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鐵路貨車狀態修方法與實踐 版權信息
- ISBN:9787030751560
- 條形碼:9787030751560 ; 978-7-03-075156-0
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊數:暫無
- 重量:暫無
- 所屬分類:>>
鐵路貨車狀態修方法與實踐 內容簡介
本書為“鐵路貨車狀態修實踐研究叢書”的**輯,系統而全面地闡述了有關鐵路貨車狀態修的基本概念、基礎理論和實踐路線。全書共8章,完整論述了鐵路貨車狀態修的理論方法,包括學術思想、理論模型、求解方法、仿真方法、試驗方法及評價方法等;詳細介紹了鐵路貨車狀態修的工程實踐,包括零部件的壽命管理體系、貨車狀態性能監測系統、狀態修工藝規程、狀態修信息化建設以及狀態修實踐中的綜合經濟效益等;*后描述了狀態修在鐵路貨車維護維修工程中的應用概況和發展趨勢。
鐵路貨車狀態修方法與實踐 目錄
“鐵路貨車狀態修實踐研究叢書”序
前言
第1章 緒論 1
1.1 鐵路貨物運輸與鐵路貨車 1
1.1.1 鐵路貨物運輸 1
1.1.2 鐵路貨物運輸載體——鐵路貨車 4
1.2 鐵路貨車檢修 7
1.2.1 鐵路貨車檢修的必要性 8
1.2.2 鐵路貨車的主要檢修模式及特點 8
1.3 我國鐵路貨車檢修制度 12
1.3.1 我國鐵路貨車檢修制度發展歷程 12
1.3.2 我國鐵路貨車檢修現狀 12
1.3.3 貨車檢修技術發展需求分析 14
參考文獻 15
第2章 鐵路貨車狀態修理論 17
2.1 鐵路貨車狀態修基本含義 17
2.1.1 鐵路貨車狀態修的定義 17
2.1.2 鐵路貨車狀態修的特點 17
2.1.3 鐵路貨車狀態修基本原則 18
2.2 鐵路貨車狀態修體系 19
2.2.1 鐵路貨車狀態修主要內容 19
2.2.2 鐵路貨車狀態修總體制度 23
2.2.3 鐵路貨車狀態修的優越性 26
第3章 鐵路貨車零部件失效規律與壽命管理方法 31
3.1 鐵路貨車主要零部件及分類 31
3.2 鐵路貨車零部件動態性能模擬與安全限值分析 33
3.2.1 鐵路貨車車輛動態性能的計算機模擬技術 34
3.2.2 鐵路貨車關鍵零部件的動態性能特征 44
3.2.3 鐵路貨車關鍵零部件缺陷狀態的安全限值 48
3.3 鐵路貨車零部件失效規律與剩余壽命預測 55
3.3.1 零部件失效規律分析的重要性 55
3.3.2 鐵路貨車零部件失效規律分析 56
3.3.3 鐵路貨車關鍵零部件剩余壽命預測方法 81
3.4 鐵路貨車零部件壽命管理 94
3.4.1 鐵路貨車零部件壽命與匹配性分析 94
3.4.2 鐵路貨車零部件壽命管理體系 116
3.4.3 鐵路貨車零部件壽命管理方法 122
參考文獻 130
第4章 鐵路貨車狀態性能監測與識別方法 132
4.1 “4T”監測系統及數據應用 132
4.1.1 紅外線軸溫監測系統 132
4.1.2 貨車滾動軸承早期故障軌邊聲學診斷系統 134
4.1.3 貨車運行故障動態圖像監測系統 135
4.1.4 貨車運行狀態地面安全監測系統 136
4.2 新增監測系統及數據應用 137
4.2.1 貨車輪對在線綜合監測系統 138
4.2.2 曲線通過性能監測系統 142
4.2.3 閘瓦監測系統 143
4.2.4 紅外熱成像動態轉向架監測系統 144
4.2.5 智能TFDS監測系統 145
4.2.6 鐵路貨車動力學性能監測系統 147
4.2.7 基于激光和紅外熱成像技術的動態轉向架監測系統 151
第5章 鐵路貨車狀態修工藝規程與管理體系 154
5.1 鐵路貨車狀態修工藝規程制定依據與原則 154
5.1.1 總體目標 154
5.1.2 制定依據 154
5.1.3 制定原則 156
5.2 鐵路貨車狀態修總體工藝規程與技術標準 156
5.2.1 狀態修總體工藝規程 156
5.2.2 狀態修工藝規程技術標準 159
5.2.3 狀態修工藝規程信息交互與管理 170
5.3 鐵路貨車狀態修基礎設施布局 172
5.4 鐵路貨車狀態修生產管理體系 172
5.4.1 建設思路與總體框架 172
5.4.2 狀態修生產管理體系主要模塊 174
第6章 鐵路貨車狀態修決策方法與判別模型 178
6.1 鐵路貨車狀態修綜合評價與系統決策方法 178
6.1.1 總體思路 178
6.1.2 評價方法與準則 180
6.2 鐵路貨車運行狀態性能評分模型 185
6.2.1 鐵路貨車零部件狀態性能綜合評分模型 185
6.2.2 鐵路貨車車輛狀態性能評分模型 197
6.2.3 鐵路貨車車列狀態性能評分模型 207
6.3 鐵路貨車狀態修修程判別模型 212
6.3.1 修程判別總體模型 212
6.3.2 各級修程判定方法 214
參考文獻 218
第7章 鐵路貨車狀態修信息化基礎建設與構成 220
7.1 鐵路貨車狀態數據與信息流 220
7.1.1 鐵路貨車狀態數據及其分類 220
7.1.2 鐵路貨車狀態數據處理與管理 224
7.1.3 鐵路貨車狀態信息流 228
7.2 鐵路貨車狀態修信息系統 229
7.2.1 鐵路貨車技術狀態修數據中心 229
7.2.2 架構設計 231
7.2.3 系統應用 237
7.3 鐵路貨車狀態修自學習優化體系 261
7.3.1 鐵路貨車狀態修自學習優化內容 261
7.3.2 鐵路貨車狀態修自學習優化體系建設 262
第8章 鐵路貨車狀態修實踐 267
8.1 國能集團鐵路貨車狀態修實踐 267
8.2 綜合效益分析 268
8.2.1 狀態修項目總投資 268
8.2.2 狀態修項目成本節約 269
8.2.3 狀態修實施產生的效益 274
8.3 展望 279
參考文獻 280
附錄 16H型鉤舌部分條件失效概率 281
鐵路貨車狀態修方法與實踐 節選
緒論 1.1鐵路貨物運輸與鐵路貨車 1.1.1鐵路貨物運輸 鐵路貨物運輸是指利用機車、車輛等技術設備沿鋪設軌道運行的貨物運輸方式[1],鐵路貨物運輸是現代運輸的重要組成部分,在我國現階段的綜合運輸網中起著主導作用,被認為是我國國民經濟的大動脈,擔負著主要的貨物運輸任務。 鐵路運輸生產過程的主要內容,就貨物運輸而論是利用線路、機車、車輛等技術設備,將原料或產品以列車方式從一個生產地點運送到另一個生產地點或消費地點。在運送過程中,必須進行裝車站的發送作業、途中運行以及卸車站的終到作業。為了加速貨物運送和更合理地運用鐵路技術設備,在運送途中有時還須進行列車的改編作業。為了保證裝車需要,卸后空車也應及時回送到裝車站。鐵路貨物運輸生產過程可簡要地用圖1.1表示[2]。 1.鐵路貨物運輸的優缺點 與其他運輸方式相比,鐵路貨物運輸具有以下優缺點。 1)鐵路貨物運輸的優點 鐵路貨物運輸的優點如下: (1)運輸能力大,適合于大批量低值商品的中、長距離運輸,單車裝載量大,在運輸能力方面,鐵路貨物運輸能力遠遠超過公路貨物運輸,僅次于水路運輸。 (2)運行車速快,在五種基本貨物運輸方式,即公路貨物運輸、鐵路貨物運輸、水路貨物運輸、航空貨物運輸、管道貨物運輸中,鐵路貨物運輸平均車速排第二位,僅次于航空貨物運輸。 (3)氣候限制小,鐵路貨物運輸由于具有高度導向性,受氣候和自然條件影響較小,能保證運行的經常性和持續性。 (4)通用性好,由于車輛類型較多,可承運不同類型的商品,幾乎可以不受重量和容積的限制,并可實現馱背運輸、集裝箱運輸及多式聯運。 (5)環境污染小,尤其是電力機車,不燒煤、不燃油、不污染空氣;由于車輛機械運行阻力小,運輸重量大,能源消耗量低,所以運輸價格較低。 2)鐵路貨物運輸的缺點 鐵路貨物運輸的缺點如下: (1)固定成本高,由于鐵路線路的專用性,原始投資較大,建設周期較長,占用固定資產多,投資風險也相對較高。 (2)周轉時間長,鐵路按列車組織運行,在運輸過程經過車輛裝卸、列車編解、中轉作業等許多環節,一方面會增加貨損率,另一方面會延長周轉時間。 (3)運輸靈活性差,受軌道線路限制,通常需要依靠其他運輸方式配合完成運輸任務,難以實現“門到門”運輸。 (4)設備維修不易,鐵路貨物運輸設備十分龐大,機車、車輛、線路、站場、信號、供電等設備結構復雜、類型繁多、標準不同、服役環境不同,不易維修。 2.鐵路貨物運輸的類別 鐵路貨物運輸具有運量大、運價低、全天候、安全、環保、路網站點分布廣等特點。根據托運人托運貨物的重量、體積、形狀和性質等條件,鐵路貨物運輸的形式可分為整車運輸、零擔運輸、集裝箱運輸等多種貨運服務[3]。 1)整車運輸 整車運輸是指根據一批貨物的重量、體積、形狀或性質需要一輛*低標記載重量及其以上貨車運輸的貨物運輸。整車運輸是鐵路貨物運輸的主要運輸方式,在鐵路總貨運量中整車貨運量所占比重*大。按整車托運的一批貨物,除整車分卸外,還要求貨物的托運人、收貨人、發站、到站和裝卸地點必須相同。并規定以下7類貨物必須按整車托運:①需要冷藏、保溫或加溫運輸的貨物;②不易計算件數的貨物;③蜜蜂;④某些危險貨物;⑤易污染其他貨物的污穢品;⑥未裝容器的活動物;⑦單件質量超過2t、體積超過3m3或長度超過9m的貨物。上述除①②③項的貨物外,其數量不夠一車,如托運人要求將同一路徑上2個或3個到站在站內卸車的貨物裝在同一車內,做一批運輸時,可按整車分卸托運。標準軌與米軌鐵路之間只辦理整車貨物的直通運輸,其一批貨物的質量或體積應符合下列要求:重質貨物質量為30t、50t、60t;輕浮貨物體積為60m3、95m3、115m3。并規定不承運鮮活貨物及需要冷藏、保溫或加溫運輸的貨物,罐車運輸的貨物,以及單件質量超過5t、長度超過16m或體積超過米軌裝載界限的貨物。 2)零擔運輸 零擔運輸是指托運一批次貨物數量較少、裝不足或者占用一節貨車車皮進行運輸在經濟上不合算,而由運輸部門安排和其他托運貨物拼裝后進行運輸。為了便于裝卸、交接和保管,提高作業效率和貨物安全,除應按整車辦理的貨物,針對單件體積*小不得小于0.02m3(單件質量在10kg以上的除外),每批不超過300件的貨物,均可按零擔運輸辦理;而針對批量零散貨物快運品類,一批質量不足30t且體積不足60m3的貨物,可按零散貨物快運辦理;對于非批量零散貨物快運品類的貨物,不足整車時,可按零散貨物快運辦理。 3)集裝箱運輸 使用集裝箱運送貨物或運輸空集裝箱,稱為集裝箱運輸,多用于運輸精密、貴重、易損的貨物。集裝箱運輸具有標準化程度高、裝卸作業快、貨物安全性好、交接方便等技術優勢,是多式聯運的主要方式,也是中國鐵路貨物運輸的重點發展方向。鐵路集裝箱運輸類型包括鐵水聯運、國際聯運、內陸鐵公聯運等,可為托運人提供“門到門”運輸和全程物流服務,主要方式有集裝箱定期直達列車和集裝箱專用列車。 3.中國貨物運輸及鐵路貨運 改革開放以來,我國經濟快速發展,其中運輸業發展成果顯著。根據國家統計局2021年2月28日發布的《中華人民共和國2020年國民經濟和社會發展統計公報》,2020年我國貨物運輸總量463億t,貨物運輸周轉量196618億t km。其中鐵路貨物運輸總量44.6億t,比2019年增長3.2%,鐵路貨物運輸周轉量為30371.8億t km。 在我國,經由鐵路運送的貨物類型中,煤炭為*重要的貨物。盛產煤炭的地區位于西北和華北地區,包括山西省、陜西省及內蒙古自治區(西部、中部)等,而缺煤地區則位于東部和南部。根據“西煤東運”戰略,我國有三個主要運煤通道,即北通道、中通道及南通道。在這三條運煤通道的鐵路中,北通道的大秦鐵路及朔黃鐵路占據重要地位,原因是這兩條鐵路的貨物運輸量高,也配有相應的港口進行運煤支援。2019年,大秦鐵路的貨物運輸量*高,達到43100萬t。2019年,朔黃鐵路貨運量達31600萬t。 2021年上半年國家鐵路煤炭運量完成9.61億t,同比增長12.4%。其中,浩吉、唐包、瓦日、大秦鐵路煤炭運量分別同比增長163%、54%、43%、11.5%。國家鐵路煤炭、電煤日均裝車7.6萬輛車和4.9萬輛車,分別同比增長12.9%、19.4%。 隨著高速鐵路的發展及高速列車的普及,中國客運鐵路運輸已逐步轉向高速鐵路。這顯示普速鐵路的運力將逐步釋放至鐵路貨運。此外,隨著普速鐵路更專注于鐵路貨物運輸,客貨混合運輸將會逐步淘汰,這將進一步提高總貨物運輸效率,并增加總貨物運輸量。 1.1.2鐵路貨物運輸載體——鐵路貨車 貨物運輸是鐵路運輸的重要組成部分,將鐵路上用于載運貨物的車輛統稱為鐵路貨車。為滿足不同運輸要求,出現多種不同結構類型的鐵路貨車,但基本特點和基本結構變化不大。 1.鐵路貨車的種類 鐵路貨物運輸的方式有很多,貨物性質不同,在運送中的要求也不一樣。為了適應貨物的這些不同要求,裝運貨物的車輛分為通用貨車、專用貨車和特 種貨車[4]。 1)通用貨車 通用貨車適用于運輸多種貨物,包括下列幾種: (1)敞車。具有端墻、側墻而無車頂的貨車,該車型主要用于裝運不怕日曬、不畏風雨的貨物,供運送煤炭、礦石、礦建物資、木材、鋼材等大宗貨物使用,也可用來運送重量不大的機械設備。 (2)棚車。有側墻、端墻、地板和車頂,在側墻上有門和窗,用于運送怕日曬、雨淋、雪侵的貨物,包括各種糧谷、日用工業品及貴重儀器設備等。 (3)平車。車體為一平板或設有活動的矮側墻板和端墻板,可以當砂石車用。在裝運長大貨物時,可將側墻板和端墻板翻下,主要用于裝運重量、體積和長度較大的貨物,包括木材、鋼軌、汽車等機械設備。 2)專用貨車 專用貨車專供運送某些種類的貨物,包括下列幾種: (1)罐車。車體呈罐形,專門用于裝載液體狀態的貨物,也有少數用于裝載粉狀貨物,按用途可分為輕油類罐車、黏油類罐車、酸堿類罐車、液化類罐車和粉狀貨物罐車。 (2)冷藏車。車體夾層裝有隔熱材料,車內裝有冷卻和加溫裝置,使車內能保持所需的溫度,車體外部涂以銀灰色,對陽光起反射作用,減少太陽輻射熱傳人車內,供裝運易腐貨物,如鮮魚、肉類、水果、蔬菜等。冷藏車又稱為保溫車。 (3)煤車。車體一般與敞車相似,為裝車方便設有各種結構不同的車門,如底開門等,可裝運煤、焦炭、礦石等。 (4)砂石車。專供裝運砂石、碎石使用,設有高度0.8m以下的車墻。 (5)礦石車。專供運送各種礦石使用。 (6)長大貨物車。鐵路運輸中使用的一種特殊平車,供裝運各種超長、超重和超限的貨物使用,一般載重90t以上,長度在19m以上。 (7)其他。包括家畜車、水泥車、糧食車、通風車、活魚車、守車、毒品車、特種車和集裝箱專用車等。 3)特種貨車 特種貨車是供特種用途使用的車輛,包括下列幾種: (1)救援車。專供列車發生顛覆事故時,排除故障及修復線路使用。 (2)檢衡車。供檢查鐵路上地秤的性能,地秤是測量車輛重量的設備。 (3)發電車。專供發電用,是能在鐵路線路上流動的發電廠。 (4)除雪車。用于清除鐵道上的積雪。 2.鐵路貨車的基本特點 1)車輛可編組 鐵路貨車可以編組、連掛成組運行,在實際運營中,也可能有不同車型的貨車進行混編的情況,以更好地實現貨物運輸與貨車能力的平衡匹配,提高運輸能力;裝有牽引桿裝置的鐵路貨車,車輛間通過牽引桿裝置連接固定一組車輛,形成固定車組,固定車組有兩輛一組、三輛一組、五輛一組等,便于在運營過程中快速高效地進行卸載作業。 2)車輛結構多樣化 鐵路貨車按其用途不同,可分為通用貨車和專用貨車。通用貨車是裝運普通貨物的車輛,貨物類型大多不固定,也無特殊要求,車輛結構較為相似,鐵路貨車中這類貨車占比較高,有敞車、平車、棚車等。專用貨車一般是指只運送一種或很少幾種貨物的車輛,用途比較單一,大多以通用貨車樣式制造,對于特殊貨物根據用途不同進行結構調整。專用貨車有時在鐵路上的運營方式也比較特別,如固定編組、專列運行。專用貨車一般有保溫車、罐車、集裝箱專用車、長大貨物車、毒品車、家畜車、水泥車、糧食車和礦石車等,多結構多類型的鐵路貨車滿足了不同貨物的運輸要求。 3)嚴格的貨物外形尺寸限制 鐵路貨車只能在規定的線路上行駛,無法像其他車輛那樣主動避讓靠近它的障礙物,因此需要制定限界,嚴格限制車輛及貨物的外形尺寸以確保運行安全,以適應鐵路的機車車輛限界,確保運行安全。 3.鐵路貨車的基本結構 鐵路貨車發展至今,由于不同用途及運輸條件,出現了各式各樣的類型與結構,以滿足不同的運輸需求。車輛的種類雖然很多,結構卻大同小異,主要在于車輛外形結構有所不同,但基本結構相差不大。一般來說,鐵路貨車的基本結構由車體和車底架、走行部、制動裝置、車鉤緩沖裝置以及車輛附屬設施五大部分組成[5]。 1)車體和車底架 車體一般和車底架構成一個整體,支撐在轉向架上,其結構與車輛用途有關。車體鋼結構是貨車底架、側墻、端墻、車頂鋼結構的總稱。 車體的主要功能是裝載運輸對象和整備品,也是安裝與連接其他組成部分的基礎。車體結構承載車體自重、載重、整備重量,由于輪軌沖擊和簧上振動而產生的垂直動載荷,列車起動、變速、上下坡道時所產生的牽引和壓縮沖擊力等縱向載荷,以及包括風力、離心力、貨物對側壁的壓力等側向載荷。 車底架作為車體的重要組成部分,是由各種縱向和橫向
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