Đề tài Lựa chọn ,thiết kế và kiểm nghiệm độ bền giá chuyển toa xe khách khổ đường 1000mm

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.