Đồ án môn học kết cấu tính toán đầu máy toa xe

MỤC LỤC MỤC LỤC............................................................................................................. 2 LỜI NÓI ĐẦU ...................................................................................................... 4 CHƢƠNG 1........................................................................................................... 6 TỔNG QUAN VỀ GIÁ CHUYỂN HƢỚNG TOA XE HÀNG Ở VIỆT NAM .. 6 1.1. Các loại giá chuyển hƣớng toa xe hàng đang đƣợc sử dụng trên Đƣờng sắt Việt Nam....................................................................................................... 6 1.1.1. Giới thiệu chung................................................................................. 6 1.1.2. Kết cấu của một số loại GCH toa xe hàng ......................................... 6 1.2. Đánh giá chung các loại GCH toa xe hàng đang sử dụng ở Việt Nam.. 11 CHƢƠNG 2......................................................................................................... 12 LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN TÍNH TOÁN, CƠ SỞ TÍNH TOÁN, KIỂM NGHIỆM MÁ GIÁ TOA XE HÀNG VIỆT NAM............................................. 12 2.1. Phƣơng án thiết kế..................................................................................... 12 2.2. Thông số kết cấu của giá chuyển hƣớng G – G do Ấn Độ sản xuất......... 13 2.3. Cơ sở tính toán, kiểm nghiệm má giá toa xe hàng.................................... 14 CHƢƠNG 3......................................................................................................... 16 TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM ĐỘ BỀN MÁ GIÁ TOA XE HÀNG DƢỚI TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG THẲNG ĐỨNG ..................................................... 16 3.1. Các lực tác dụng lên má giá toa xe hàng .................................................. 16 3.1.1. Tải trọng thẳng đứng tĩnh. .................................................................. 16 3.1.2. Tải trọng thẳng đứng động.................................................................. 17 3.1.3. Tải trọng thẳng đứng phụ thêm do lực ngang sƣờn gây ra................. 17 3.2. Sự phân bố và điểm đặt của P trên kết cấu cơ bản của má giá…….…….19 3.3. Đặc trƣng hình học của kết cấu má giá…………………...……………..19 3.3.1. Đặc trƣng hình học của mặt cắt I, II, III (thanh 1)………..…………20 3.3.2. Đặc trƣng hình học của mặt cắt VIII và VIIIa (thanh 5)…………….20 3.3.3. Đặc trƣng hình học của mặt cắt IX và X (thanh 2)………………….21 3.3.4. Đăc trƣng hình học của các mặt cắt IV và V (thanh 3)………….…..22 3.3.5. Đặc trƣng hình học của mặt cắt VI và VII (thanh 4)…………...……23 3.4. Biểu đồ momen do các lực X1, X2, X3, X4, X5 gây ra…………..……….23 3.4.1. Biểu đồ momen uốn do lực X1 = 1 gây ra………………...…………23 3.4.2. Biểu đồ momen do lực X2 = 1 gây ra……………………..…………24 3.4.3. Biểu đồ momen do lực X3 = 1 gây ra…………………..……………25 3.4.4. Biểu đồ momen do lực X4 = 1 gây ra…………………..……………25 3.4.5. Biểu đồ momen do lực X5 = 1 gây ra………………..………………26 3.4.6. Biểu đồ momen do tải trọng P gây ra………………..………………27 3.5. Xây dựng và giải hệ phƣơng trình chính tắc……………..……………...27 3.6. Kiểm nghiệm điều kiện bền……………………………..………………30 KẾT LUẬN…………………………………………………………………….35 TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………….………………..36

MỤC LỤC

MỤC LỤC 2

LỜI NÓI ĐẦU 4

CHƯƠNG 1 6

TỔNG QUAN VỀ GIÁ CHUYỂN HƯỚNG TOA XE HÀNG Ở VIỆT NAM 6

1.1 Các loại giá chuyển hướng toa xe hàng đang được sử dụng trên Đường sắt Việt Nam 6

1.1.1 Giới thiệu chung 6

1.1.2 Kết cấu của một số loại GCH toa xe hàng 6

1.2 Đánh giá chung các loại GCH toa xe hàng đang sử dụng ở Việt Nam 11

CHƯƠNG 2 12

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TÍNH TOÁN, CƠ SỞ TÍNH TOÁN, KIỂM NGHIỆM MÁ GIÁ TOA XE HÀNG VIỆT NAM 12

2.1 Phương án thiết kế 12

2.2 Thông số kết cấu của giá chuyển hướng G – G do Ấn Độ sản xuất 13

2.3 Cơ sở tính toán, kiểm nghiệm má giá toa xe hàng 14

CHƯƠNG 3 16

TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM ĐỘ BỀN MÁ GIÁ TOA XE HÀNG DƯỚI TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG THẲNG ĐỨNG 16

3.1 Các lực tác dụng lên má giá toa xe hàng 16

3.1.1 Tải trọng thẳng đứng tĩnh 16

3.1.2 Tải trọng thẳng đứng động 17

3.1.3 Tải trọng thẳng đứng phụ thêm do lực ngang sườn gây ra 17

3.2 Sự phân bố và điểm đặt của P trên kết cấu cơ bản của má giá…….…….19

3.3 Đặc trưng hình học của kết cấu má giá……… ……… 19

3.3.1 Đặc trưng hình học của mặt cắt I, II, III (thanh 1)……… …………20

3.3.2 Đặc trưng hình học của mặt cắt VIII và VIIIa (thanh 5)……….20

3.3.3 Đặc trưng hình học của mặt cắt IX và X (thanh 2)……….21

3.3.4 Đăc trưng hình học của các mặt cắt IV và V (thanh 3)………….… 22

3.3.5 Đặc trưng hình học của mặt cắt VI và VII (thanh 4)………… ……23

3.4 Biểu đồ momen do các lực X1, X2, X3, X4, X5 gây ra………… ……….23

3.4.1 Biểu đồ momen uốn do lực X1 = 1 gây ra……… …………23

3.4.2 Biểu đồ momen do lực X2 = 1 gây ra……… …………24

3.4.3 Biểu đồ momen do lực X3 = 1 gây ra……… ………25

3.4.4 Biểu đồ momen do lực X4 = 1 gây ra……… ………25

3.4.5 Biểu đồ momen do lực X5 = 1 gây ra……… ………26

3.4.6 Biểu đồ momen do tải trọng P gây ra……… ………27

3.5 Xây dựng và giải hệ phương trình chính tắc……… ……… 27

3.6 Kiểm nghiệm điều kiện bền……… ………30

KẾT LUẬN……….35

TÀI LIỆU THAM KHẢO……….……… 36

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, giao thông vận tải đường sắt đang là một trong các hình thức giao thông vận tải quan trọng của một xã hội phát triển Ở Việt Nam thì công cuộc đổi mới của ngành Đường sắt Việt Nam (ĐSVN) trong những năm qua đã

có những chuyển biến đáng kể về đầu máy cũng như toa xe, nhằm nâng cao chất lượng chạy tàu cũng như chất lượng phục vụ

Chuyên ngành Đầu máy toa xe ngày càng trở nên quan trọng hơn nữa, vì

để đáp ứng được những yêu cầu về phát triển giao thông đường sắt thì đội ngũ

kỹ thuật nắm một vài trò cực kỳ quan trọng Và để đáp ứng được tốc độ phát triển của ngành đường sắt thì phải cần một đội ngũ rất lớn, có trình độ, có những phẩm chất tốt đẹp, có những đức tính của thế kỷ 21 – thế kỷ của công nghiệp hoá, hiện đại hoá

Trên đầu máy cũng như trên toa xe có rất nhiều bộ phận, các bộ phận này

có mối liên hệ với nhau để giúp cho đầu máy toa xe có thể hoạt động được Một

bộ phận không thể thiếu trên cả đầu máy và toa xe đó là: “ giá chuyển hướng” Giá chuyển hướng là bộ phận chạy của đầu máy và toa xe, giúp cho đoàn tàu thông qua đường cong một cách dễ dàng cũng như nâng cao tính êm dịu khi tàu chạy, cũng là bộ phận chịu tác dụng của các lực xung kích, lực hãm, lực kéo…Trên toa xe hàng, giá chuyển hướng khá là đa dạng, với đặc thù là chuyên chở các loại hàng hoá với khối lượng hàng hoá lớn, và thậm trí là hàng hoá siêu trường siêu trọng, tải trọng tác dụng lên giá chuyển hướng là rất lớn vì vậy đòi hỏi giá chuyển hướng phải được tính toán thiết kế một cách chi tiết và cẩn thận đảm bảo đủ độ bền trước tải trọng mà má giá phải chịu

Đồ án: “Kết cấu tính toán Đầu máy toa xe” là một đồ án nằm trong

chương trình đào tạo của chuyên ngành Đầu máy toa xe, đây là một đồ án rất quan trọng và cần thiết dành cho sinh viên chuyên ngành Đầu máy toa xe Nó giúp cho sinh viên biết được kết cấu cũng như nguyên lý hoạt động của của bộ phận trên đầu máy, toa xe, nắm chắc kiến thức đã được học, vận dụng những

kiến thức đã học vào thực tế làm cho việc học không bị nhàn chán vì lý thuyết xuông khô khan

Trên cơ sở đó, đồ án môn học: “Kết cấu tính toán đầu máy toa xe” của

em với đề tài: “Tính toán kiểm nghiệm độ bền của Má Giá toa xe hàng dưới tác

dụng của tải trọng thẳng đứng” sẽ cho chúng ta thấy đƣợc điều kiện làm việc

của Má giá toa xe hàng là rất khắc nghiệt, vì vậy đỏi hỏi khi tính toán thiết kế

Má giá phải nắm chắc kiến thức không chỉ về lý thuyết mà còn cả thực tế, tính toán cẩn thận để tạo ra đƣợc những loại Má giá có độ tin cậy cao, làm việc ổn định, lâu dài với chi phí hợp lý

Vì đây là đồ án chuyên ngành đầu tiên trong chuyên ngành đầu máy toa

xe của em nên khó có thể tránh khỏi những thiếu xót nên mong thầy (cô) trong

bộ môn giúp đỡ em để trong những đồ án sau em sẽ có thêm kinh nghiệm để tránh vấp phải những thiếu xót và tốt hơn nữa

Em xin chân thành cảm ơn các thầy (cô) trong bộ môn: “Đầu máy toa xe”

đã giúp đỡ em hoàn thành tốt đồ án môn học này, đặc biệt là ThS Vũ Văn Hiệp

đã giúp đỡ em một cách tận tình để em có thể hoàn thành tốt và đúng tiến độ đồ

án này

Em xin chân thành cám ơn!

Hà Nội, ngày 20/10/2016 Sinh viên thực hiện

Mai Văn Tú

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ GIÁ CHUYỂN HƯỚNG TOA XE HÀNG Ở VIỆT NAM

1.1 Các loại giá chuyển hướng toa xe hàng đang được sử dụng trên

Đường sắt Việt Nam

1.1.1 Giới thiệu chung

Giá chuyển hướng (GCH) là bộ phận chạy của đầu máy và toa xe, giúp cho đoàn tàu thông qua đường cong một cách dễ dàng cũng như nâng cao tính năng êm dịu khi tàu chạy, cũng là bộ phận chịu tác dụng của các lực xung kích, lực hãm, lực kéo…

Do lịch sử để lại, hiện nay trên đường sắt Việt Nam đàn sử dụng rất nhiều loại GCH có kết cấu, tính năng động lực khác nhau được nhập từ nhiều nước như Mỹ, Ấn Độ, Bỉ, Rumani, Nga, Trung Quốc,… Tuỳ theo trình độ phát triển công nghệ, điều kiện kinh tế, xã hội, điều kiện địa lý của mỗi nước mà có quan điểm thiết kế khác nhau Mỗi loại có ưu nhược điểm riêng cũng như cách bảo dưỡng sửa chữa là khác nhau, điều này gây nên những khó khăn cho công tác vận dụng và công tác chế tạo, sửa chữa

Hiện nay đường sắt Việt Nam sử dụng khá nhiều loại GCH toa xe hàng (tổng cộng có khoảng 4212 toa xe hàng khổ đường 1000mm), tuy nhiên phổ biến hơn cả vẫn là các loại sau:

- GCH toa xe hàng QC, Mi Sơn do Trung Quốc sản xuất

- GCH toa xe hàng do Ấn Độ sản xuất

- GCH toa xe hàng do Rumani, Mỹ, Bỉ sản xuất

- GCH toa xe hàng do Công ty xe lửa Gia Lâm sản xuất gồm: 34B, GL–GCH-02

1.1.2 Kết cấu của một số loại GCH toa xe hàng

a) Kết cấu của GCH toa xe hàng QC do Trung Quốc sản xuất

Đây là GCH toa xe hàng thép đúc liền, có độ bền tương đối cao, sử dụng bầu dầu ổ trượt, loại này có tính năng động lực không tốt do độ nhún tĩnh nhỏ

 Cấu tạo:

Hình 1.1: Kết cấu GCH toa xe hàng QC 1: Bánh xe 4: Guốc hãm

2: Má giá 5: Lò xo trung ương

3: Bầu dầu 6: Xà nhún

 Thông số kỹ thuật:

Khoảng cách trục trong một GCH: 1659 (mm)

Bánh xe thép đúc cán liền: Ф750 x 130 (mm)

Khoảng cách hai tâm bàn trƣợt: 1120 (mm)

Bàn trƣợt: 90 x 92 x180 (mm)

Tải trọng trục: 14 (T/trục)

Tổng độ nhún tĩnh trong một giá chuyển : 23 mm

b) Kết cấu GCH toa xe hàng do Ấn Độ sản xuất

 Cấu tạo:

Hình 1.2: Kết cấu GCH toa xe hàng do Ấn Độ sản xuất

1 : Bánh xe 6: Bầu dầu 11 : Khe trượt

2 : Má giá 7: Cối chuyển hướng

3 : Xà nhún giảm chấn ma sát 8 : Bàn trượt dưới

4: Lò xo trung ương 9: Xà mang guốc hãm

5: Cá hãm, guốc hãm 10: Đế guốc hãm

 Thông số kỹ thuật:

Đây là loại giá chuyển toa xe hàng thép đúc, có độ bền tương đối cao:

σb >500 MPa, được ram ở nhiệt độ thích hợp cới các thông số như sau:

Khoảng cách trục trong một GCH: 1700(mm)

Bánh xe thép đúc cán liền: Ф780 x 135 (mm)

Khoảng cách hai tâm bàn trượt: 1120(mm)

Hộp trục: bầu dầu ổ bi kim (không có hộp bao)

Sử dụng hệ lò xo trung ương

Tải trọng trục: 13,5 (T/trục)

Độ nhún tĩnh trong một giá chuyển: 45 ÷ 50 (mm)

Qua nhiều năm vận dụng thì GCH Ấn Độ được đánh giá là giá chuyển hướng có tính năng động lực tốc, độ ổn định cao, độ an toàn cao, ít hỏng hóc, vận dụng và sửa chữa dễ dàng Loại GCH này đang được ngành đường sắt nghiên cứu thiết kế để thay thế cho các loại GCH hiện tại đã quá lỗi thời và độ bền kém

c) GCH toa xe hàng kiểu GL-GCH02 do công ty xe lửa Gia Lâm sản xuất

Hình 1.3: Kết cấu GCH toa xe hàng kiểu GL – GCH02

Hộp trục: kết cấu bầu dầu ổ bi kim (không có hộp bao)

Sử dụng hệ lò xo trung ương

Tải trọng trục: 13,5 (T/trục)

Tổng độ nhún tĩnh trong một giá chuyển: 45 ÷ 50 (mm)

1.2 Đánh giá chung các loại GCH toa xe hàng đang sử dụng ở Việt Nam

Mỗi loại GCH toa xe hàng đang sử dụng ở Việt Nam có kết cấu khác nhau do đó có những đặc điểm rất khác nhau trong quá trình vận dụng cũng như sửa chữa

Xét về công nghệ chế tạo, trên đường sắt Việt Nam hiện nay đang sử dụng

cả hai loại GCH má thép đúc và má thép hàn Tuyệt đại bộ phận GCH thép đúc được chế tạo ở nước ngoài, GCH chế tạo trong nước trước đây sử dụng công nghệ hàn tán, GCH thép hàn mới được chế tạo tại Việt Nam trong những năm gần đây là GCH toa xe hàng 34B, được sử dụng cho các toa xe hàng đóng mới năm 2002

Xét về số lượng và thời gian, GCH thép đúc được sử dụng từ năm 1963 với GCH Rumani, tiếp theo là GCH QC của Trung Quốc…loại này đang chiếm phần lớn số lượng GCH toa xe hàng ở trên đường sắt Việt Nam

Về cấu tạo, các GCH thép đúc đều được lắp ghép từ má giá, xà nhún với một hệ lò xo trung ương Trong quá trình vận dụng loại này có sức bền và độ an toàn cao, bảo dướng sửa chữa đơn giản

Về tính năng động lực, theo lý thuyết so với GCH thép đúc, GCH thép hàn 1 hệ lò xo hộp trục có ưu điểm nổi bật là giảm được trọng lượng dưới lò xo, giảm chấn ma sát hộp trục làm giảm biên độ dao động đứng và ngang, được quan tâm sử dụng cho các đoàn tàu chạy với tốc độ >120km/h

Xu hướng phát triển của ngành đường sắt

Trong những năm gần đây, đặc biệt là sau khi chuyển đổi tổ chức Tổng công ty Đường sắt với sự ra đời của Công ty Vận tải hàng hoá đường sắt, lĩnh vực vận tải hàng hoá được chú trọng và đang khởi sắc Doanh thu ngày càng cao, chiếm tỷ trọng tới gần 40% tổng doanh thu vận tải

Tháng 02/2004, tấn xếp hàng hoá tăng trưởng 44,8%, tần km hàng hoá tăng trưởng 40,8% so với cùng kỳ năm trước

Để đảm bảo chất lượng cho các toa xe hàng, việc quan tâm đầu tiên là phải có bộ GCH tốt Do vậy giá chuyển hướng toa xe hàng phải thoả mãn các yêu cầu sau:

- Có kết cấu tiên tiến, đặc biệt phải có độ bền cao, ao toàn trong vận tải

- Tốc độ, tải trọng tương thích với điều kiện sử dụng của đường sắt Việt Nam

- Cấu tạo đơn giản, các chi tiết được tiêu chuẩn hoá có tính lắp lẫn cao thuận lợi trong bảo dưỡng sửa chữa

CHƯƠNG 2 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TÍNH TOÁN, CƠ SỞ TÍNH TOÁN, KIỂM

NGHIỆM MÁ GIÁ TOA XE HÀNG VIỆT NAM 2.1 Phương án thiết kế

Hiện nay đường sắt Việt Nam sử dụng khoảng 4212 toa xe hàng các loại khổ đường 1000 mm, với các loại toa xe khác nhau, giá chuyển hướng khác nhau, trong đó toa xe G được sử dụng nhiều nhất với số lượng khoảng 1762 chiếm 41% Trong các loại toa xe G phổ biến nhất là loại toa xe G – G nhập của

Ấn Độ, đây là loại toa xe có tự nặng nhẹ nhất nhưng chịu được tải trọng lớn

Từ những phân tích ở trên, cũng như ở chương 1,cũng như dựa vào ưu nhược điểm của các loại GCH toa xe hàng đang sử dụng ở trên đường sắt Việt Nam, em thấy GCH toa xe hàng G – G do Ấn Độ sản xuất có tính năng ưu việt,

độ an toàn cao, vận dụng bảo dưỡng sửa chưa dê dàng Vì vậy phương án của

em là về: “Má giá toa xe hàng G – G do Ấn độ sản xuất”

Má giá là chi tiết trực tiếp nhận lực từ xà nhún truyền xuống, nên nó cũng

là chi tiết chịu lực chính tất cả các loại tải trọng đều có giá trị rất lớn Vì vậy việc thiết kế chi tiết má giá đòi hỏi phải hợp lý về khả năng chịu lực, độ bền

cũng như tính năng động lực của kết cấu

Hình 2.1: Hình dạng má giá G – G do Ấn Độ sản xuất

2.2 Thông số kết cấu của giá chuyển hướng G – G do Ấn Độ sản xuất

- Chiều dài toa xe: 13706 (mm)

- Chiều dài thùng xe: 12800 (mm)

- Chiều rộng thùng xe: 2500 (mm)

- Chiều cao thùng xe: 2600 (mm)

- Tự nặng của toa xe: 18 (tấn)

- Khoảng cách hai tâm bàn trượt: 1120 (mm)

- Khoảng cách giữa 2 vòng lăn bánh xe: 2s = 1054 (mm)

- Sử dụng bầu dầu ổ bi, với thông số ổ bi: Ф100 x Ф250 x60 (mm)

- Bội suất hãm giá chuyển: 6

- Trọng lượng 1 giá chuyển hướng: Qgc = 3 (tấn)

- Vật liệu chế tạo: thép có ứng suất bền lớn 550 MPa, ứng suất chảy lớn hơn 300 MPa

- Vận tốc tính toán: 80km/h (22,22 m/s)

2.3 Cơ sở tính toán, kiểm nghiệm má giá toa xe hàng

Thứ tự truyền lực trong giá chuyển hướng toa xe hàng:

Tải trọng từ thùng xe  cối chuyển hướng  xà nhún  lò xo trung ương  má giá  bầu dầu  cổ trục bánh xe  đường sắt Truyền phản lực

từ đường sắt lên theo thứ tự ngược lại

Đối với giá chuyển hướng toa xe hàng, khi tính toán độ bền cần phải xét tới các loại tải trọng: tải trọng thẳng đứng tĩnh, tải trọng thẳng đứng động, lực ngang sườn do lực ly tâm và lực gió gây ra, tải trọng gây ra do lực tác dụng giữa bánh xe và đường ray, lực ngang gây ra do tải trọng ngang sườn, tải trọng sinh

ra do lực hãm

Tuy nhiên khi tính toán độ bền của má giá chịu tải trọng thẳng đứng thì chỉ xét đến tải trọng thẳng đứng tĩnh Pt, tải trọng thẳng đứng động Pđ, tải trọng thẳng đứng phụ thêm do lực ngang sườn gây ra Pn, lực thẳng đứng sinh ra do hãm P’ Các tải trọng này có tính đối xứng với cả hai mặt phẳng thẳng đứng dọc

và nằm ngang của bản thân má giá, có thể gộp lại vào bài toán chung Tuy nhiên, lực thẳng đứng sinh ra do hãm có khi không xảy ra cùng lúc với một trong ba tải trọng kia, nên được xử lý thành một bài toán riêng

Trong tính toán, trọng lượng riêng của má giá gộp vào chung với tải trọng thẳng đứng tĩnh Tải trọng tính toán P đặt lên thanh ngang dưới của má giá, thông qua cụm lò xo trung ương, tập trung tại một số điểm Sự phân chia tải trọng này phụ thuộc vào việc sắp xếp cụ thể của cụm lò xo ở đầu một xà nhún và

tỷ lệ thuận với độ cứng của lò xo đặt tại mỗi điểm

Do má giá và tải trọng tính toán P đều đối xứng đối với mặt phẳng thẳng

đứng dọc mà sơ đồ tính toán của má giá được tạo thành bởi đường trục tâm hình của mặt cắt ngang các thanh Nội lực tại mặt cắt ngang các thanh má giá gồm: momen uốn trong mặt phẳng má giá, lực cắt và lực kéo nén dọc trục, không có momen xoắn

Như sơ đồ tính toán, má giá gồm có 3 ô kín tạo thành khung cứng phẳng,là kết cấu siêu tĩnh bậc 9 Xét tới tính chất đối xứng đối với mặt phẳng thẳng đứng ngang đi qua giữa má giá của kết cấu má giá và tải trọng đặt lên nó, bậc siêu tĩnh giảm xuống chỉ còn 5

Tại mặt cắt ngang nằm trên trục đối xứng, lực cắt (ẩn lực phản đối xứng) không tồn tại

Trong tính toán chỉ cần xem xét một nửa má giá, trong đó mối liên kết của nửa má giá đã bỏ đi đối với nửa còn lại được thay thế bằng các ràng buộc tương ứng: ngoặc vuông ([ ) – momen uốn, thanh nối – lực dọc trục

Hình 2.2: Má giá và sơ đồ tính toán má giá

Để xác định nội lực của má giá, thường dùng phương pháp lực; ở đây cần lưu ý, các thanh tạo thành má giá nối kết với nhau trong một vùng rộng lớn và

kích thước mặt cắt ngang các thanh tại vùng kết nối là đại lượng đáng kể so với chiều dài của chúng Qua các công trình nghiên cứu, đặc điểm này của má giá có thể được xử lý như sau:

- Khi lập sơ đồ tính toán, cho rằng trong vùng nối kết (được vẽ đậm nét ở

sơ đồ tính toán, biểu đồ momen uốn và lực dọc trục giảm nhỏ dần theo quy luật đường thẳng trên một đoạn dài vừa vặn bằng chiều cao mặt cắt ngang của thanh được xét bắt đầu thừ chỗ góc lượn của vùng nối kết; biểu đồ lực cắt không cần

vẽ vì vùng nối kết được coi là tuyệt đối cứng; trên các đoạn thanh nằm giữa hai vùng nối kết, các biểu đồ nội lực được vẽ theo cách thông thường

- Kết cấu cở bản của má giá theo phương pháp lực được lựa chọn với các

ẩn lực momen uốn X1, X3; lực dọc trục X2, X4; lực cắt X5

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM ĐỘ BỀN MÁ GIÁ TOA XE HÀNG DƯỚI

TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG THẲNG ĐỨNG

Tải trọng thẳng đứng đặt lên má giá bao gồm: Tải trọng thẳng đứng tĩnh

Pt, tải trọng thẳng đứng động Pđ, tải trọng thẳng đứng phụ thêm do lực ngang sườn gây ra Pn, lực thẳng đứng sinh ra cho hãm P’ Tuy nhiên ta chỉ xét ba lực đầu tiên, vì lực thẳng đứng sinh ra do hãm P’ có khi không xảy ra cùng một lúc với ba tải trong kia, nên được xét thành một bài toán riêng

3.1 Các lực tác dụng lên má giá toa xe hàng

3.1.1 Tải trọng thẳng đứng tĩnh

Tải trọng thẳng đứng tĩnh được xác định theo tải trọng trục cho phép, vì như vậy đảm bảo cho giá chuyển hướng lắp ráp được cho các toa xe hàng có trọng tải khác nhau

Tải trọng tĩnh đặt lên một má giá được tính theo công thức:

kd – hệ số tải trọng động thẳng đứng, được tính theo công thức:

với: a = 0,15 cho phần tử má giá dưới lò xo của giá chuyển hướng

b – hệ số xét tới ảnh hưởng của số lượng trục bánh xe mtr trong

c và d - hệ số, phụ thuộc vào vận tốc toa xe:

ta có vận tốc của toa xe: v = 22 m/s nên c = 0,00036, d = 0;

v – vận tốc của toa xe, m/s;

ft – tổng độ nhún tĩnh của trang trí lò xo ứng với trọng lượng toàn thể, ft = 0,045 ÷ 0,05 (m), chọn ft = 0,045 (m);

Do ảnh hưởng của lực ly tâm khi toa xe qua đường cong và lực gió, gọi chung là lực ngang sườn, các má giá ở về một bên toa xe chịu thêm một phần tải trọng thẳng đứng, các má giá ở bên kia thì ngược lại, được giảm tải

Khi bỏ qua biến dạng của lò xo, trị số của tải trọng thẳng đứng phụ thêm gây ra bởi tải trọng ngang sườn, đặt lên má giá được tính theo công thức:

2s – khoảng cách vòng lăn bánh xe, 2s = 1054 (mm);

Tuy nhiên ở đây ta có thể tính toán một cách xấp xỉ, lấy lực ly tâm bằng 7,5% trọng lượng toàn thể của toa xe:

w – áp suất gió đặt lên thùng xe: w = 500 (N/m2);

lth – chiều dài thùng xe: lth = 12,8 (m);

hth – chiều cao thùng xe: hth = 2,6 (m);