；扁钢带 4 加固方法
采用腰箍加固，已知腰箍两端拉直部分与纵向垂直平面之间夹角γ＝6.7°
二、设计要求
1 分析货物的特点及运输要求
充分了解掌握制定方案时依据的有关货物的所有技术数据，如重量、结构特点、
外形尺寸、重心位置、支重面尺寸、加固作用点位置等等。 2 确定装车类型
选择合适的车辆，确定货物在车辆上的合理位置。 3 确定装载方案
确定货物重心在车辆横向和纵向上的位置，并进行超限和集重检查，计算重车重心高度。确定装载位置时，要满足装载方案原则，对可能的装载方案进行比较，应尽可能降低货物超限等级和重车重心高度，并注意避免集重装载。 4 计算作用于货物上的力及需要加固装置承受的力 根据新的《加规》，
TQt0(KN)
（1）刚性加固的单位纵向惯性力：
t026.690.13Q总(KN/t)
Q总——重车总重，t。当Q总> 130t时，按130t计算 Q —— 货物重量，t。
（2）柔性加固的单位纵向惯性力：
t0.0012Q20总0.32Q总29.85(KN/t
) Q总——重车总重，t，跨装运输时，按跨装车组总重计算。
当130t150t时，t0＝5.88 kN/t。Q —— 货物重量，t。 （3）横向惯性力
Nn0Q(KN)
式中，n0——每吨货物的横向惯性力，kN/t。
n2.822.2a
0l(KN/t)
a——货物重心偏离车辆横中心线的距离。
l——车辆销距。
Q —— 货物重量，t。 （4）垂直惯性力
Q垂q垂Q(KN)
用普通货车装载时：
q垂3.543.78
a
l
(kN/t)
用长大货物车装载时：
q垂4.537.84
al
(kN/t)
a——货物重心偏离车辆横中心线的距离。
l——车辆销距。
Q —— 货物重量，t。 （5）风力
WqF式中：
(kN)
F—货物在车辆侧向迎风面投影面积； q—计算风压。 受风面为平面时， q=0.49kN/m2
受风面为圆柱体或球体的侧面时， q=0.245kN/m2 （6）摩擦力 纵向摩擦力：
纵F摩9.8Q(KN)
横向摩擦力：
横F摩（9.8QQ垂）(KN)
μ—货物与车地板间滑动摩擦系数。 Q —— 货物重量，t。 5 进行稳定性计算 6 确定加固强度
确定加固材料或装置的需要数量及其规格或承受载荷的能力 7 画出货物装载加固方案的示意图，并标注说明
三、装载加固材料规格
表1 各类货物加固材料适用范围
1常用加固材料的规格 （1）镀锌铁线
1）镀锌铁线的质量应符合国家标准GB/T343《一般用途低碳钢丝》的要求。 2）镀锌铁线的破断拉力应以产品标签上的数据为准，需用拉力取其破断拉力的1/2。
常用镀锌铁线的破断拉力和需用拉力见面表2。
表2 常用镀锌铁线的破断拉力和许用拉力
（2） 盘条
1）盘条的质量应符合国家标准GB/T701《低碳钢热轧圆盘条》的要求。 2）常用盘条公称直径为：5.5mm、6.0mm、6.5mm。
3）盘条的破断拉力应以产品标签上的数据为准，许用拉力取其破断拉力的1/2。常用盘条的破断拉力和许用拉力表间表3。 表3 常用盘条的破断拉力和许用拉力
（3）钢丝绳
1）钢丝绳和钢丝绳夹的质量应分别符合国家标准GB/T20118《一般用途钢丝绳》和GB/T5976《钢丝绳夹》的要求。
2）实际使用时，钢丝绳的破断拉力应以产品标签上的数据为准，许用拉力去其破断拉力的1/2。
3）钢丝绳的型号规格较多，为便于现场掌握和操作，本规则以上述标准中公称抗拉强度1670N/mm2的6×19（b）（1 6 12）型钢丝绳为例，列出常用钢丝绳直径及其相应的最小破断拉力和许用拉力，具体见表4。
表4 公称抗拉强度1670N/mm2规格6×19（b）钢丝绳的最小破断拉力和许用拉力
（4）铁路货物常用摩擦系数表
表5 铁路货物常用摩擦系数表
第2篇货物运输装载加固-说明书
1货物的特点及运输要求
充分了解掌握制定方案时依据的有关货物的所有技术数据，如重量、结构特点、外形尺寸、重心位置、支重面尺寸、加固作用点位置等等。
1.1货物的特点
钢制圆柱体货物一件，如下图所示，重50t.
1.2运输要求
由于货物形状为圆柱体，因此在装载运输过程中，为了防止货物发生滚动，需在货物底部放置鞍座，必要时可加掩木，同时为了防止货物发生移动，利用扁钢带作为腰箍加固，以增大货物对鞍座与车地板间的压力，增大货物摩擦力。由于货物本身长度较大，应注意游车的选用及区间速度和过岔速度的限制。
2 确定装车类型
本货物选用60t普通平车NX17A装载运输，经以上分析货物特点，本设计选用NX17A型平车（自重23t，载重60t，车底架长×宽 =13000×2980mm，轴数 4，固定轴距1750mm，转向架中心距9000mm，车底板高度1211mm，重心高768mm）
3 确定装载方案
确定货物重心在车辆横向和纵向上的位置，并进行超限和集重检查，计算重车重心高度。确定装载位置时，要满足装载方案原则，对可能的装载方案进行比较，应尽可能降低货物超限等级和重车重心高度，并注意避免集重装载。 普通货物装载需考虑的条件有：
1、装载货物的重量，不得超过货车容许载重量，并应合理地分布在车底板上，不得偏重；
2、货物装载的宽度与高度，除超限货物外，不得超过机车车辆限界和特定区段装载限制；
3、货物突出平车车端装载，突出端的半宽不大于车辆半宽时，允许突出端梁300mm，大于车辆半宽时，允许突出端梁200mm。超过此限时，应使用游车；
4、装车后货物总重心的投影应位于货车纵、横中心线的交叉点上。必须偏离时，横向偏离量不得超过100mm；纵向偏离时，每个车辆转向架所承受的货物重量不得超过货车容许载重量的二分之一，且两转向架承受重量之差不得大于10t；
载必须遵守的基本技术条件：
1、在一般情况下，货物装车后其重心或总重心（一车装几件货物时）应能垂直投影到车地板纵、横中心线的交叉点上（简称“落在车辆中央”）；
2、特殊情况下必须偏离车辆中央时，横向偏离（即离开车地板纵中心线）不得超过100mm，超过时必须采取配重措施；
3、纵向偏离（即离开车地板横中心线）要保证车辆转向架承受的货物重量不超过标记载重的1/2，同时要保证车辆两转向架负重之差不大于10t，但另有规定者除外；
4、一车装载两件或多件货物时，应避免对角线装载。
3.1可能的装载方案
该货物有以下三种可能装载方案，经分析后，将遵循以上原则，最终选出最优方案。
方案一：使用NX17A型平车一辆，采取货物直径较小一端突出装载，另一
端加挂游车一辆；
方案二：使用NX17A型平车一辆，采取货物直径较大一端突出装载，另一
端加挂游车一辆；
方案三：使用NX17A型平车一辆，采取货物两端突出装载，使货物重心落
在车辆中央，两端分别加挂游车各一辆。
3.2装载方案超限检测
3.2.1对于方案一
使用NX17A型平车一辆，一车负重，一端突出装载，加挂NX17A型（车地板长13000mm，销距9000mm）游车一辆，货物左端与车端对齐，装载方案如图：
1. 需使货物重心偏离车辆横中心线的距离：
a需7800
13000
1300(mm) 2
因标=6050=10，故货物重心在车辆纵向最大允许偏离距离：
容=
55=×9000=900()
因a容a需，不允许使货物一端突出，左端与车端对齐装载。 3.2.2对于方案二
使用NX17A型平车一辆，一车负重，一端突出装载，加挂NX17A型（车地板长13000mm，销距9000mm）游车一辆，货物右端与车端对齐，装载方案如图：
需使货物重心偏离车辆横中心线的距离：
13000
1600(mm) 2
货物重心在车辆纵向最大允许偏离距离:a容=900（mm）
a需51003000
因a容a需，不允许使货物一端突出，右端与车端对齐装载。 3.2.2对于方案三
使用NX17A型平车一辆，一车负重，两端突出装载，加挂NX17A型（车地板长13000mm，销距9000mm）游车两辆，货物重心落在负重车横中心线上，装载方案如图：
1. 货物重心偏离车辆横中心线的距离：a需0
因此，允许使货物两端突出，货物重心落在负重车横中心线上装载。 计算重车重心高度
货 车车50× 1690 1211 40 5 23×768H===2259.78
车由于重车重心高度在2001mm—2400mm之间，因此运输区间限速50km/h，通过侧向道岔时限速15km/h。
2. 货物超限检测
左端货物的计算长度：L12l12780015600(mm)
右端货物的计算长度L22l22(51003000)16200(mm)
L130001.441.4，固鉴定断面可锁定为以下两个：Ａ和Ｂ断面。 l9000 对于Ａ断面： 又因
a) 计算装车后各部尺寸
装车后： 中心高 338012114054636(mm) 侧 高 169012114052946(mm)
中心高处左右各宽0mm，侧高处左右各宽1690mm。2946mm——4636mm处为一圆弧形。
b) 计算货物的计算宽度并确定超限等级
X2B2C2K36
2
L1l215600290002
C267.65(mm)
8R8R83001000
L115600
1.4)75(1.4)25.00(mm) l9000
在中心高处：X2067.6525.003656.65(mm)
K75(
在侧 高处：X2169067.6525.00361746.65(mm) 查《超规》，为一级超限。 对于B断面： a) 计算装车后各部尺寸
装车后： 中心高 250012114053756(mm) 侧 高
2500
12114052506(mm) 2
中心高处左右各宽0mm，侧高处左右各宽1250mm。2506mm——3756mm处为一圆弧形。
b) 计算货物的计算宽度并确定超限等级
X2B2C2K36
L2l216200290002
C275.60(mm)
8R8R83001000
2
L216200
1.4)75(1.4)30.00(mm) l9000
在中心高处：X2075.60303669.60(mm)
K75(
在侧 高处：X2125075.630361319.6(mm) 查《超规》，不超限。
综上所述，按照此方案运输货物时，货物为一级超限。
3. 货物超限检测
左端货物的计算长度：L12l12780015600(mm) 右端货物的计算长度L22l22(51003000)16200(mm)
L130001.441.49000又因l，固鉴定断面可锁定为以下两个：Ａ和Ｂ断面。
对于Ａ断面：
c) 计算装车后各部尺寸
装车后： 中心高 338012114054636(mm) 侧 高 169012114052946(mm)
中心高处左右各宽0mm，侧高处左右各宽1690mm。2946mm——4636mm处为一圆弧形。
d) 计算货物的计算宽度并确定超限等级
X2B2C2K36
2L1l215600290002
C267.65(mm)
8R8R83001000
K75(
L115600
1.4)75(1.4)25.00(mm)l9000
在中心高处：X2067.6525.003656.65(mm) 在侧 高处：X2169067.6525.00361746.65(mm) 查《超规》，为一级超限。 对于B断面：
c) 计算装车后各部尺寸
装车后： 中心高 250012114053756(mm)
2500
12114052506(mm)2 侧 高
中心高处左右各宽0mm，侧高处左右各宽1250mm。2506mm——3756mm处为
一圆弧形。
d) 计算货物的计算宽度并确定超限等级
X2B2C2K36
L2l216200290002
C275.60(mm)
8R8R83001000
2
K75(
L2162001.4)75(1.4)30.00(mm)l9000
在中心高处：X2075.60303669.60(mm) 在侧 高处：X2125075.630361319.6(mm) 查《超规》，不超限。
综上所述，按照此方案运输货物时，货物为一级超限。 对于方案四：
NX17A型（车地板长
1. 1125(mm) a需a容因此，允许使货物两端突出，货物重心落在负重车横中心线纵断面右侧
1125mm处装载。 4. 计算重车重心高度
H=
货 车车
车
=
50× 1690 1211 40 5 23×768
=2259.78
由于重车重心高度在2001mm—2400mm之间，因此运输区间限速50km/h，通过侧向道岔时限速15km/h。 5. 货物超限检测
左端货物的计算长度：L12l12(78001125)13350(mm) 右端货物的计算长度又因
L22l22(112551003000)18450(mm)
L130001.441.4，固鉴定断面可锁定为以下两个：Ａ和Ｂ断面。 l9000
对于Ａ断面： e) 计算装车后各部尺寸
装车后： 中心高 338012114054636(mm) 侧 高 169012114052946(mm)
中心高处左右各宽0mm，侧高处左右各宽1690mm。2946mm——4636mm处为一圆弧形。 f) 计算货物的计算宽度并确定超限等级
X2B2C2K36
2L1l213350290002
C240.51(mm)
8R8R83001000L13350
K75(11.4)75(1.4)6.25(mm)
l9000
在中心高处：X2040.516.253610.76(mm) 在侧 高处：X2169040.516.25361700.76(mm) 查《超规》，为一级超限。 对于B断面： e) 计算装车后各部尺寸
装车后： 中心高 250012114053756(mm) 侧 高
2500
12114052506(mm) 2
中心高处左右各宽0mm，侧高处左右各宽1250mm。2506mm——3756mm处为一圆弧形。 f) 计算货物的计算宽度并确定超限等级
X2B2C2K36
L2l218450290002
C2108.04(mm)
8R8R83001000
2
L218450
1.4)75(1.4)48.75(mm) l9000
在中心高处：X20108.0448.7536120.79(mm)
K75(
在侧 高处：X21250108.0448.75361370.79(mm) 查《超规》，不超限。
综上所述，按照此方案运输货物时，货物为一级超限。
对于方案五：
使用NX17A型平车一辆，一车负重，两端突出装载，左端加挂NX17A型（车地板长13000mm
1. a需51003000300
13000
1300(mm)
2
因a容a需，不允许使货物一端突出，左端与车端对齐装载。
3.3装载方案集重检测
根据课本P324表9-2（普通平车地板负重面长度最大容许载重量表），使用NX17A型普通平车，当重50t的货物直接装载在车地板上时，需要的负重面长度为5000mm，为了避免集重装载，货物下两鞍座中心线间距应不小于2500mm。
3.4选择的装载方案
通过对上述五个方案进行比较分析，发现只有方案三和方案四是可行的。但在方案三中货物是两端突出装载，需要使用两辆游车，因此在游车的数量上相比较与方案四有所增加。综上所述，方案四（一车负重，一端突出装载，加挂游车一辆，货物左端突出175mm）是最优方案，应优先采用，在本设计中，即采用方案四。
4 计算作用于货物上的力及需要加固装置承受的力
4.1纵向惯性力
重车总重：Q总=23 50=73t 4.1.1刚性加固的单位纵向惯性力 刚性加固的单位纵向惯性力：
0=26.690.13总=26.690.1373=17.2(/) Q总——重车总重，t。当Q总> 130t时，按130t计算 Q —— 货物重量，t。
4.1.2柔性加固的单位纵向惯性力 柔性加固的单位纵向惯性力：
0=0.00122
总0.32总 29.85=0.0012×7320.3273 29.85
=12.88(/)
T=Q*t0=50*12.88=644 (KN)
Q总——重车总重，t，跨装运输时，按跨装车组总重计算。
当130t150t时，t0＝5.88 kN/t。Q —— 货物重量，t。
4.2横向惯性力
货物重心偏离车辆横中心线的距离：a1125mm 每吨货物的横向惯性力：n02.822.2
al2.822.2112590003.10(KN/t)
横向惯性力：N=n0*Q=3.10*50=150.5(KN)
式中：l——车辆销距；
4.3垂直惯性力
本货物用普通货车装载。 每吨货物的垂直惯性力：q垂3.543.78
al3.543.78112590004.01(kN/t)垂直惯性力：垂=垂×=4.0140=200.5()
4.4风力
因货物受风面为圆柱体侧面，
q0.245(KN/m2
) 货物在车辆侧向迎风面投影面积：
F(78005100)33803000250051.102(m2)
WqF0.24551.10212.52(kN)
式中：q——计算风压。
4.5摩擦力
由于在本设计中，采用NX17A型平车以及钢制鞍座，查P243表12-1（铁路常用摩擦系数表）可知：鞍座与车地板间滑动摩擦系数取0.40. 纵向摩擦力：
横向摩擦力：
横摩
纵摩
=9.8=9.8×0.40×50=19.6 ()
= 9.8垂 =0.40× 9.850200.5 =115.80 ()
5 货物稳定性计算
在货物运输的过程中作用于货物上的纵向惯性力、横向力和风力，可能使货物产生纵、横方向的倾覆、滚动或移动，而货物的重力及其与车地板间的摩擦力，属于稳定因素，可阻止货物产生纵、横方向的倾覆、滚动和移动。重力和摩擦力能否保证货物稳定，需通过以下计算。
5.1货物倾覆的稳定系数
因货物长度较长，为15900mm，故不可能产生纵向倾覆。但货物为圆柱体，需要防止其横向发生滚动。
5.2货物水平移动的稳定性
当纵向惯性力大于纵向摩擦力时，货物会产生纵向水平移动；横向力和风力之和大于横向摩擦力时，货物会产生横向水平移动，因而必须进行加固。加固材料所承受的力为：
在纵方向上：
ΔT=T
在横方向上： ΔN=1.25 N W
横
摩
纵摩
=644196=448()
=1.25 150.5 12.52 115.80=87.98()
由上述两式可知：T、N均大于零，故在运输过程中，货物有产生纵向和横向移动的可能性，因此必须对其加固。
6 确定加固强度
在本设计中，对圆柱体货物采用横腰箍下压式捆绑加固，设4道腰箍，则每道腰箍应承受的力可按下述方法进行计算。 防止货物纵向或横向移动应承受的拉力：
移=
maxΔ,Δ448.00
==112.77(KN)
式中：n——腰箍的道数；
——腰箍两端拉直部分与车辆纵向垂直平面间的夹角。
用扁钢带作腰箍，扁钢带的截面积：F
≥
10
=
10112.77140
=8.06(2)
式中：——扁钢带的许用应力，MPa，普通碳素钢需用应力取140MPa， 设扁钢带有厚度为8mm，则宽度B=F/d=8.06*100/8=100.75(mm)， 在本设计中取110mm。 每条扁钢带的长度为：
lD/2D33803.14/233808686.6(mm)
查P248表12-3（各种钢制材料的许用应力），螺栓的拉应力为120MPa，因此：腰箍两端联结螺杆的内径为：
d=2
1010112.77
=2 =3.46() 根据以上计算结果，选用M36×4的螺杆，共需8个，每个长约520mm，其中螺纹长度为250mm，和扁钢带搭接长度为100mm，柱插下部的垫板选用厚度为20mm的钢板制板，共8个。
7货物装载加固方案的示意图
绘出示意图，并标注说明
第3篇自我评价
通过本次课程设计，我大致了解了货物装载加固方案确定的原理和方法，也加深了我对书本上与装载加固有关的各种公式的理解，做到了熟练应用，同时，也将课本上所学的只是付出到实践中去，为以后的学习和工作奠定了良好的基础。
货物运输组织装载加固方案课程设计即是一个比较大的计算题，该设计涉及到阔大货物的装载技术条件、超限货物运输、阔大货物的加固几个方面。做完整个课程设计，我对货物运输应考虑的几个方面有了一个比较概括的认识。
不足之处：在该设计中，游车采用的是NX15A，货物超出负重车端部的长度为2725mm，这样会使游车产生较大的浪费，在实际的操作中若能将游车剩余部分加以利用，车辆的利用率会高些。
在将来的学习与工作中，要将所学的课程与实践充分结合，要在实践中积累经验，不断深入，这样才能用知识指导实践、用实践升华理论知识，最终才能真正的掌握某一学问并灵活运用，将其变成自己的东西。这才是学习的目的。
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