专用单轨车车辆结构方案的设计.doc
《专用单轨车车辆结构方案的设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《专用单轨车车辆结构方案的设计.doc(43页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、摘 要我国是一个多山地的国家。山地地区的地形条件复杂,要在这样的特殊地形地区进行货物的运输,就需要一种节约资源、安全环保的运输方式,单轨车成为一种非常合适的选择。目前,我国仅在重庆地区有部分城市客运单轨车辆,而在山地及林地等特殊地形地区运行的专用单轨车辆在国内仍属空白。本文参照韩国大铱株式会社MCK机械有限公司制造生产的M-600Hs(8Ps)型森林多功能单轨运输设备,以黑龙江大兴安岭地区为例,设计一种单轨车辆。使其能够达到最大转弯半径4m、最大承载能力250kg、最大爬坡度30,实现短途货物运输。本文通过查找文献资料,实地考察和归纳总结等方法,设计了一种可行的单轨车方案,完成了车身结构、轨道
2、的设计,同时对专用单轨车稳定性的评价。关键词:单轨运输 山地 车体 轨道 稳定性Abstract China is a multi- mountains country. Mountain areas are complication , special terrain in areas such as transportation, need a resource conservation, environmental safety of transport, monorail cars have become a very appropriate choice. At present, o
3、nly some urban areas in Chongqing have some monorail passenger vehicles, and in the mountains and forest areas and other special terrain a dedicated monorail vehicles is still blank in the country. In reference to the South Korean MCK Machinery Co.Ltd. Iridium manufacturing the M-600Hs (8Ps)-type mu
4、lti-functional forest single-track transport equipment to Da Hinggan Ling area as an example, we design a monorail vehicle that turning radius 4m, load capacity 250kg, climbing 30 degrees which could accomplish short-distance transport of goods. This article by means of Document Indexing, field trip
5、s and other methods, design a feasible solution of monorail vehicle, completed the body of vehicle and track design, while the stability of the vehicle is analyzed.Keywords:monorail vehiel forest trolley rail stability目 录摘 要I英文摘要II目 录III第一章绪论11.1研究背景和意义11.2文献综述11.3研究方法61.4研究思路7第二章专用单轨车辆结构分析82.1牵引车82
6、.2台车92.3底盘112.4轨道112.5支撑机构112.6其他装置12第三章专用单轨车车体结构设计133.1专用单轨车辆车体概述133.2专用单轨车车体结构设计14第四章专用单轨车轨道设计174.1轨道宽度设计174.2轨道啮合机构设计224.3轨道支撑机构设计234.4轨道连接设计25第五章专用单轨车稳定性分析275.1空载工作条件下的稳定性研究275.2负载工作条件下的稳定性研究33第六章结论376.1结论376.2存在问题376.3前景展望37参考文献38致 谢39附 录40第一章 绪论1.1研究背景和意义1.1.1研究背景我国是个多山地的国家,山地面积占全国总土地面积的2/3以上,
7、山地城镇数占全国城镇总数的将近一半。山地地区的地形条件复杂,用地往往被江河、冲沟、丘谷分割,地形高差较大,这对建设公路交通十分不利1。同时,国内还存在着大面积的森林生态系统,而目前使用的交通工具对森林都会造成不同程度的破坏,而且它们的使用需要架设、开道或者铺设轨道,难度大费用高。因此,需要开发一种能够满足特殊地形运输要求,同时节约资源、安全环保的运输方式,单轨车成为一种非常合适的选择。这些地区存在大面积山地、林地等常规车辆无法行驶,使他们的生产生活及经济发展也都受到一定程度的制约。以黑龙江大兴安岭地区为例,只能通过铺设轨道,实现短距离的货物运输和人的通行。同时也要考虑到而单轨车辆恰恰为这种地带
8、提供了一种可能的行使方式。1.1.2研究意义目前,我国存在大面积山地、林地等常规车辆无法行驶的地带。单轨车辆恰恰为这种地带提供了一种可能的行驶方式。重庆跨座式单轨车辆的问世填补了我国单轨车辆历史的空白。本文结合国家“948”项目,以黑龙江大兴安岭地区为例,通过铺设轨道,设计完成可自由转弯、能力承载500kg、爬坡度45的单轨车辆,实现短距离的货物运输和人的通行。本文通过文献学习、实地考察、归纳总结等方法,对单轨车车辆结构提出一种可行的设计方案,包括车身结构、车轮和车道的设计。1.2文献综述为更顺利有效地完成论文,笔者共阅读了国内外文献20余篇。其中7篇介绍单轨车辆的发展、使用等情况;5篇介绍单
9、轨车辆的应用;6篇涉及单轨车辆车体结构分析的内容;4篇讲解单轨车辆轨道设计的知识。现将以上文献文类整理,并将学习结果作如下整理。1.2.1单轨车辆概述1.2.1.1单轨车概念及发展情况概念单轨交通是一种轨道为一条带形的梁体、车辆跨坐于其上或悬挂于其下的交通系统。单轨车是指在单根轨道上行驶的交通工具。国外发展情况1824年在英国伦敦第一条单轨轨道诞生,但是当时在伦敦码头铺设的是木制轨道,而且车辆是用马匹来牵引的。真正用动力车牵引的, 用来输送旅客的营业化单轨轨道交通, 出现在1888年的爱尔兰。动力车是跨座式蒸气机车, 线路长约15km, 最高运行速度为43 kmPh。189年德国人建造了另外一
10、种类型的单轨轨道, 是现存最古老的单轨轨道交通线路。最早作为城市交通系统建成的单轨铁路是 1964 年开通的羽田至浜松町间 13km东京单轨铁路。1970年, 在大阪召开的万国博览会上, 建成了兼作展示用的场内运输万博单办铁路,另外大船站至湘南江之岛间 616km 湘南单轨铁路也建成并开通运营。1它在很多场合得到了广泛应用。国外较早的单轨游览专用车出现在1953年的日本东京上野公园, 后阿尔韦格式单轨车系统在德国建设了实验路线, 1958年意大利都灵与美国西雅图分别建设了博览会专用线。这些都是单轨游览车的前期应用, 其设备的制造和设计水平都是初级的。随着科学的发展、技术的进步, 20 世纪70
11、年代、80年代美国洛杉矶的迪斯尼乐园、日本东京上野公园、横滨的梦幻世界等世界多处纷纷建立了性能较全面的中、小型旅游专用单轨游览车。由于这些游览机结构有别于城市交通的单轨车, 而且轨道也不同, 这些单轨游览车还主要应用于公园、机场等平坦的路面行驶, 还不能应用于森林坡度游览和森林运输之中。国内发展情况2004年11月18日, 首列国产跨座式单轨车在长春轨道客车股份有限公司下线。这不仅填补了我国城市轨道车辆工业的一个空白, 也标志着我国成为继日本之后世上第二个拥有此种制造技术的国家。2004年12月,重庆市轨道交通2 号线投入试运行, 成为我国首次建设的跨座式单轨交通线。21.2.1.2单轨车辆分
12、类单轨交通按照其行走模式和构造的不同,分为跨座式单轨和悬挂式单轨交通两种类型。跨座式单轨交通的车辆骑行于轨道梁的上方,车辆除底部的走形轮之外,在车体的两侧下垂部分尚有导向轮和稳定轮,夹行于轨道梁的两侧,保证车辆沿轨道安全平稳地行使。悬挂式单轨交通,车辆悬挂于轨道梁下方行使。轨道梁为下部开口的箱型钢梁,车辆走形轮与导向轮均置于箱型梁内,沿梁内设置的轨道行使。车辆改变行车方向时,通过箱型轨道梁内可动轨的水平移动实现。单轨车的种类较多根据车辆重心在轨道的位置上、下不同分为直立型、骑坐式和悬挂式。3a)高重心骑坐式 b)低重心骑坐式 c)低重心悬挂式 d)非对称悬挂式图1-1 单轨车种类略图1.2.1
13、.3单轨车辆使用特点占用土地少因为单轨结构窄,而且又可架设在道路上方,不需要很大空间。承担的运量比较大跨座式单轨列车一般由4辆或6辆组成,其运量介于公共汽车与轻轨交通之间。适应复杂的地形能在大坡道和小半径的区段正常运行,所以允许单轨线路选在很复杂的地形上。建设工期短、施工简便、造价低单轨轨道结构简单,标准轨道可在工厂预制,现场拼装,建造容易,所以工期较短,而且造价远低于地铁。运输安全单轨采用高架轨道,与其它交通各行其道,互不干扰,而且特殊的型式也能保证安全运行。噪声低、无废气污染等公害跨座式单轨车辆采用橡胶轮胎,与一般铁路相比,运行时噪声较低而且它采用电力驱对日照和城市景观影响小由于单轨比一般
14、高架铁路或其它新交通系统占用空间少,沿线不会投下很大的遮光阴影,对城市景观还能起到点缀、美化的作用。乘坐舒适由于橡胶轮胎和空气弹簧转向架的采用,列车运行平稳,再加上空调等现代化设备的装设,旅客乘坐环境舒适,视野广阔,在城市中运行还能起到游览观光的作用。41.2.2单轨车辆的应用及现状(1)国外单轨车辆的应用及现状单轨车在日本的应用日本是最早应用单轨车的国家之一,1977年就开始在森林中利用单轨车运输木材森林中多为陡峭地带,进行林业生产时,利用单轨车作为陡峭地区的运输工具运出间伐木材,是替代林区公路运材的有效方法。后有用于滑翔机训练场,因其海拔较高,其最大的坡度有,要把人员及物资运到上面,其它运
15、输工具难以实现单轨车之所以有这样的爬坡能力,是因为它采用了牙嵌咬合的方式。东京羽田线单轨车为跨骑式,由日立特快与东京单轨有限公司经营。它是为连接位于大东京市中心的滨松火车站与羽田国际机场之间的交通而设计建造的,全线长 13.1km,行驶时间为15min,每日单 向运送乘客16.2万人次。羽田线采用 日立阿尔韦格系统的跨骑式单轨车,开始动工后,只花了16个月就建成,按计划于1964年9月7日投入营业性运行。羽田线基本上是沿着东京湾岸边的独立线路,没有其他交通路线与它相交。日本单轨湘南线位于神奈川县南侧将日铁大船火车站与东 京西南约50km的嫌仓市海滨旅游胜地江之岛连接起来。该线长6.6km,建造
16、于有许多弯道与陡坡的狭窄道路上空,缓和了沿线的交通拥挤状态。悬挂式的单轨系统使穿越小弯道及上、下陡坡的困难得以克服,同时使乘客们可享受乘坐现代化交通工具的舒适性。单轨车在韩国的应用农用单轨车可运输农药化肥和果实等,不用人开车,只要有人装车卸车即可工作,且上下都有自动停车装置,使用非常方便在韩国仅农户果园就有多条运输线在应用中单轨车的轨道架设不妨碍作物的种植及生长(农用搬运车需辟地筑路,容易造成地面破坏且占用部分耕作面积),不受地形限制,只要架设轨道就能到达任何地方 韩国政府为了避免农田果园和环境被破坏,给农工补助一半的费用鼓励其使用单轨车。韩国人特别喜欢登山,其中老人和妇女也很多在韩国总计有多
17、条单轨车在运行,有的已运行了余年,仅汉拿山国立公园就有 条运输线,负责山上的垃圾回收运输 对病人及有困难的游客进行救护等工作。 汉拿山国立公园要安装一条木质人行上山道,往山上运输木料等比较困难,所以先安装一条单轨车来运输木材,修完路之后再拆除。5(2)国内单轨车辆的应用及现状单轨车在我国大陆的应用我国大陆首台单轨车是黑龙江省森林工程与环境研究所从韩国大林单轨车株式会社引进的,安装在穆棱林业局六峰湖自然保护区(国家“948”引进项目),使用效果非常理想这台设备可把游客运到山顶观光,安装时可自动运送原材料及客货同时运送。 2004年11月18日, 在长春轨道客车股份有限公司的试车场内, 一列跨座式
18、单轨车在临时搭建的混凝土轨道梁上徐徐驶过这是跨座式单轨车的试车现场, 这辆车车体宽达2.98m,头车长14.8m,中间车长13.9 m。而客室内净高度达到2220mm,比地铁高100mm。车体采用的是轻量化铝合金原料,构造速度为 80 km/h, 其动力源是混凝土钢轨两端1500V 的高压电线。在超员时,头车承载量为 211 人, 中间车承载量为230人,单向高峰小时运量为3万人次。本次试车的圆满成功标志着我国首列国产跨座式单轨车正式下线, 填补了我国城市轨道车辆工业的空白。单轨车在台湾地区的应用我国台湾的农园坡度较大,尤其是在没有道路的农地上,单轨道式运输车便成为一种非常适用的交通运输工具,
19、深得农民的喜爱目前台湾有上千条的单轨车在使用中,这些单轨车大部分是从外国引进的,虽然台湾地区也有制造商,但仿照外国制造的居多。1.2.3单轨车车辆结构设计(1)车体结构的设计车体是跨座式单轨车辆的重要组成部分,主要承担着装载乘客和安装各种电气设备的任务。因此,它必须具有足够的强度和刚度以满足运输使用的要求,同时要具有良好的动态特性来保证乘员的安全和舒适性。为了尽量减少车辆运行时的能耗,车体结构在满足强度、刚度的前提下,还必须尽可能减轻自重。另外,车体的各个部件在长期的运行过程中还会产生疲劳现象。为了保证车体在一定时期内的运行安全,还要求其必须达到规定的疲劳寿命。CAE技术的发展和日趋成熟为解决
20、上述问题提供了有效途径。以有限单元法为代表的CAE技术理论上能求解任何复杂的工程计算问题,其求解精度理论上只受计算机能力与物理模型的精度限制。利用现代CAE技术来预测、估计和设计该车体的强度、刚度、寿命及性能能够显著提高设计的科学性,减少盲目性,提高设计效率,减少设计时的试验次数,节省设计成本。国外发展情况对于轨道车辆车体的设计而言,有限元方法能够满足车体设计的要求。国外从70年代开始,就已开展利用有限单元法对车体结构进行研究,并卓有成效经过多年发展,在应用计算对车体进行分析的技术上逐步成熟完善,在车体建模技术和应用中对有限单元的选用逐步向前发展。当前,国外的车体设计已经很好地把有限元设计与分
21、析法引入到产品的开发、设计评价及生产中。利用有限元软件进行车体结构的静态分析、模态分析的技术已经非常成熟,其工作重心已转向瞬态响应分析、噪声分析、碰撞分析等特别是随机激励响应分析备受青睐,主要是因为它可用来进行车辆的强度、刚度、振动舒适性和噪声等方面的分析。计算机分析(如强度刚度,噪声场,温度场)对于整车、部件和零件的设计生产有着举足轻重的分量,它在资金投入的减少,设计生产周期的缩短,产品质量的提高上发挥了巨大的作用。同时,国外在车体制作方面已经把有限元法应用于产品的加工工艺分析上,把材料分析与零件机加工分析相结合,用有限元分析等方法来改进加工方法及手段,使车体的制造达到了较高的水平。国内发展
22、情况我国车辆制造行业有限元计算工作起步于1975年,相关科研单位和高等院校推出了一批有价值的实用有限元软件,并应用于车架和车身的设计,取得了良好的技术经济效益。从1980年开始,随着我国对外开放政策的实施,我国计算机的使用条件得到了很大改善,计算机装备数量大幅度增加,国外流行的大型商业性软件随之引入我国车辆制造行业,大力推动了我国轨道车辆车体有限元分析技术的发展。目前,我国的有限元计算工作已经初步形成一定的规模,在微机上进行有限元分析已经不再是困难的事,同时有限元分析的应用得以向广度和深度发展。当前我国车体有限元方法的应用已从一般的静态分析发展为动态特性相应分析,从一般的应力分析发展为疲劳寿命
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 专用 单轨 车车 结构 方案 设计
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【精****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【精****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。