矿车属于标准窄轨车辆,主要用来装载煤炭(矿石)或矸石,以及其他散状物料,是矿山生产中必不可少的运输车辆。矿车本身属无动力车辆,在矿山所使用的矿车主要有两种方式,一种是用电机车牵引一组矿车在平巷轨道上运行,另一种是用绞车牵引一串矿车在倾斜的井筒中或巷道中的轨道上运行。由于绞车钢丝绳钩头能力以及电机车牵引力等的限制,所能牵引的矿车数量是有限的。因此,在矿车载重一定的前提下,矿车自重越大,所能牵引的矿车数量越少,机车或串车运输、提升能力越小,运输、提升效率越低。显然,对矿车进行轻型化研究具有重大的实用意义。本文以1t固定车箱式矿车为研究对象,通过对矿车自重及其重心位置对其运行特性的影响分析,提出了矿车轻型化方案。以轴的轻型化为研究内容,根据矿车典型运行工况轴的受力特征,运用ANSYS软件建立矿车车轴的三维有限元分析模型,分别进行了实心轴、整体空心轴和局部空心轴的应力和变形分析,在满足强度和刚度的前提下,给出了空心段轴的最佳内径,对轴的轻型化实用设计提供参考。以车箱的轻型化为研究内容,根据矿车典型运行工况车箱的受力特征,分别通过减小原车箱壁厚并进行局部加强和材料替换法来实现车箱的轻型化。运用ANSYS软件分别建立了原Q235材料和替换后的16Mn材料矿车车箱的三维有限元分析模型,分析了车箱的应力分布规律及变形情况,确定了16Mn材料矿车车箱的合理壁厚,以及减薄后Q235材料车箱强度和刚度的加强方式以及需要加强的部位,并对加强后的车箱进行了强度和刚度校核,为车箱的轻型化实用设计提供参考。