Đang tải... (xem toàn văn)
tài liệu cần thiết toa xe các kiến thức cần thiết
Lời nói đầu Cùng với xu thế phát triển và hội nhập kinh tế của quốc gia, dịch vụ đờng sắt là một ngành dịch vụ vận tải chiếm vị trí tơng đối quan trọng trong việc phát triển kinh tế xã hội và hội nhập kinh tế của đất nớc. Trong những năm gần đây, để đáp ứng công cuộc đổi mới theo hớng công nghiệp hoá và hiện đại hoá của đất nớc, ngành công nghiệp chế tạo đầu máy toa xe của đờng sắt Việt Nam đã có những bớc phát triển vợt bậc. Ngoài việc chú trọng đầu t thiết bị và công nghệ tiên tiến, phát huy tiềm năng, mở rộng thị trờng trong nớc và ngoài nớc, đờng sắt Việt Nam tới nay đã tự chế tạo đợc tất cả các loại toa xe khách, toa xe hàng mà không phải nhập khẩu nh trớc đây. Hiện nay Đờng sắt Việt Nam chủ trơng phát triển các loại hình toa xe để tăng thị phần vận tải hàng hoá. Đặc biệt là thiết kế chế tạo các chủng loại toa xe hàng trong đó có phát triển loại hình toa xe hàng có mui để chuyên chở các mặt hàng đa dạng nhằm đáp ứng nhu cầu giao lu hàng hoá giữa các vùng trong cả n- ớc cũng nh với các nớc trong khu vực. Từ trớc đến nay việc tính toán kết cấu thùng xe thờng sử dụng phơng pháp tính gần đúng, sơ đồ tính toán chủ yếu là kết cấu dạng khung phẳng, do đó cha phản ánh chính xác trạng thái chịu lực thực tế của kết cấu. Bởi vậy phần tự trọng của thùng xe là rất lớn, ảnh hởng tới tải trọng chuyên chở hàng hóa và lãng phí nguyên vật liệu để chế tạo. Với mục đích trên đề tài: Nghiên cứu ph ơng pháp tính chính xác thùng toa xe G vận dụng trên khổ đờng 1000mm là việc làm hết sức cần thiết nhằm tối u hoá kết cấu và mang lại giá trị thực tiễn lớn. Nội dung của luận văn đợc giải quyết trên cơ sở nghiên cứu các phơng pháp đánh giá độ bền thùng toa xe có mui hiện nay đang sử dụng, từ đó bằng phân tích kết quả tính toán so sánh trên cơ sở lý thuyết độ bền, lựa chọn phơng pháp chính xác. Nội dung chính của luận văn bao gồm: - Tổng quan về tình hình vận dụng toa xe nói chung và vận dụng toa xe hàng có mui nói riêng trên đờng sắt Việt Nam . - Các phơng pháp tính toán độ bền thùng toa xe hàng có mui (toa xe G). - Đánh giá độ bền toa xe G bằng phơng pháp ma trận và phơng pháp phần tử hữu hạn và lựa chọn phơng pháp hợp lý Chơng 1: Tổng quan về tình hình vận dụng toa xe nói chung và vận dụng toa xe hàng có mui nói riêng trên đờng sắt Việt Nam 1.1. tình hình vận dụng toa xe trên đờng sắt Việt Nam Hiện nay hệ thống đờng sắt chính tuyến của đờng sắt Việt Nam là 2523km trong đó có 136km khổ đờng tiêu chuẩn 1435mm và 256km đờng lồng (1435mm và 1000mm) còn lại là khổ đờng 1000mm. - Hệ thống đờng sắt Việt Nam có các tuyến chính: + Hà Nội - Lào Cai: Dài 297km khổ đờng 1000mm. + Hà Nội - Hải Phòng: Dài 105km khổ đờng 1000mm. + Hà Nội - Thái Nguyên: Dài 88km đờng lồng 1000mm và 1435mm. + Hà Nội - Lạng Sơn: Dài 167km đờng lồng 1000mm và 1435mm. + Yên Viên - Kép - Bãi Cháy: Dài 136km khổ đờng 1435mm. + Hà Nội - TP Hồ Chí Minh: Dài 1730km khổ đờng 1000mm. - Tình hình vận dụng toa xe khách và toa xe hàng trong toàn ngành hiện nay: Hiện nay ngành đờng sắt Việt Nam đang còn sử dụng rất nhiều chủng loại toa xe đợc sản xuất tại các nớc khác nhau, trong các khoảng thời gian khác nhau đặc biệt là toa xe hàng: Pháp, Nhật, Nga, Mỹ, Trung Quốc, Rumani, ấn độ, Bỉ Theo thống kê của Tổng công ty đờng sắt Việt Nam thực hiện năm 2003 hiện cả nớc trong toàn mạng đờng sắt Việt Nam có 980 toa xe khách các loại trong đó số toa xe dùng đợc là 860 toa xe và 4.530 toa xe hàng các loại. Đa phần số toa xe có thời gian sử dụng trên 20 năm: + Số toa xe sử dụng trớc năm 1970 là 1718 toa xe chiếm 38,27%. + Số toa xe sử dụng trớc năm 1980 là 311 toa xe chiếm 6,9%. + Số toa xe sử dụng trớc năm 1990 là 190 toa xe chiếm 4,3%. + Số toa xe sử dụng từ năm 1990 là 2266 toa xe chiếm 50,47%. Nh vậy số lợng toa xe có thời gian sử dụng > 30 năm vẫn chiếm một tỷ lệ rất lớn trong tổng số toa xe hiện có. - Tình hình vận dụng toa xe hàng hiện nay Bảng 1. Tổng hợp toa xe hàng thống kê Tổng số xe kiểm đếm Tổng Toa xe hàng 2037 1224 387 623 127 42 18 149 46 18 4671 Toa xe hàng 46 290 12 6 354 5025 ổ trợt 87 161 239 222 48 0 13 67 26 0 863 0 0 0 6 6 869 ổ bi 1950 1063 148 401 79 42 5 82 20 18 3808 46 290 12 0 348 4156 Tạm dịch Tổng 0 3 0 1 0 0 0 0 0 0 4 0 4 ổ trợt 1 1 2 0 2 ổ bi 2 2 0 2 Gá gủi Tổng 13 68 1 1 0 19 7 4 0 0 113 0 12 0 0 12 125 ổ trợt 3 8 1 7 3 22 0 22 ổ bi 10 60 1 19 1 91 12 12 103 Vận dụng Tổng 2024 1153 386 621 127 23 11 145 46 18 4554 46 278 12 6 342 4896 ổ trợt 84 152 238 221 48 6 64 26 839 6 6 845 ổ bi 1940 1001 148 400 79 23 5 81 20 18 3715 46 278 12 336 4051 Loại xe G H N M P Pm MVT XT CD HL Tổng cộng Gr Hr CDr XTr TT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1.2. Tổng quan các loại toa xe hàng có mui (toa xe G) đang vận dụng trên đờng sắt Việt Nam 1. Loại xe G American nhập năm 1975 a. Đặc điểm chung - Chiều dài toàn xe : 14500 mm - Chiều rộng lớn nhất : 2780 mm - Chiều cao lớn nhất : 3302 mm - Cự ly tâm 2 cối : 9297 mm - Tự trọng toa xe : 19 tấn - Tải trọng toa xe : 25 tấn - Thể tích chứa hàng : 68m 3 b. Đặc điểm cấu tạo - Bộ phận giá chuyển hớng + GCH thép đúc : ASF Ride Control + Khoảng cách trục trong 1 GCH : 1676 mm + Bánh xe : Thép cán liên 838x145,4 mm + Hộp trục : ổ bi Tim ken 5x9(Không có hộp bao ngoài ) + Bàn trợt con lăn hình trụ 80x80 mm + Hệ thống lò xo trung ơng : thép tròn + Lò xo ngoài : 24,2x115,5x255,6 mm - Bộ phận Thùng - Bệ xe + Dài bệ xe : 13563 mm + Rộng bệ xe : 2529 mm + Cao trong thùng : 2002 mm + Cửa chính : 4 cửa đẩy dọc xe + Kích thớc : 1900x1900 mm - Bộ phận hãm + Hệ thống hãm gió ép tự động + Van hãm : K2 + Nồi hãm : 254x305 mm + Thùng gió phụ : Dung tích 43l + Hệ thống hãm tay: Kiểu trục xích - Bộ phận móc nối tự động + Đầu đấm AAR My + Đuôi giảm chấn cao su + Cần giật tác dụng trên 9297 2780 3302 14500 H×nh 1.1. Lo¹i xe G american nhËp n¨m 1975 2. Loại xe G American nhập năm 1975 a. Đặc điểm chung - Chiều dài toàn xe : 13893 mm - Chiều rộng lớn nhất : 2580 mm - Chiều cao lớn nhất : 3508 mm - Cự ly tâm 2cối : 8993 mm - Tự trọng toa xe : 23,8 tấn - Tải trọng toa xe : 25 tấn - Thể tích chứa hàng : 30 m 3 b. Đặc điểm cấu tạo - Bộ phận giá chuyển hớng + GCH thép đúc : ASF Ride Control + Khoảng cách trục trong 1 GCH : 1676 mm + Bánh xe : Thép cán liên 838x145,4 mm + Hộp trục : ổ bi Tim ken 5x9 (Không có hộp bao ngoài) + Bàn trợt con lăn hình trụ 80x80 mm + Hệ thống lò xo trung ơng : thép tròn + Lò xo ngoài : 24,2x115,5x255,6 mm - Bộ phận Thùng - Bệ xe + Dài bệ xe : 12893 mm + Rộng bệ xe : 2320 mm + Cao trong thùng : 2208 mm + Cửa chính : 2 cửa đẩy dọc xe + Kích thớc : 2438x1900 mm - Bộ phận hãm + Hệ thống hãm gió ép tự động + Van hãm : K2 + Nồi hãm : 254x305 mm + Thùng gió phụ : Dung tích 43l - Hệ thống hãm tay: Kiểu trục xích - Bộ phận móc nối tự động + Đầu đấm AAR My + Đuôi giảm chấn cao su + Cần giật tác dụng trên 13893 8993 2580 3508 H×nh 1.2 . Lo¹i xe G American nhËp n¨m 1975 3. Loại xe G american nhập năm 1978 a. Đặc điểm chung - Chiều dài toàn xe : 14942 mm - Chiều rộng lớn nhất : 2700 mm - Chiều cao lớn nhất : 3650 mm - Cự ly tâm 2cối : 10060 mm - Tự trọng toa xe : 20 tấn - Tải trọng toa xe : 30 tấn - Thể tích chứa hàng : 80 m 3 b. Đặc điểm cấu tạo - Bộ phận giá chuyển hớng + GCH thép đúc : ARAD-RUMANI + Khoảng cách trục trong 1 GCH : 1676 mm + Bánh xe : Thép cán liền 838x135mm + Hộp trục : ổ bi SKF 5 1/2x10 (có hộp bao ngoài ) + Bàn trợt KT : 90x92x225 mm + Hệ thống lò xo trung ơng : thép tròn - Lò xo ngoài : 27x 112,7x230 mm - Lò xo trong : 17x 64,5x230 mm - Bộ phận Thùng - Bệ xe + Dài bệ xe : 14000 mm + Rộng bệ xe : 2456 mm + Cao trong thùng : 2555 mm + Cửa chính : 2 cửa đẩy dọc xe (kích thớc: 1400x2300mm) + Cửa sổ : 8 cửa đẩy (kích thớc : 460x620 mm) + Thông gió thùng xe bằng cửa sổ đẩy lên xuống - Bộ phận hãm + Hệ thống hãm gió ép tự động + Van hãm : Màng mỏng KNORR-KE1e + Nồi hãm : 14 (355,6 mm) + Thùng gió hai ngăn - Thùng gió phụ : Dung tích 40l - Thùng gió gia tốc : Dung tích 58l + Thiết bị điều chỉnh khe hở guốc hãm SAB DRV.2A.600 + Thiết bị điều chỉnh nặng, nhẹ R -T + Hệ thống hãm tay: Kiểu trục bánh răng vít - Bộ phận móc nối tự động + Đầu đấm RUMANI + Đuôi giảm chấn lò xo thép vòng + Cần giật tác dụng trên 10060 2700 3650 14942 H×nh 1.3. Lo¹i xe G american nhËp n¨m 1978 [...]... động + Đầu đấm RUMANI + Đuôi giảm chấn lò xo thép vòng + Cần giật tác dụng trên 10006 2700 14942 3650 Hình 1.6 Loại xe G Rumani nhập năm 1978 7 Loại xe G TQ 1966 a Đặc điểm chung - chiều dài toàn xe : 13040 mm - chiều rộng lớn nhất : 2700 mm - chiều cao lớn nhất : 3750 mm - Cự ly tâm 2 cối : 8850 mm - Tự trọng toa xe : 15,7 tấn - Tải trọng toa xe : 30 tấn - Thể tích chứa hàng : 71 m3 b Đặc điểm cấu... tự động + Đầu đấm AAR ấn Độ + Đuôi giảm chấn cao su + Cần giật tác dụng trên 8850 13040 2700 3750 Hình 1.7 Loại xe G -TQ nhập năm 1966 8 Loại xe G qc nhập năm 1971 a Đặc điểm chung - chiều dài toàn xe : 13040 mm - chiều rộng lớn nhất : 2650 mm - chiều cao lớn nhất : 3750 mm - Cự ly tâm 2cối : 8850 mm - Tự trọng toa xe : 15 tấn - Tải trọng toa xe : 30tấn - Thể tích chứa hàng : 63 m3 b Đặc điểm cấu... Loại xe G -QC nhập năm 1975 10 Loại xe G patented hp&LS a Đặc điểm chung - chiều dài toàn xe : 12900 mm - chiều rộng lớn nhất : 2650 mm - chiều cao lớn nhất : 3700 mm - Cự ly tâm 2cối : 8500 mm - Tự trọng toa xe : 15,4 tấn - Tải trọng toa xe : 30 tấn - Thể tích chứa hàng : 60 m3 b Đặc điểm cấu tạo * Bộ phận giá chuyển hớng - GCH thép đúc : PATENTED + Khoảng cách trục trong 1 GCH : 1680 mm + Bánh xe. .. đấm TQ tai điền Đ2 - Đ3 + Đuôi giảm chấn lò xo nhíp + Cần giật tác dụng trên 8500 12900 2650 3700 Hình 1.10 Loại xe G patented hp&LS 11 Loại xe G et nhập năm 1966 a Đặc điểm chung - chiều dài toàn xe : 12124 mm - chiều rộng lớn nhất : 2780 mm - chiều cao lớn nhất : 3242 mm - Cự ly tâm 2cối : 6000 mm - Tự trọng toa xe : 18 tấn - Tải trọng toa xe : 30 tấn - Thể tích chứa hàng : 49 m3 b Đặc điểm cấu...4 Loại xe G American nhập năm 1978 a Đặc điểm chung - Chiều dài toàn xe : 13706 mm - Chiều rộng lớn nhất : 2780 mm - Chiều cao lớn nhất : 3550 mm - Cự ly tâm 2cối : 9500 mm - Tự trọng toa xe : 18 tấn - Tải trọng toa xe : 35 tấn - Thể tích chứa hàng : 70 m3 b Đặc điểm cấu tạo - Bộ phận giá chuyển hớng + GCH thép đúc : MUKAND RIDE CONTROL + Khoảng cách trục trong 1 GCH : 1700 mm + Bánh xe : Thép cán... Đuôi giảm lò xo nhíp + Cần giật tác dụng trên 7500 13000 2780 3600 Hình 1.5 Loại xe G American nhập năm 1979 6 Loại xe G Rumani nhập năm 1978 a Đặc điểm chung - chiều dài toàn xe : 14942 mm - chiều rộng lớn nhất : 2700 mm - chiều cao lớn nhất : 3650 mm - Cự ly tâm 2 cối : 10006 mm - Tự trọng toa xe : 20 tấn - Tải trọng toa xe : 50 tấn - Thể tích chứa hàng : 80 m3 b Đặc điểm cấu tạo * Bộ phận giá chuyển... giảm chấn cao su + Cần giật tác dụng trên 9297 14500 2780 3302 Hình 1.12 Loại xe G America nhập năm 1975 13 Loại xe G rumani nhập năm 1989 a Đặc điểm chung - chiều dài toàn xe : 14942 mm - chiều rộng lớn nhất : 2780 mm - chiều cao lớn nhất : 3600 mm - Cự ly tâm 2cối : 10070 mm - Tự trọng toa xe : 19,69 tấn - Tải trọng toa xe : 36 tấn - Thể tích chứa hàng : 80 m3 b Đặc điểm cấu tạo * Bộ phận giá chuyển... QC nhập năm 1975 a Đặc điểm chung - chiều dài toàn xe : 13040 mm - chiều rộng lớn nhất : 2750 mm - chiều cao lớn nhất : 3600 mm - Cự ly tâm 2cối : 8850 mm - Tự trọng toa xe : 15,3 tấn - Tải trọng toa xe : 30 tấn - Thể tích chứa hàng : 71 m3 b Đặc điểm cấu tạo * Bộ phận giá chuyển hớng - GCH thép đúc : QC + Khoảng cách trục trong 1 GCH : 1650 mm + Bánh xe : Thép cán liên 750x130mm + Hộp trục : ổ trợt... năm 1975 a Đặc điểm chung - chiều dài toàn xe : 14500 mm - chiều rộng lớn nhất : 2780 mm - chiều cao lớn nhất : 3302 mm - Cự ly tâm 2cối : 9297 mm - Tự trọng toa xe : 19 tấn - Tải trọng toa xe : 30tấn - Thể tích chứa hàng : 68 m3 b Đặc điểm cấu tạo * Bộ phận giá chuyển hớng - GCH thép đúc : ASF RIDE CONTROL + Khoảng cách trục trong 1 GCH : 1676 mm + Bánh xe : Thép cán liên 838x145,4 mm + Hộp trục... tốc : Dung tích 58l + Thiết bị điều chỉnh khe hở guốc hãm SAB - DRV.2A.600 + Thiết bị điều chỉnh nặng, nhẹ R -T + Hệ thống hãm tay: Kiểu trục bánh răng vít - Bộ phận móc nối tự động + Đầu đấm AAR ấn Độ + Đuôi giảm chấn cao su + Cần giật tác dụng trên 9500 2780 13706 3550 Hình 1.4 Loại xe G American nhập năm 1978 5 Loại xe G American nhập năm 1979 a Đặc điểm chung - Chiều dài toàn xe : 13000 mm - Chiều . gủi Tổng 13 68 1 1 0 19 7 4 0 0 11 3 0 12 0 0 12 12 5 ổ trợt 3 8 1 7 3 22 0 22 ổ bi 10 60 1 19 1 91 12 12 10 3 Vận dụng Tổng 2024 11 53 386 6 21 127 23 11 14 5 46 18 4554 46 278 12 6 342 4896 ổ. dụng Tổng 2024 11 53 386 6 21 127 23 11 14 5 46 18 4554 46 278 12 6 342 4896 ổ trợt 84 15 2 238 2 21 48 6 64 26 839 6 6 845 ổ bi 19 40 10 01 148 400 79 23 5 81 20 18 3 715 46 278 12 336 40 51 Loại xe G H N M P Pm MVT XT CD HL Tổng. nay Bảng 1. Tổng hợp toa xe hàng thống kê Tổng số xe kiểm đếm Tổng Toa xe hàng 2037 12 24 387 623 12 7 42 18 14 9 46 18 46 71 Toa xe hàng 46 290 12 6 354 5025 ổ trợt 87 16 1 239 222 48 0 13 67 26 0 863 0 0 0 6 6 869 ổ