CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU CHUNG MỘT SỐ CHỦNG LOẠI GIÁ CHUYỂN HƯỚNG TOA XE KHÁCH ĐANG DÙNG Ở VIỆT NAM
Giá chuyển hướng là bộ phận chạy của toa xe, nhờ có giá chuyển hướng cho phép chế tạo các toa xe có tải trọng lớn và cự ly 2 tâm cối dài. Ta biết rằng muốn tăng tải trọng của toa xe phải tăng thể tích chứa hàng, chiều rộng, chiều cao của toa xe bị khung giới hạn khống chế. Vì vậy chỉ còn cách tăng chiều dài, tải trọng tăng lên số trục của 1 toa xe phải tăng vì trạng thái kỹ thuật đường sắt quy định tải trọng trục lớn nhất là 14 tấn/trục (đối với khổ 1m).
Số trục của toa xe tăng lên để thông qua đường cong được dễ dàng phải nhờ vào kết cấu của giá chuyển toa xe nó có thể quay tự do trong mặt phẳng nằm ngang đối với bệ xe. Giá chuyển hướng cho phép bố trí trên đó nhiều hệ thống lò xo để tăng độ lún kết hợp một số giảm chấn khác như giảm chấn ma sát, giảm chấn, thủy lực tạo điều kiện để toa xe đạt tính êm dịu cao.
Do giá chuyển hướng dễ dàng tách ra được khỏi thùng xe và việc kiểm tra, sửa chữa nó cũng như gầm xe rất thuận tiện.
Giá chuyển hướng chịu tải trọng của toàn bộ thùng xe truyền qua cối chuyển xà nhún lò xo khung giá bầu dầu trục bánh mặt ray. Nó chịu lực va đập khi đi qua các mối ray khi chuyển động chịu ma sát mài mòn, chịu lực xung kích khi hãm khẩn v.v
Giá chuyển hướng xe khách thường bao gồm các bộ phận cơ bản sau: Trục bánh, bầu dầu, xà nhún, bộ phận liên kết giữa trục bánh và khung giá hệ thống treo lò xo bộ phận trục hồi ngang, bộ phận truyền động hãm.
Giá chuyển hướng xe khách thường là giá chuyển hướng 2 trục có hai hệ lò xo (1 hệ lò xo bầu dầu và 1 hệ lò xo trung ương) điểm đặc biệt của giá chuyển hướng xe khách là bố trí lò xo trung ương đặt lên trên hệ thống quang treo. Hệ thống quang treo lò xo trung ương làm giảm dao động thẳng đứng và dao động lắc ngang của thùng xe khi toa xe chạy vào đường cong, qua ghi. Khi thùng xe lệch khỏi vị trí chính giữa thì bộ phận quang treo sẽ tạo lực phục hồi kéo thùng xe trở lại vị trí ban đầu.
82 trang |
Chia sẻ: lethao | Lượt xem: 2576 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Lựa chọn ,thiết kế và kiểm nghiệm độ bền giá chuyển toa xe khách khổ đường 1000mm, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Ch¬ng i
giíi thiÖu chung mét sè chñng lo¹i gi¸ chuyÓn híng toa xe kh¸ch ®ang dïng ë viÖt nam
Gi¸ chuyÓn híng lµ bé phËn ch¹y cña toa xe, nhê cã gi¸ chuyÓn híng cho phÐp chÕ t¹o c¸c toa xe cã t¶i träng lín vµ cù ly 2 t©m cèi dµi. Ta biÕt r»ng muèn t¨ng t¶i träng cña toa xe ph¶i t¨ng thÓ tÝch chøa hµng, chiÒu réng, chiÒu cao cña toa xe bÞ khung giíi h¹n khèng chÕ. V× vËy chØ cßn c¸ch t¨ng chiÒu dµi, t¶i träng t¨ng lªn sè trôc cña 1 toa xe ph¶i t¨ng v× tr¹ng th¸i kü thuËt ®êng s¾t quy ®Þnh t¶i träng trôc lín nhÊt lµ 14 tÊn/trôc (®èi víi khæ 1m).
Sè trôc cña toa xe t¨ng lªn ®Ó th«ng qua ®êng cong ®îc dÔ dµng ph¶i nhê vµo kÕt cÊu cña gi¸ chuyÓn toa xe nã cã thÓ quay tù do trong mÆt ph¼ng n»m ngang ®èi víi bÖ xe. Gi¸ chuyÓn híng cho phÐp bè trÝ trªn ®ã nhiÒu hÖ thèng lß xo ®Ó t¨ng ®é lón kÕt hîp mét sè gi¶m chÊn kh¸c nh gi¶m chÊn ma s¸t, gi¶m chÊn, thñy lùc t¹o ®iÒu kiÖn ®Ó toa xe ®¹t tÝnh ªm dÞu cao.
Do gi¸ chuyÓn híng dÔ dµng t¸ch ra ®îc khái thïng xe vµ viÖc kiÓm tra, söa ch÷a nã còng nh gÇm xe rÊt thuËn tiÖn.
Gi¸ chuyÓn híng chÞu t¶i träng cña toµn bé thïng xe truyÒn qua cèi chuyÓn ( xµ nhón ( lß xo ( khung gi¸ ( bÇu dÇu ( trôc b¸nh ( mÆt ray. Nã chÞu lùc va ®Ëp khi ®i qua c¸c mèi ray khi chuyÓn ®éng chÞu ma s¸t mµi mßn, chÞu lùc xung kÝch khi h·m khÈn v.v…
Gi¸ chuyÓn híng xe kh¸ch thêng bao gåm c¸c bé phËn c¬ b¶n sau: Trôc b¸nh, bÇu dÇu, xµ nhón, bé phËn liªn kÕt gi÷a trôc b¸nh vµ khung gi¸ hÖ thèng treo lß xo bé phËn trôc håi ngang, bé phËn truyÒn ®éng h·m.
Gi¸ chuyÓn híng xe kh¸ch thêng lµ gi¸ chuyÓn híng 2 trôc cã hai hÖ lß xo (1 hÖ lß xo bÇu dÇu vµ 1 hÖ lß xo trung ¬ng) ®iÓm ®Æc biÖt cña gi¸ chuyÓn híng xe kh¸ch lµ bè trÝ lß xo trung ¬ng ®Æt lªn trªn hÖ thèng quang treo. HÖ thèng quang treo lß xo trung ¬ng lµm gi¶m dao ®éng th¼ng ®øng vµ dao ®éng l¾c ngang cña thïng xe khi toa xe ch¹y vµo ®êng cong, qua ghi. Khi thïng xe lÖch khái vÞ trÝ chÝnh gi÷a th× bé phËn quang treo sÏ t¹o lùc phôc håi kÐo thïng xe trë l¹i vÞ trÝ ban ®Çu.
Khi xuÊt hiÖn lùc n»m ngang trªn hÖ lß xo 3 th× xµ nhón 4 dÞch chuyÓn theo híng ngang so víi khung gi¸. Lóc ®ã x¶y ra sù thay ®æi gãc nghiªng cña thanh treo 2 g©y ra øng lùc phôc håi ngang. Quang treo cã 2 lo¹i thanh treo ®øng vµ lo¹i thanh treo nghiªng. Thanh treo nghiªng th× cã lùc phôc håi lín h¬n thanh treo ®øng, song g©y ra nghiªng víi lß xo, ®«i lóc thïng xe bÞ lÖch vµ xo¾n.
Ngoµi chØ tiªu vµ ®é bÒn, an toµn, gi¸ chuyÓn híng xe kh¸ch ®ßi hái ph¶i cã ®é ªm dÞu cao ®Ó t¹o sù tho¶i m¸i cho hµnh kh¸ch do gi¸ chuyÓn híng xe kh¸ch thêng bè trÝ hai hÖ lß xo nèi tiÕp nhau ®Ó t¨ng ®é nhón tÜnh, gi¶m chÊn ®éng cña thïng xe theo ph¬ng th¼ng ®øng, ngoµi ra gi¸ chuyÓn híng xe kh¸ch ®îc bè trÝ rÊt nhiÒu lo¹i gi¶m chÊn kh¸c nhau ®Ó dËp t¾t nhanh c¸c dao ®éng ®¶m b¶o toa xe ch¹y ªm dÞu trong mäi trêng hîp.
HiÖn trªn ®êng s¾t viÖt nam ®ang sö dông c¸c lo¹i gi¸ chuyÓn híng cho toa xe lµ: gi¸ chuyÓn híng Ên §é , gi¸ chuyÓn híng Kawasaki, gi¸ chuyÓn híng Rumani, gi¸ chuyÓn híng §êng S¬n, gi¸ chuyÓn híng sö dông lß xo kh«ng khÝ. Ngµy nay khi nhu cÇu cña con ngêi ®îc n©ng cao th× ®ßi hái tèc ®é còng nh ®é ªm dÞu ch¹y tµu ph¶i cao,.V× vËy gi¸ chuyÓn híng dïng víi toa xe kh¸ch ngµy nay thêng lµ lo¹i hai trôc víi bé quang treo vµ víi hai cÊp lß xo.
1.1. Gi¸ chuyÓn híng Ên §é .
§©y lµ lo¹i gi¸ chuyÓn híng do Ên §é s¶n xuÊt ,kiÓu bµn trît chÞu lùc, nã ®îc nhËp khÈu vµo ViÖt Nam tõ rÊt l©u vµ lµ mét trong nh÷ng lo¹i gi¸ chuyÓn híng ®îc sö dông nhiÒu nhÊt ë níc ta hiÖn nay.
H×nh1.1 : Tæng thÓ gi¸ chuyÓn híng toa xe kh¸ch kiÓu Ên §é
1.2.Gi¸ chuyÓn híng Kawasaki.
-Khung gi¸: 1.quai treo guốc h·m 2.quai treo tay treo; 3.xµ ngang khung gi¸; 4.lỗ ty bầu dầu; 5.ke trượt trung ương; 6.ke trượt bầu dầu; 7.th©n khung; 8.xµngang phụ; 9.xµ dọc để treo hệ thống giằng h·m.
-Xµ nhón: 1.bµn trượt; 2.cối chuyển; 3.lỗ ty lắp lß xo trung ương; 4.th©n xµ nhón; 5.mặt trượt.
-Xµ liªn kết: 1.lỗ chốt; 2.lỗ bắt tay treo.
1.3. Gi¸ chuyÓn híng Rumani.
H×nh1.2 : Gݸ chuyÓn híng Rumani
- §©y lµ gi¸ chuyÓn d¹ng cèi chÞu lùc: Cèi gåm cèi trªn vµ cèi díi b¾t vµo nhau, cèi trªn ®îc b¾t trªn toa xe cßn cèi díi ®îc b¾t vµo xµ nhón. Do ®ã trong qu¸ tr×nh l¾p ghÐp th× bµn trît ®îc l¾p c¸ch nhau kho¶ng tõ 3(5 (mm) ®Ó khi ®i vµo ®êng cong th× toa xe tùa trªn bµn trît, gi÷ cho toa xe kh«ng bÞ nghiªng qu¸.
H×nh1.3: Khung gÝa chuyÓn híng toa xe kh¸ch Rumani.
1 Xµ däc c¹nh 2 Xµ däc gi÷a
3 Tai treo gi¶m chÊn TW 4 Khung trît hép trôc
5 Ke gãc 6 Xµ däc trung gian
7 Xµ ®Çu 8 G©n chèng dÞch däc
9 G©n chèng dÞch ngang 10 VÞ trÝ treo ®ßn g¸nh
11 Tai treo xµ ngang guèc h·m 12 VÞ trÝ chèt gi»ng h·m
13 VÞ trÝ l¾p lß xo bÇu dÇu 14 §Öm chèng xoay
- Lµ toa xe hÖ 2 lß xo: Lß xo TW vµ lß xo bÇu dÇu
+ Lß xo TW gåm 2 lß xo trong lång ghÐp vµo nhau, c¸c lß xo ®îc lång ngîc chiÒu nhau ®Ó chèng bÞ kÑt trong qu¸ tr×nh vËn dông.
+ Lß xo bÇu dÇu lµ lß xo trßn bªn trong kh«ng cã gi¶m chÊn thuû lùc.
BÖ ®ì lß xo, lß xo trung ¬ng vµ gi¶m chÊn thñy lùc ®îc hÖ thèng tay treo vµ quang treo lªn khung gi¸ b»ng liªn kÕt khíp quay. ChiÒu dµi tay treo ng¾n nªn khi toa xe th«ng qua ®êng cong sinh ra lùc phôc håi kh«ng lín. Mµ ®Æc ®iÓm cña ®êng s¾t ViÖt Nam lµ ph¶i qua nhiÒu ®o¹n cã ®Þa cã h×nh ®åi nói, s«ng ngßi nªn b¸n kÝnh ®êng cong bÐ th× hÖ thèng quang treo nµy kh«ng cã lîi l¾m cho ®éng lùc toa xe. H¬n n÷a c¸c tay treo nµy kh«ng cã gãc nghiªng cã thÓ h¹n chÕ ®îc thiÕu sãt cña viÖc bè trÝ quang treo cã gãc nghiªng lµ gãc s¶n sinh khi xª dÞch ngang cña tÊm ®ì xµ nhón trong c¶ 2 gi¸ chuyÓn t¸c dông kh«ng ®ång ®Òu cã thÓ lµm cho th©n xe bÞ xo¾n. ChÝnh v× thÕ mµ hiÖn nay kiÓu bè trÝ nµy vÉn ®îc sö dông.
- BÇu dÇu kiÓu ke trît nªn khi l¾p víi khung gi¸ cã c¸c khe hë ngang vµ cßn l¾p gi¶m chÊn ma s¸t ph¸t sinh lùc ma s¸t gi÷a c¸c mÆt tiÕp xóc khi toa xe bÞ chÊn ®éng nhá ®ã mµ tiªu hao gi¶i phãng n¨ng lîng dao ®éng, t¨ng cêng tÝnh ªm dÞu cho toa xe.
H×nh1. 4: HÖ thèng lß xo bÇu dÇu cña gi¸ chuyÓn híng xe kh¸ch.
- Bé gi¶m chÊn trung ¬ng ®îc trang bÞ gi¶m chÊn thñy lùc cã tÝnh n¨ng ®éng lùc vµ dËp t¾t c¸c dao ®éng ®¶m b¶o cho toa xe ch¹y ªm dÞu. Gi¶m chÊn trung ¬ng l¾p nghiªng 450 c¸c t¸c dông thay thÕ cho 2 gi¶m chÊn ngang RY vµ gi¶m chÊn RZ. Nhng nÕu toa xe ch¹y víi tèc ®é trªn 100km/h sÏ lµm xuÊt hiÖn dao ®éng l¾c ngang cÊp II mµ gi¶m chÊn ®Æt nghiªng kh«ng dËp t¾t ®îc.
- Xµ nhón ®îc treo trªn khung gi¸ chuyÓn híng b»ng 4 tai treo, trªn xµ nhón cã l¾p c¸c thanh gi»ng chèng xª dÞch däc vµ xª dÞch ngang, phÇn tiÕp xóc thanh gi»ng vµ c¸c ¾c cã trang bÞ c¸c tÊm lãt cao su ®µn håi gi¶m sè vµ biªn ®é chÊn ®éng.
H×nh1. 5: Xµ nhón trong gÝa chuyÓn híng Rumani.
1-Tai treo xµ nhón 2-Bµn trît
3-Chèng l¾c ngang 4-Chèng l¾c däc
5-Th©n xµ nhón 6-Cèi chuyÓn
- Bµn trît ®îc l¾p trùc tiÕp trªn xµ nhón, trªn xµ nhón cã 4 bµn trît d¹ng cÇu cßn trªn toa xe l¾p bµn trît trªn chØ lµ mét tÊm ph¼ng. Khi l¾p toa xe th× bµn trît trªn vµ bµn trît díi cã kho¶ng c¸ch tõ 3(5 (mm). §©y lµ toa xe kiÓu cèi chuyÓn chÞu lùc nªn khi ®i vµo ®êng cong th× toa xe bÞ nghiªng vµ mét phÇn t¶i träng ®îc ®Æt lªn cèi chuyÓn lµm cho toa xe kh«ng bÞ nghiªng mét gãc lín. §ång thêi ë bµn trît sinh ra mét lùc ma s¸t lµm cho toa xe ®i vµo ®êng cong mét c¸ch tõ tõ h¬n.
- HÖ thèng h·m trªn khung gi¸ chuyÓn híng toa xe kh¸ch Rumani gÇn gièng víi hÖ thèng h·m trªn khung gÝa chuyÓn híng toa xe kh¸ch Ên §é chØ kh¸c lµ trªn xµ ngang liªn kÕt gi÷a 2 guèc h·m cña hÖ thèng h·m toa xe kh¸ch Ên §é cã t¨ng ®¬ ®Ó ®iÒu chØnh khe hë guèc h·m b»ng tay cßn trªn hÖ thèng h·m cña toa xe kh¸ch Rumani th× kh«ng cã.
- Bé trôc b¸nh gi¸ chuyÓn Rumani l¾p b¸nh xe, l¾p vµnh b¨ng ®a tuy cã nhiÒu ®iÓm lîi vÒ kinh tÕ song khi toa xe vËn dông, vµnh b¨ng ®a thêng bÞ long ®e do¹ nghiªm träng ®Õn an toµn ch¹y tµu.
1.4. Gi¸ chuyÓn híng toa xe kh¸ch §êng S¬n thÕ hÖ 2.
H×nh1. 6: Khung gi¸ chuyÓn híng toa xe kh¸ch ®êng s¬n thÕ hÖ 2.
1- Khung gi¸ 2- Ke trît
3- B¾t hÖ thèng h·m 4- B¾t quang treo xµ nhón
- §©y lµ lo¹i gi¸ chuyÓn nhËp vÒ ViÖt Nam tõ nh÷ng n¨m 1970. Lµ lo¹i gi¸ chuyÓn cèi chÞu lùc (kh¸c víi c¸c lo¹i gi¸ chuyÓn hiÖn ®¹i hiÖn nay lµ bµn trît chÞu lùc) nªn khi l¾p víi bÖ xe th× bµn trît ®îc l¾p c¸ch bÖ xe kho¶ng tõ 3(5 (mm). Cèi ®îc chÕ t¹o gåm cèi trªn vµ cèi díi, cèi trªn b¾t víi xµ däc gi÷a cßn cèi díi b¾t víi xµ nhón.
- Khung gi¸ sö dông trong toa xe kh¸ch ®êng s¬n thÕ hÖ 2 cã kiÓu h×nh ch÷ H. Trªn khung gi¸ cã c¸c tay treo ®Ó b¾t víi hÖ thèng h·m, xµ nhón....
- BÇu dÇu ë ®©y dïng bÇu dÇu kiÓu ke trît nªn cã ®é hë ngang, däc lµ lín ®Ó th«ng qua ®êng cong dÔ dµng h¬n. MÆt trªn cña bÇu dÇu bao giê còng ®îc lµm ph¼ng ®Ó khi mµ lß xo bÇu dÇu trong qu¸ tr×nh vËn dông bÞ gÉy th× toµn bé khung gi¸ ®îc ®Æt trùc tiÕp lªn bÇu dÇu ®Ó ®i vÒ ga gÇn nhÊt. Lß xo bÇu dÇu lµ lß xo trßn ®îc b¾t gi÷a khung gi¸ víi bÇu dÇu. Kh¸c víi c¸c lo¹i míi b©y giê lµ trong lß xo bÇu dÇu cã l¾p thªm gi¶m chÊn thuû lùc.
-Lß xo trung ¬ng lµ nhÝp : NhÝp lµ mét tæ hîp nhiÒu miÕng l¸ dµi ng¾n kh¸c nhau xÕp chång lªn nhau. Do ma s¸t gi÷a c¸c l¸ x¶y ra khi c¸c l¸ nhÝp chÞu t¶i vµ di chuyÓn t¬ng ®èi víi nhau .V× vËy lß xo nhÝp cã thÓ dËp bít mét phÇn dao ®éng nhng kh«ng thÓ nµo dËp t¾t hoµn toµn dao ®éng. MÆt kh¸c tÝnh n¨ng gi¶m chÊn cña nhÝp trong qu¸ tr×nh vËn dông rÊt kh«ng æn ®Þnh ,
khã chÕ t¹o vµ söa ch÷a, cång kÒnh, khèi lîng nÆng nªn gi¸ chuyÓn híng lo¹i nµy ngµy nay rÊt Ýt sö dông.
H×nh1. 7: GCH toa xe kh¸ch ®êng s¬n thÕ hÖ 2.
1.5. Gi¸ chuyÓn híng sö dông lß xo kh«ng khÝ.
H×nh 1.8: Tæng thÓ gi¸ chuyÓn híng sö dông lß xo kh«ng khÝ
1- khung gi¸ 2- bÇu dÇu 3- thanh ®iÒu chØnh
4- van ®iÒu chØnh ®é cao 5- bµn trît 6- lß xo kh«ng khÝ
7- lß xo bÇu dÇu 8- trang trÝ h·m 9- cèi chuyÓn
10- hÖ thèng èng giã nÐn 11- thanh kÐo 12- xµ nhón Víi yªu cÇu ngµy cµng cao cña ngµnh ®êng s¾t th× gi¸ chuyÓn híng sö dông lß xo kh«ng khÝ lµ gi¶i ph¸p rÊt tèt ®¸p øng ®îc yªu cÇu ®ã. Nã cã nh÷ng u ®iÓm næi bËt mµ c¸c lo¹i gi¸ chuyÓn híng th«ng thêng kh«ng ®¸p øng ®îc nhu cÇu cña thùc tÕ: vÝ dô nh kh¶ n¨ng dËp t¾t c¸c dao ®éng mét c¸ch nhanh chãng, cã kh¶ n¨ng tù ®iÒu chØnh ®é cao tõ bÖ xe xuèng mÆt ray…
Trªn thùc tÕ th× gi¸ chuyÓn híng sö dông lß xo kh«ng khÝ bao gåm c¸c chi tiÕt sau: lß xo kh«ng khÝ, buång khÝ phô, van khèng chÕ ®é cao, van sai ¸p, bé läc bôi, kÕt cÊu treo lß xo trung ¬ng, lß xo cao su trßn, xµ nhón, hÖ thèng h·m tay, thanh kÐo nÐn, gi¶m chÊn thuû lùc ngang, hÖ thèng h·m giã Ðp, khung gi¸ chuyÓn híng.
1.5.1. Khung gi¸ chuyÓn híng.
H×nh1.9: Khung gi¸ chuyÓn híng sö dông lß xo kh«ng khÝ
Còng nh bÊt k× mét khung gi¸ chuyÓn híng b×nh thêng kh¸c th× khung gi¸ chuyÓn híng kh«ng khÝ cung cã t¸c dông nh mét khung x¬ng, trªn khung gi¸ ta l¾p ®Æt c¸c thiÕt bÞ cña mét gi¸ chuyÓn híng. Ngoµi ra th× khung gi¸ chuyÓn híng kh«ng khi cßn cã t¸c dông nh mét ®êng èng dÉn giã. Do ®ã kÕt cÊu cña khung gi¸ chuyÓn híng sö dông lß xo kh«ng khÝ kh¸c h¼n so víi khung gi¸ th«ng thêng ngoµi t¸c dông chÞu lùc th× cßn ph¶i ®¶m b¶o ®é kÝn khÝt kh«ng x× hë.
1.5.2. Lß xo kh«ng khÝ.
H×nh 1.10: Lß xo kh«ng khÝ
T¸c dông cña lß xo kh«ng khÝ thÓ hiÖn ë hai mÆt nh sau:
Mét mÆt khiÕn cho träng lîng vµ t¶i träng cña toa xe truyÒn t¬ng ®èi ®Òu xuèng c¸c trôc, ®¶m b¶o chiÒu cao ®Çu ®Êm mãc nèi hai ®Çu xe ë tr¹ng th¸i tÜnh t¶i
MÆt thø hai lµ hoµ ho·n xung kÝch vµ dao ®éng cña toa xe do c¸c nguyªn nh©n : ®êng kh«ng b×nh thuËn ( mèi nèi ray, ghi, ray mßn vµ biÕn d¹ng kh«ng ®Òu ) b¸nh bÞ mßn kh«ng trßn, cæ trôc lÖch t©m.
1.5.3. HÖ thèng h·m.
Kh¸c víi c¸c gi¸ chuyÓn híng th«ng thêng h·m b»ng guèc h·m th× gi¸ chuyÓn híng sö dông lß xo kh«ng khÝ sö dông hÖ thèng h·m ®Üa. Mçi mét trôc sÏ cã hai nåi h·m, nh vËy hÖ thèng h·m cña gi¸ chuyÓn híng kh«ng khÝ lµ hÖ thèng h·m ®¬n. M¸ h·m thêng sö dông lµ vËt liÖu comborit, ®Üa h·m b»ng thÐp.
§èi víi gi¸ chuyÓn híng sö dông lß xo kh«ng khÝ th× hÖ thèng h·m tay còng kh¸c so víi c¸c gi¸ chuyÓn híng th«ng thêng kh¸c lµ c¶ toa xe chØ cã mét gi¸ chuyÓn lµ cã h·m tay vµ chØ h·m cã mét m¸.
§Æc ®iÓm cña hÖ thèng h·m ®Üa:
Dïng khi h·m xuèng dèc dµi, n¨ng lùc chuyÓn dÞch ®éng n¨ng cña h·m ®Üa gièng h·m guèc h·m Ðp vµo mÆt l¨n b¸nh xe. Khi h·m dõng tÇu, n¨ng lùc chuyÓn dÞch ®éng n¨ng lín h¬n h·m guèc h·m, ®ã lµ u ®iÓm ®Ó nã thÝch øng víi toa xe tèc ®é cao, träng lîng lín.
VËt liÖu hîp thµnh chÕ t¹o m¸ h·m cã ®iÒu kiÖn n©ng cao hÖ sè ma s¸t vµ æn ®Þnh, tÝnh chÞu mµi mßn tèt, cã lîi cho viÖc sö dông tèi ®a b¸n kÝnh. Tuy nhiªn tÝnh dÉn nhiÖt kÐm, ë nhiÖt ®é qu¸ cao 350-400oc ®é mµi mßn t¨ng nhanh râ rÖt. V× vËy, m¸ h·m b»ng vËt liÖu tæng hîp thêng cã g©n to¶ nhiÖt vµ trong qu¸ tr×nh sö dông cßn cã qu¹t giã nöa cìng bøc.
Dïng ®Üa h·m cã thÓ c¨n cø yªu cÇu h·m mµ chän vËt liÖu ®Üa h·m cho thÝch hîp nhÊt, kh¸c víi h·m guèc h·m Ðp vµo mÆt l¨n b¸nh xe khi ®ã vËt liÖu b¸nh xe kh«ng thÓ thay ®æi ®îc.
H·m ®Üa h·m sÏ lµm gi¶m mµi mßn mÆt l¨n b¸nh xe, sè chi tiÕt trong hÖ thèng truyÒn ®éng h·m Ýt nªn hiÖu suÊt c¬ giíi t¬ng ®èi cao.
1.5.4. HÖ thèng lß xo bÇu dÇu.
H×nh 1.11: Lß xo bÇu dÇu trôc b¸nh
1: lß xo cao su trßn 2: hép trôc
Kh¸c víi c¸c gi¸ chuyÓn híng th«ng thêng sö dông lß xo thÐp trßn th× gi¸ chuyÓn híng sö dông lß xo kh«ng khÝ sö dông lß xo cao su cã nhiÒu tÝnh n¨ng h¬n h¼n lß xo thÐp trßn: nh tÝnh ®µn håi tèt h¬n,gi¶m chÊn tèt h¬n, møc ®é ªm dÞu cao h¬n, nhá gän h¬n…Tuy nhiªn nã còng cã mét sè nhîc ®iÓm lµ : Tuæi thä thÊp, gi¸ thµnh cao…
1.5.5. Thanh kÐo nÐn.
H×nh 1.12: HÖ thèng thanh kÐo nÐn
Thanh kÐo nÐn cã t¸c dông h¹n chÕ nghiªng lÖch cho xµ nhón do m« men ma s¸t g©y ra.Mét ®Çu thanh kÐo ®îc b¾t vµ xµ nhïn, mét ®Çu ®îc b¾t vµo khung gi¸ chuyÓn híng.
Ch¬ng II
®Æc ®iÓm cÊu t¹o cña gi¸ chuyÓn híng toa xe kh¸ch kiÓu Ên ®é
2.1. Lùa chän gi¸ chuyÓn híng toa xe kh¸ch kiÓu Ên §é.
HiÖn nay trªn ®êng s¾t ViÖt Nam sö dông rÊt nhiÒu chñng lo¹i gi¸ chuyÓn híng toa xe kh¸ch nh gi¸ chuyÓn híng Kawasaky cña NhËt,gi¸ chuyÓn híng ¢n §é, gi¸ chuyÓn híng Rumani, gi¸ chuyÓn híng §êng S¬n-Trung Quèc, gi¸ chuyÓn híng sö dông lß xo kh«ng khÝ…,Mçi lo¹igi¸ chuyÓn híng l¹i cã ®Æc ®iÓm cÊu t¹o riªng, cã lo¹i sö dông hÖ thèng lß xo trßn trung ¬ng vµ bÇu rÇu, mét sè gi¸ chuyÓn híng thay hÖ thèng lß xo trung ¬ng b»ng hÖ thèng lß xo nhÝp nh gi¸ chuyÓn híng §êng S¬n –Trung Quèc vµ cã lo¹i gi¸ chuyÓn thay hÖ thèng lß xo trung ¬ng b»ng hÖ thèng lß xo kh«ng khÝ, hÖ thèng lß xo bÇu dÇu b»ng lß xo cao su…
Gi¸ chuyÓn híng Kawasaky cã kÕt cÊu kiÓu thÐp ®óc, trong qua tr×nh sö dông cho thÊy lo¹i gi¸ nµy cã chÊt lîng vÒ ®é bÒn rÊt tèt, Ýt háng hãc , thÐp ®óc cã chÊt lîng cao. Lo¹i nµy sö dông hÖ thèng quang treo víi ®Çu trªn tay treo g¾n ë ngoµi th©n gi¸ chuyÓn cho phÐp níi réng kho¶ng c¸ch hÖ thèng lß xo trung ¬ng.
Lo¹i gi¸ nµy sö dông bµn trît ®Æt trªn th©n gi¸ chuyÓn híng cho phÐp toa xe th«ng qua ®êng cong rÔ rµng vµ t¨ng møc ®é æn ®Þnh cña toa xe.nhng lo¹i gi¸ chuyÓn híng nµy cã kÕt cÊu thÐp ®óc t¬ng ®èi nÆng.
Gi¸ chuyÓn híng Rumani : §©y lµ gi¸ chuyÓn híng d¹ng cèi chÞu lùc
cèi gåm cèi trªn vµ cèi díi b¾t vµo nhau, cèi trªn ®îc b¾t trªn toa xe cßn cèi díi ®îc b¾t vµo xµ nhón. Do ®ã trong qu¸ tr×nh l¾p ghÐp th× bµn trît ®îc l¾p c¸ch nhau kho¶ng tõ 3(5 (mm) ®Ó khi ®i vµo ®êng cong th× toa xe tùa trªn bµn trît, gi÷ cho toa xe kh«ng bÞ nghiªng qu¸.
Gi¸ chuyÓn híng §êng S¬n-Trung Quèc : §©y lµ lo¹i gi¸ chuyÓn nhËp vÒ ViÖt Nam tõ nh÷ng n¨m 1970, còng lµ lo¹i gi¸ chuyÓn cèi chÞu lùc .
Lo¹i gi¸ chuyÓn nµy b©y giê Ýt dïng vµ ®îc thay b»ng c¸c lo¹i gi¸ chuyÓn kh¸c hiªn ®¹i h¬n.
Gi¸ chuyÓn híng lß xo kh«ng khÝ : Lo¹i nµy míi ®îc chÕ t¹o ë nhµ m¸y toa xe DÜ an vµ nhµ m¸y toa xe h¶i phßng vµ ®· ®îc ®a vµo sö dông. Lo¹i gi¸ chuyÓn híng nµy cã kÕt cÊu thÐp hµn nªn cã träng lîng t¬ng ®èi nhá dÉn ®Õn lµm gi¶m träng lîng trung cña toa xe, mÆt kh¸c víi hÖ thèng lß xo khéng khÝ vµ c¬ cÊu ®iÒu chØnh ¸p suÊt kh«ng khÝ trong lß xo mµ cho phÐp toa xe lu«n ë ttr¹ng th¸i th¨ng b»ng nhÊt.§©y lµ hai lo¹i gi¸ chuyÓn híng cã chÊt lîng vÒ mäi mÆt lµ tèt nhÊt trªn ®êng s¾t ViÖt Nam hiÖn nay.
Tuy nhiªn gi¸ chuyÓn híng sö dông lß xo kh«ng khÝ còng cã nh÷ng nhîc ®iÓm sau: Gi¸ thµnh chÕ t¹o cao; kÕt cÊu phøc t¹p;chÕ t¹o khã do ®Æc trng sö dông lß xo kh«ng khÝ; mÊt 1 lîng giã nhÊt ®Þnh cho lß xo kh«ng khÝ...
Gi¸ chuyÓn híng toa xe kh¸ch kiÓu ¢n §é : Kh¸c víi gi¸ chuyÓn híng sö dông lß xo kh«ng khÝ,gi¸ chuyÓn híng kiÓu ¢n §é ®îc sö dông ë níc ta tõ rÊt l©u,víi nh÷ng u ®iÓm nh:CÊu t¹o ®¬n gi¶n; dÔ b¶o dìng vµ thay thÕ; ®é ªm dÞu t¬ng ®èi cao ;thêi gian sö dông dµi ;thÝch hîp víi ®iÒu kiÖn ®Þa h×nh vµ thêi tiÕt níc ta.V× thÕ cho ®Õn ngµy nay tuy ®· cã 1 sè lo¹i gi¸ chuyÓn híng cã chÊt lîng tèt ra ®êi nhng gi¸ chuyÓn híng Ên §é vÉn ®îc sö dông nhiÒu nhÊt trong nghµnh vËn t¶i ®êng s¾t níc ta.
KÕt luËn: Do nh÷ng u ®iÓm trªn,còng nh do t×nh h×nh kinh tÕ x· héi níc ta hiÖn nay ta tiÕp tôc chän gi¸ chuyÓn híng toa xe kh¸ch Ên §é cho nghµnh vËn t¶i ®êng s¾t ViÖt Nam.
2.2. §Æc ®iÓm cÊu t¹o gi¸ chuyÓn híng toa xe kh¸ch kiÓu Ên §é.
H×nh 2.1: Tæng thÓ gi¸ chuyÓn híng
1-khung gi¸ chuyÓn 2- lß xo bÇu dÇu
3- bÇu dÇu 4- trôc b¸nh
5-xµ nhón 6-lß xo trung ¬ng
7- quang treo
2.2.1.Khung gi¸ chuyÓn híng.
H×nh 2.2: Khung gi¸ chuyÓn híng
Khung gi¸ chuyÓn híng Ên §é cã d¹ng ch÷ H bäc kÝn 2 ®Çu ®îc chÕ t¹o b»ng ph¬ng ph¸p hµn. C¸c xµ ngang chÝnh, xµ ngang phô, xµ däc lµ nh÷ng tÊm thÐp ch÷ |, I, U t¹o lªn 1 khung cøng v÷ng võa ®¶m b¶o ®é bÒn cao võa cã khèi lîng bÐ dÉn ®Õn gi¶m nhÑ träng lîng gi¸ chuyÓn híng .
Khung gi¸ chuyÓn híng lµ bé phËn x¬ng sèng cña gi¸ chuyÓn híng. Khi lùc tõ trªn bÖ xe truyÒn xuèng cèi chuyÓn råi tõ cèi chuyÓn truyÒn xuèng xµ nhón, qua hÖ thèng lß xo trung ¬ng, qua ®ßn g¸nh tay treo truyÒn lªn khung gi¸ chuyÓn híng. Khi lùc ®îc truyÒn ®Õn khung gi¸ chuyÓn híng råi th× nã ®îc ph©n sang bÇu dÇu sau ®ã xuèng trôc b¸nh.
Ngoµi ra th× khung gi¸ chuyÓn híng cßn cã ¾c treo hÖ thèng gi»ng h·m vµ c¸c chi tiÕt phô kh¸c.
2.2.2. Cèi chuyÓn vµ xµ nhón.
H×nh 2.3: Xµ nhón
Trong gi¸ chuyÓn híng t¶i träng truyÒn tõ thïng xe xuèng xµ nhón th«ng qua hai bµn trît chÞu lùc, cèi chuyÓn híng chØ lµm nhiÖm vô truyÒn lùc däc kÐo hoÆc ®Êm.
2.2.3. C¬ cÊu thanh nèi.
Víi sè lîng hai thanh, cã t¸c dông lµm cho xµ nhón kh«ng bÞ l¾c, æn ®Þnh vÞ trÝ cña xµ nhón. Mét ®Çu ®îc b¾t vµo khung gi¸ chuyÓn mét ®Çu b¾t vµo xµ nhón. Nã bao gåm hai thanh b¾t chÐo nhau cña hai bªn xµ nhón.
2.2.4. Tay treo.
Víi sè lîng bèn tay treo, cã t¸c dông treo biªn treo xµ nhón nã cã t¸c dông nhËn lùc tõ biªn treo. Råi tõ ®ã nã truyÒn sang khung gi¸ chuyÓn híng.
2.2.5. Bµn trît .
Víi sè lîng hai bµn trît, cã hai lo¹i lµ bµn trît chÞu lùc vµ bµn trît kh«ng chÞu lùc.
Víi bµn trît kh«ng th× nã chØ cã t¸c dông lµ gi÷ æn ®Þnh cho toa xe tæng khe hë hai bªn bµn trît lµ 13 mm .
Víi bµn trît chÞu lùc th× nã cã t¸c dông truyÒn lùc tõ trªn thung xe xuèng xµ nhón.
Bé quang treo.
H×nh 2.4: Quang treo
Bao gåm quang treo,tay treo vµ ®ßn g¸nh nhiÖm vô cña bé quang treo lµ ®ì côm lß xo trung ¬ng, t¹o ®iÒu kiÖn t¨ng ®é nhón tÜnh cña lß xo, t¨ng kho¶ng c¸ch theo chiÒu ngang cña hai tæ lß xo trung ¬ng vµ næi bËt h¬n c¶ lµ ®¶m b¶o kh¶ n¨ng phôc håi cña thïng xe tõ vÞ trÝ nghiªng lÖch thïng xe khi dao ®éng ngang, còng nh lóc ®i qua ®êng cong trë vÒ vÞ trÝ ban ®Çu.
Bé quang treo cã vai trß quan träng trong viÖc n©ng cao tÝnh n¨ng ®éng lùc vµ ®é ªm dÞu cho toa xe kh¸ch.
Lß xo trung ¬ng.
H×nh 2.5 :Tæ hîp lß xo trung ¬ng.
Lµm nhiÖm t¨ng ®é ªm dÞu khi toa xe dao ®éng th¼ng ®øng, tr¸nh ®îc c¸c va ®Ëp khi qua c¸c mèi nèi ray, khi b¸nh xe qua chç mßn vÑt.
Trong hÖ thèng lß xo trung ¬ng mçi gi¸ l¾p gi¶m chÊn thñy lùc ®øng R2 dËp t¾t dao ®éng næi thïng xe ((k) gËt ®Çu thïng xe (Zk) vµ gi¸ chuyÓn (Zt) l¨n ngang cÊp thïng xe (0k1) vµ khung gi¸ (0t).
BÖ lß xo vµ lß xo trung ¬ng ®îc treo b»ng c¸c tay treo liªn kÕt khíp nghiªng 1 gãc lµ 80 theo chiÒu th¼ng ®øng cña xe t¹o nªn lùc phôc håi chiÒu ngang n©ng cao tÝnh b×nh æn ®Þnh khi toa xe th«ng qua ®êng cong.
2.2.8. Gi¶m chÊn thuû lùc.
Gi¸ chuyÓn híng ¢n §é cã tÊt c¶10 gi¶m chÊn thuû lùc , trong ®ã cã 8 gi¶m chÊn bÇu dÇu ®îc bè trÝ bªn trong c¸c lß xo bÇu dÇu vµ 2 gi¶m chÊn trung ¬ng ,tÊt c¶ c¸c gi¶m chÊn nµy ®Òu ®îc bè trÝ th¼ng ®øng.Gi¶m chÊn cã t¸c dông lµm t¾t nhanh c¸c dao ®éng kÓ c¶ dao ®éng ngang vµ dao ®éng th¼ng ®øng, t¨ng tÝnh n¨ng ªm dÞu cña ®oµn tµu, ®¶m b¶o chÊt lîng ®oµn tÇu tèt h¬n.
2.2.9 .Tæ hîp lß xo bÇu dÇu.
H×nh 2.6 :Tæ hîp lß xo bÇu dÇu
1: trôc b¸nh 2: lß xo bÇu dÇu
Tæ hîp lß xo bÇu dÇu lµ bé phËn quang träng cña bé trôc b¸nh cã t¸c dông truyÒn lùc th¼ng ®øng tõ trªn thïng xe xuèng bé trôc b¸nh. Nã cã t¸c dông gi¶m chÊn khi toa xe ®i qua mèi nèi ray.
T¹i hÖ thèng lß xo bÇu dÇu mçi lß xo bÇu dÇu cã l¾p mét gi¶m chÊn thñy lùc lång phÝa trong lß xo bÇu dÇu lµm gi¶m chÊn ®éng theo ph¬ng th¼ng ®øng vµ ®ång thêi dÉn híng cho dao ®éng th¼ng ®øng.
§Ó gi¶m lùc däc ngang tõ thïng xe truyÒn xuèng gi¸ chuyÓn híng th× cèi chuyÓn trªn vµ díi cã l¾p thªm ®Öm cao su ®µn håi .
BÇu dÇu æ l¨n sö dông trong gi¸ chuyÓn Ên §é cã nhiÒu u ®iÓm sau:
+) Gi¶m lùc c¶n chuyÓn ®éng, dÉn ®Õn gi¶m tiªu hao nhiªn liÖu cho ®Çu m¸y (tõ 4 - 10%).
+) Gi¶m chi phÝ söa ch÷a ®Çu m¸y toa xe.
+) Gi¶m lùc c¶n khi khëi céng 7 - 10 lÇn, bÇu dÇu æ l¨n kh«ng phô thuéc vµo thêi gian ngõng tµu vµ nhiÖt ®é m«i trêng, cho ®Õn nay cha cã trêng hîp nµo ch¸y bÇu dÇu æ l¨n do t¨ng tèc ®é, do kÐo dµi thêi gian dõng tµu, rót ng¾n thêi gian quay vßng toa xe.
+) Gi¶m c«ng lµm dÇu vµ c«ng kh¸m ch÷a.
+)TiÕt kiÖm kim lo¹i mµu (chØ chÕ t¹o b»ng thÐp, gang …) tiÕt kiÖm lªn, ®Çu trôc, cæ ®a …
Thùc tÕ vËn dông toa xe h¬n 10 n¨m qua ta thÊy viÖc bè trÝ vßng h·m æ bi ®Çu trôc theo kiÓu Ên §é Ýt x¶y ra hiÖn tr¹ng tu«n gai ®Çu trôc nh kiÓu bè trÝ ªcu ®Çu trôc cña xe Rumani, h¬n n÷a bé trôc b¸nh xe c¸n liÒn còng kh¾c phôc ®îc hÇu hÕt nhîc ®iÓm cña b¸nh xe l¾p b¨ng ®a.
Nãi chung viÖc tÝnh to¸n kÕt cÊu vµ trang trÝ c¸c chi tiÕt cña gi¸ chuyÓn Ên §é lµ kh¸ hîp lý t¹o nhiÒu ®iÒu kiÖn cho c«ng t¸c kiÓm tra, söa ch÷a vµ thay thÕ c¸c phô tïng.
Ch¬ng III
ThiÕt kÕ, tÝnh to¸n, kiÓm nghiÖm ®é bÒn gi¸ chuyÓn híng toa xe kh¸ch
3.1-ThiÕt kÕ kü thuËt gi¸ chuyÓn híng.
Gi¸ chuyÓn híng toa xe bao gåm rÊt nhiÒu c¸c bé phËn vµ chi tiÕt ,díi ®©y em chØ xin thiÕt kÕ mét sè chi tiÕt chÝnh cña gi¸ chuyÓn híng ,cßn c¸c chi tiÕt kh¸c ®îc nhËp míi hoÆc thay thÕ tõ c¸c gi¸ chuyÓn híng kh¸c.
3.1.1.ThiÕt kÕ khung gi¸.
Khung gi¸ chuyÓn híng lµ bé phËn x¬ng sèng cña gi¸ chuyÓn híng. nã lµ mét kÕt cÊu chÞu lùc tæng hîp tõ thïng xe truyÒn xuèng . Khung gi¸ chuyÓn híng cã d¹ng ch÷ H bäc kÝn 2 ®Çu ®îc chÕ t¹o b»ng ph¬ng ph¸p hµn. C¸c xµ ngang chÝnh, xµ ngang phô, xµ däc lµ nh÷ng tÊm thÐp ch÷ I, I, U t¹o lªn 1 khung cøng v÷ng võa ®¶m b¶o ®é bÒn cao võa cã khèi lîng bÐ dÉn ®Õn gi¶m nhÑ träng lîng gi¸ chuyÓn híng .
Ngoµi ra th× khung gi¸ chuyÓn híng cßn cã t¸c treo hÖ thèng gi»ng h·m vµ c¸c chi tiÕt phô kh¸c.
B¶n vÏ kÕt cÊu khung gi¸:
H×nh 3.1: Khung gi¸ chuyÓn híng.
* Xµ däc c¹nh :
- Sè lîng : 2.
- TiÕt diÖn . Thay ®æi tõ mÆt c¾t I-200 tíi mÆt c¾t I-120. (H×nh vÏ)
* Xµ ®Çu :
- Sè lîng : 2.
- TiÕt diÖn : ThÐp CT3 cã mÆt c¾t I-80.
* Xµ ngang:
- Sè lîng : 2
- TiÕt diÖn : Nh h×nh vÏ: Gåm 2 tÊm trªn vµ díi hµn chÆt víi 2 tÊm ®øng.
C¸c kÝch thíc nh h×nh vÏ.
* ThiÕt kÕ kÜ thuËt khung gi¸.
- C¸c xµ ®îc hµn liªn kÕt l¹i víi nhau t¹o thµnh khung gi¸ trªn nh÷ng bÖ g¸ chuyªn dïng ,sau ®ã dïng biÖn ph¸p t«i hoÆc ram nh»m lo¹i bá øng suÊt d.
- S¬n mét líp s¬n b¶o vÖ.
- §Þnh vÞ ®Ó hµn c¸c thiÕt bÞ liªn kÕt víi c¸c bé phËn kh¸c nh : pÝtt«ng cña gi¶m chÊn thuû lùc,chèt ®Ó treo tay treo,c¸c chèt ®Ó treo xµ h·m,chèt ®Ó treo c¸c thanh chèng l¾c ngang cho xµ nhón…
- Hµn c¸c tÊm t¨ng cøng .
3.1.2.ThiÕt kÕ xµ nhón .
H×nh 3.2 : Xµ nhón cña gi¸ chuyÓn híng
Xµ nhón trong gi¸ chuyÓn híng Ên §é cã vai trß to lín trong vÊn ®Ò an toµn còng nh ªm dÞu cho c¶ ®oµn tÇu .V× vËy viÖc thiÕt kÕ xµ nhón ph¶i ®¶m b¶o ®îc nh÷ng chØ tiªu kÜ thuËt ®Ò ra.