Thiết kế, tính toán, kiểm nghiệm độ bền giá chuyển hướng toa xe khách

Tài liệu tham khảo Thiết kế, tính toán, kiểm nghiệm độ bền giá chuyển hướng toa xe khách

Mục lục

Ch ơng i :giới thiệu chung một số chủng loại giá

chuyển hớng toa xe khách đang dùng ở việt

nam

1.1 Giá chuyển hớng ấn Độ……… 3

1.2.Giá chuyển hớng Kawasaki……… 4

1.3 Giá chuyển hớng Rumani………. 5

1.4 Giá chuyển hớng toa xe khách Đờng Sơn thế hệ 2…… 9

1.5 Giá chuyển hớng sử dụng lò xo không khí……… 11

1.5.1 Khung giá chuyển hớng……… 12

1.5.2 Lò xo không khí………. 13

1.5.3 Hệ thống hãm………. 14

1.5.4 Hệ thống lò xo bầu dầu……… 15

1.5.5 Thanh kéo nén………. 15

Ch ơng II: đặc điểm cấu tạo của giá chuyển hớng toa xe khách kiểu ấn độ 2.1 Lựa chọn giá chuyển hớng toa xe khách kiểu Ân Độ… 16

2.2 Đặc điểm cấu tạo giá chuyển hớng TX khách kiểu Ân Độ………. 18

2.2.1.Khung giá chuyển hớng………. 19

2.2.2 Cối chuyển và xà nhún……… 20

2.2.3 Cơ cấu thanh nối………. 20

2.2.4 Tay treo……… 20

2.2.5 Bàn trợt………. 20

2.2.6 Bộ quang treo……… 21

2.2.7 Lò xo trung ơng……… 21

2.2.8 Giảm chấn thuỷ lực……… 22

2.2.9 Tổ hợp lò xo bầu dầu………

22 Ch ơng III : Thiết kế, tính toán, kiểm nghiệm độ bền giá chuyển hớng toa xe khách ấn độ 3.1-Thiết kế kỹ thuật giá chuyển hớng……… 24

3.1.1.Thiết kế khung giá……… 24

3.1.2.Thiết kế xà nhún……… 26

3.1.3 Hệ thống lò xo trung ơng……… 29

3.1.4 Hệ thống lò xo bầu dầu……… 29

3.2-Tính toán , kiểm nghiệm độ bền khung giá chuyển hớng 30 3.2.1 Đặc trng hình học của các mặt cắt……… 31

3.2.2.Phơng pháp tính toán bằng tay (phơng pháp lực) 32

I.Các lực tác dụng lên khung giá chuyển hớng…………

1.Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên giá chuyển hớng……

32 32 2 Lực thẳng đứng phụ thêm do lực ngang sờn gây ra… 34

3 Lực tác dụng lên giá chuyển hớng do tác dụng của lực ngangsờn và lực ray-bánh xe gây ra………. 37

4 Lực sinh ra khi hãm đặt lên giá chuyển hớng……… 41

5 Lực thẳng đứng đối xứng chéo tác dụng lên khung giá chuyển hớng……… 44

II Tính toán độ bền khung ………

50 1.Bài toán khung giá chịu hệ lực vuông góc với mặt phẳng khung giá……… 50

2.Bài toán khung giá chịu hệ lực trong mặt phẳng bản thân……… 61

3.Xác định nội lực và ứng suất của cả khung giá chuyển h-ớng………. 69

3.2.3 Tính toán bằng phơng pháp phần tử hữu hạn ( sử dụng phần mềm sap) ……… 74

Tài liệu tham khảo………

lời nói Đầu

 Những năm gần đây cùng với những tiến bộ nhiều mặt của nền kinh tế nớc nhà, ngành cơ khí Việt nam đã có nhiều phát triển mạnh mẽ, cơ khí Giao thông đạt rất nhiều thành tựu, trong đó có cơ khí chế tạo đầu máy toa xe, chúng ta đã, đang và sẽ tiến tới chế tạo hoàn toàn các bộ phận của đầu máy toa xe kể cả giá chuyển hớng trong các điều kiện của Việt Nam mà không phải nhập khẩu từ nớc ngoài

 Hiện nay việc thiết kế và chế tạo giá chuyển hớng cho toa xe nói chung

và giá chuyển hớng toa xe khách nói riêng phải đảm bảo đợc độ bền, độ tin cậy và an toàn cao trong vận dụng là vấn đề rất quan trọng Do vậy trong thiết

kế và chế tạo giá chuyển hớng toa xe thì các bộ phận nh :khung giá chuyển h-ớng, xà nhún, trục bánh, hệ lò xo… là các bộ phận chịu lực chính, chịu tải là các bộ phận chịu lực chính, chịu tải trọng phức tạp, đòi hỏi phải đảm bảo độ chính xác cao bằng các phơng pháp

và công cụ tiên tiến Việc tính toán thiết kế yêu cầu ứng dụng các phơng pháp

và chơng trình tính hiện đại có ý nghĩa về cả thực tiễn và khoa học

Xét về mặt cơ sở lý thuyết tính toán thì có không ít các phơng pháp để tính độ bền giá chuyển hớng Hay dùng nhất vẫn là hai phơng pháp: Phơng pháp lực và phơng pháp phần tử hữu hạn.Trớc kia, khi việc ứng dụng máy tính vào công việc còn hạn chế thì phơng pháp lực đợc dùng trong đa số các bài toán kết cấu mặc dù cơ sở của lý thuyết phần tử hữu hạn cũng đã có từ lâu

và nó còn có khả năng cho ra các kết quả chính xác hơn phơng pháp

lực.Nguyên nhân cơ bản mà phơng pháp lực không đợc dùng để tính toán trớc kia là vấn đề khối lợng tính toán của nó là rất lớn Ngời ta tính rằng số lợng các phơng trình tỷ lệ bình phơng với số gia độ chính xác nếu sử dụng phơng pháp này

Tuy nhiên, ngày nay với sự phát triển vợt bậc của ngành khoa học máy tính và công nghệ thông tin thì vấn đề trên không còn là trở ngại nữa Với những máy tính có tốc độ trung bình hàng trăm triệu phép tính trên một giây

thì phơng pháp phần tử hữu hạn tỏ ra đặc biệt hiệu quả để xử lý các bài toán

về kết cấu

Nh một tất yếu, hiện nay trên thế giới và ngay cả trong nớc việc tính toán, thiết kế cầu đờng cũng nh các công trình kiến trúc hầu hết đã áp dụng phơng pháp phần tử hữu hạn Tuy nhiên trong ngành cơ khí nói chung và trong ngành đờng sắt nói riêng, phơng pháp phần tử hữu hạn vẫn cha thấy xuất hiện nhiều trong các công trình tính toán, thiết kế Việc thiết kế giá chuyển h-ớng cho toa xe vẫn sử dụng phơng pháp lực cổ điển.Vì vậy trong đồ án thiết

kế của mình em đa ra 2 phơng pháp để tính toán độ bền giá chuyển hớng , từ

đó đem so sánh 2 phơng pháp để rút ra đợc phơng pháp tối u nhất

Sau 15 tuần nghiên cứu và tính toán, dới sự hớng dẫn tận tình của thầy

Th.S Kiều Công Thành em đã hoàn thành đồ án thiết kế của mình Em xin

chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Đầu Máy Toa Xe và

Th.S Kiều Công Thành đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Nhng

do nhận thức có hạn và thời gian không nhiều nên đồ án của em cha thực sự hoàn thiện, còn nhiều thiếu sót, rất mong đợc sự góp ý,dạy bảo của thầy cô trong bộ môn cũng nh của bạn bè trong lớp cho đồ án hoàn thiện hơn và có thể

áp dụng trong thực tế

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện:

Phạm Hữu Thởng

Khái quát về hệ thống vận tải đờng sắt Việt Nam

Đờng sắt Việt Nam đợc thực dân Pháp khởi công xây dựng từ năm 1881 Tuyến đờng sắt đầu tiên là Sài Gòn - Mỹ Tho, chiều dài 70 km, đợc hoàn công vào năm 1885 Năm 1900 tuyến Hà Nội - Lạng Sơn đợc đa vào khai thác, năm

1906 hoàn thành thêm 2 tuyến đờng nữa là Hà Nội - Lào Cai và Hà Nội - Hải

Phòng Và đến năm 1926, thực dân Pháp đã xây dựng xong mạng lới đờng sắt Việt Nam khổ hẹp 1000 mm, với tổng chiều dài là 2.705 kilômét

Từ năm 1967 chúng ta đã xây dựng thêm tuyến Lu Xá - Kép - Bãi Cháy khổ đờng tiêu chuẩn 1435 mm, với chiều dài 136 km, đồng thời đã cải tạo 2 tuyến Hà Nội - Lạng Sơn và Hà Nội - Quán Triều thành đờng lồng khổ 1000

và 1435 mm

Trong những năm chiến tranh 1964-1974, mạng lới đờng sắt Việt Nam

bị tàn phá nặng nề Sau khi miền Nam hoàn toàn giải phóng, năm 1976 chúng

ta đã khôi phục lại tuyến đờng sắt Thống Nhất Hà Nội - Tp Hồ Chí Minh với tổng chiều dài 1730 km

Hiện nay tổng chiều dài chính tuyến của đờng sắt Việt Nam là 2523 km, trong đó có 136 km đờng khổ tiêu chuẩn 1435 mm; 256 km đờng lồng và còn lại (84,5%) là đờng khổ hẹp 1000 mm

Hệ thống đờng sắt Việt Nam hiện nay có các tuyến chính nh sau:

- Tuyến Hà Nội - Lào Cai : 297 km, khổ đờng 1000 mm

- Tuyến Hà Nội - Hải Phòng: l05 km, khổ đờng 1000 mm

- Tuyến Hà Nội - Thái Nguyên: 88 km, đờng lồng 1000 và 1435 mm

- Tuyến Hà Nội - Lạng Sơn: 167km, đờng lồng 1000 và 1435 mm

- Tuyến Yên Viên - Kép - Bãi Cháy: 136 km, khổ đờng 1435 mm

- Tuyến Hà Nội -Tp HCM: 1730 km, khổ đờng 1000 mm

Tuyến đờng sắt Việt Nam phát triển theo chiều dài đất nớc hớng bắc nam

và hớng đông tây liên kết các vùng kinh tế phát triển Trải dài từ bắc vào nam, với những tuyến chính nh ở trên thì nhu cầu vận chuyển bằng đờng sắt ngày càng đợc a chuộng bởi vì nó có thể vận chuyển với khối lọng lớn, giá thành rẻ,

an toàn cho hàng hoá, khách hàng Để nhằm nâng cao độ an toàn cho vận chuyển hàng hoá cũng nh hành khách thì yêu cầu giá chuyển hớng phải có

chất lợng tốt Vì vậy em đợc bộ môn giao đề tài : “ Lựa chọn ,thiết kế và kiểm nghiệm độ bền giá chuyển toa xe khách khổ đờng 1000(mm) ”