Slide thuyết trình đồ án tốt nghiệp đề tài tính toán xác định quãng đường hãm đoàn tàu hàng hà nội – lào cai

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI HÀ NỘITRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VÂN TẢIKHOA CƠ KHÍBỘ MÔN ĐẦU MÁY TOA XE VÀ TÀU ĐIỆN METROĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPĐề Tài: Tính toán xác định quãng đường hãm đoàn t

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VÂN TẢI

KHOA CƠ KHÍ

BỘ MÔN ĐẦU MÁY TOA XE VÀ TÀU ĐIỆN METRO

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đề Tài: Tính toán xác định quãng đường hãm đoàn tàu hàng Hà Nội – Lào cai

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Quốc Khánh

Lớp : 67DCDM21

Chuyên ngành : CNKT Cơ khí đầu máy toa xe và tàu điện metro

Giảng viên hướng dẫn : ThS Phạm Huy Khương

CHƯƠNG 1 LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH QUÃNG ĐƯỜNG HÃM CỦA ĐOÀN TÀU

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU VỀ TUYẾN ĐƯỜNG SẮT HÀ NỘI – LÀO CAI

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH QUÃNG ĐƯỜNG HÃM ĐOÀN TÀU HÀNG TUYẾN

ĐƯỜNG SẮT HÀ NỘI – LÀO CAI

NỘI

DUNG

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH HÃM CỦA ĐOÀN TÀU

1.1 Giới thiệu về hệ thống hãm đoàn tàu

1.1.1 Khái niệm chung và phân loại

a Khái niệm:

Khi đoàn tàu chuyển động có rất nhiều lực tác dụng lên nó như lực kéo, lực cản tự nhiên , lực cản nhân tạo Hệ thống tạo ra lực cản nhân tạo để đừng đoàn tàu hoặc giảm tốc độ đoàn tàu theo các tín hiệu , hoặc do sự cố xảy ra trên đường sát gọi là hệ thống hãm

b Phân loại:

Do yêu cầu vận chuyển ngày càng phát triển, nhiều loại máy hãm khác được phát minh thay cho loại hãm tay như: hệ thống hãm hơi nước , hệ thống hãm chân không, hệ thống hãm gió ép Hiện nay trên đầu máy toa xe hình thức

hệ thống hãm gió ép được dùng rất phổ biến, càng ngày càng được hoàn thiện

1.1.2 Nguyên lý hoạt động hãm gió ép

1.1.2.1 Hệ thống hãm gió ép tự động trực tiếp

b Tác dụng và nguyên lý làm việc:

Hệ thống hãm gió ép trực tiếp có ba tác dụng là :

+ Cấu tạo đơn giản, dễ bảo

dưỡng, xử lý tiện lợi.

+ Có thể tùy ý tăng giảm áp

sát nồi hãm để điều chỉnh lực

hãm theo yêu cầu

+ Khi xe bị đứt móc không tự động hãm lại được, trong đoàn tàu những toa xe phía cuối được hãm chậm hơn các toa phía đầu Còn khi nhả hãm, toa đầu nhả hãm sớm hơn toa phía cuối

+ Khi hãm phải xả hết gió trong hãm và xi lanh hãm ra ngoài trời do vậy tiêu hao nhiều gió ép.

+ Nếu đoàn xe dài , có nhiều xilanh hãm thì việc cấp gió khó khăn,ảnh hưởng xấu đến sức hãm.

C&D ƯU ĐIỂM & NHƯỢC ĐIỂM

Hãm

Khi tay hãm đặt vặp vị trí

hãm, gió ép từ thùng gió

chính qua tay hãm, qua ống

hãm vào xi lanh hãm, pittong

nồi hãm bị đẩy ra, qua hệ

thống gìang hãm ép guốc hãm

vào mặt lăn bánh xe.

Nhả hãm

Khi cần nhả hãm, đưa tay hãm đặt vào

vị trí nhả hãm, đường thông gió ép từ thùng gió chính vào ống hãm bị cắt đứt, đồng thời mở đường thông cho gió ép

từ ống hãm qua tay hãm ra ngoài trời,

áp suất nồi hãm giảm, pittông trong nồi hãm bị lò xo hoàn vị đẩy trở lại, guốc hãm được nhả ra dần

nó, tức là trạng thái hãm được giữ nguyên.

1.1.2.2 Hệ thống hãm gió ép tự động gián tiếp.

Ưu điểm & nhược điểm

+ Có khả năng thay đổi lực hãm tùy theo

lượng giảm áp suất

+ Đảm bảo an toàn trong trường hợp đoàn xe

bị đứt móc nối hoặc ống hãm đoàn xe bị xì

hở với lượng giảm áp lớn, đoàn xe bị hãm

+ Tiết kiệm gió ép vì khi hãm chỉ xả 1 phần

gió

+ Kết cấu phức tạp

+ Bảo dưỡng,sữa chữa phức tạp

+ Thời gian cấp gió cho đoàn tàu tương đối lâu

1.1.3 Hệ thống hãm trên đầu máy D19E

a Cấu tạo hệ thống hãm giá chuyển hướng

Hình 1.3 Cấu tạo hệ thống hãm đầu máy

7.Vòng chắn khe hở

8.Bu lông điều

chỉnh 9.Chốt

1.1.3 Hệ thống hãm trên đầu máy D19E

b Bố trí hệ thống hãm giá chuyển hướng

Hình 1.4 Sơ đồ bố trí hệ thống hãm giá chuyển hướng

1.2 Tính toán xác định các thông số khi hãm

của đoàn tàu

1.2.1 Sự sản sinh và hạn chế của lực hãm

a, Khái niệm và phân loại Khái niệm:

+ Lực hãm là ngoại lực ngược hướng vận động của đoàn tàu do thiết bị hãm sinh

ra, có tác dụng cản trở chuyển động đoàn tàu

+ Kí hiệu: B

+ Đơn vị: kN

1.2.3 Tính lực hãm đoàn tàu

Từ công thức tính toán lực hãm

Lực hãm đơn vị: b = ; (1.7) 

Có hai phương pháp tính lực hãm B và lực hãm đơn vị b

• Phương pháp tính thực:

B = K1 φK1 + K2.φK2 + … + Kn .φKn (1.8)

+ Ưu điểm: độ chính xác cao+ Nhược điểm: phức tạp cồng kềnh, khó xác định

Trong đó: Kn φKn áp lực guốc hãm thực tế của các toa xe từ 1  n

 

1.2.3 Tính lực hãm đoàn tàu

1.2.3 Tính lực hãm đoàn tàu 1.2.4 Cự ly hãm và cách tính cự ly hãm

a Khái niệm cự ly hãm đoàn tàu là: Khoảng cách đoàn tàu chạy qua kể từ lúc tài xế đặt tay hãm vào vị trí hãm đến lúc đoàn tầu dừng lại

b Cách tính cự ly hãmQuá trình hãm đoàn tàu được chia làm 2 giai đoạn:

- Giai đoạn chạy không

- Giai đoạn hãm hữu hiệuVậy cự ly hãm đoàn tàu là:

Sb= Sk + Sc (m) (1.13)

Tính thời gian và cự ly chạy không

Cự ly chạy không được tính theo công thức:

Sk = = (m) (1.14) Trong đó:

Vo – Tốc độ đầu khi hãm, km/h

tk – thời gian chạy không

 

1.2.4 Cự ly hãm và cách tính cự ly hãm

Trong thực tế thường dùng công thức kinh nghiệm để tính thời gian chạy không thông qua thực nghiệm như sau:

Đối với đoàn tàu khách

Khi hãm khẩn: tk = 3 – 0,07 ij (s) (1.15)Khi hãm thường: tk = (2,8 + 0,03r) (1- 0,03 ij) (s) (1.16)Đối với đoàn tàu hàng:

Khi hãm khẩn: tk = (1,5 + 0,18n) (1 – 0,05 ij) (s) (1.17)Khi hãm thường: tk = (2,8 + 0,0014rn) (1 – 0,1 ij) (s) (1.18)

Trong đó:

ij – Độ dốc quy đổi, khi ij > 0 quy định ij = 0 để tính

r – Lượng giảm áp ống hãm, kpa

n – số toa xe

Đoàn tàu hàng hãm khẩn mà có tác dụng giảm cục bộ hãm khẩn:

tk = (1.3 + 0.45n) (1 – 0.05 ij) (s) (1.19)

Tính cự ly hãm hữu hiệu:

Hợp lực tác dụng lên đoàn tàu là:

c = - (b +oz + ij) = -(1000 h h + θoz + ij) (N/kN)Trong đó:

ωoz – Lực cản cơ bản đơn vị khi tính hãm, N/kN

Lực cản bình quân và coi đó là lực cản tác dụng và thường theo công thức sau:

Tàu hàng: ωoz = 1,1 + 0,0025V + 0,00025V2 (N/kN)

Tàu khách: ωoz = 1,6 + 0,01V + 0,00019V2 (N/kN)

Cự ly hãm hiệu được tính bằng công thức:

Sc = (1.20)Trong đó:

V1 và V2 – Tốc độ đầu và cuối của mỗi gian các tốc độ, km/h

Cp – hợp lực đơn vị, N/KN ở tốc độ bình quân trong mỗi gian cách tốc độ

 

CHƯƠNG 2

GIỚI THIỆU VỀ TUYẾN ĐƯỜNG SẮT

HÀ NỘI – LÀO CAI

Hình 2.1b Sơ đồ tổng thể mạng lưới

Đường sắt Việt Nam

Hình 2.2 Sơ đồ tuyến đường sắt Hà Nội – Lào Cai

Đường sắt Hà Nội - Lào Cai là một tuyến đường sắt liên vận quốc tế nối Hà Nội với các tỉnh trung du và miền núi Tây Bắc Tuyến này có từ thời thực dân Pháp cai trị Việt Nam.

Tuyến Hà Nội - Lào Cai có điểm đầu là ga Hà Nội và điểm cuối là ga Lào Cai tại thành phố Lào Cai

Đường sắt Hà Nội - Lào Cai còn kết nối với tuyến đường sắt Côn Minh - Hà Khẩu

của Trung Quốc.

Toàn tuyến dài 297 km trong đó khoảng 111 km là những đoạn cong Tình trạng kỹ thuật hiện tại lạc hậu, nhiều đoạn đường sắt xuống cấp Đội đầu tàu phục vụ tuyến đường sắt Hà Nội - Lào Cai được đánh giá là hiện đại chỉ sau tuyến Bắc - Nam, nhưng tình trạng đường sắt kém khiến cho các đầu tàu không được khai thác hết công suất

2.3 TRẮC DỌC TUYẾN HÀ NỘI – LÀO CAI

Bảng 2.1 Trắc dọc khu gian Lang Khay – Lang Thip đoạn có độ dốc lớn nhất

2.4 CÔNG LỆNH TỐC ĐỘ TRÊN TUYẾN

Ga Vũ Én đến ga Đoan Thượng:

2.5 CÔNG LỆNH TẢI TRỌNG TRÊN TUYẾN

2.5.1 TẢI TRỌNG ĐẦU MÁY, TOA XE.

2.5.1.1 TẢI TRỌNG ĐẦU MÁY

Với khổ đường 1000mm

 Đầu máy Mikađô: 6.45 + 4 12.5 + 6.55 + 4 9.0

=99T

 Đầu máy Bỉ (D18E): 14 T/trục 6 trục = 84.00T

 Đầu máy Ấn (D13E): 12 T/trục 6 trục = 72.00T

 Đầu máy Tiệp (D12E) : 14 T/trục 4 trục = 56.00T

 Đầu máy Rumani(Dl 1H): 14 T/trục 4 trục =

 Đầu máy D4HR: 6.25 T/trục 4 trục = 25.00T

 Đầu máy D14E: 17.5 T/trục 6 trục = 105.00T

 Đầu máy D19Er: 18T/trục 6 trục = 108.00T

2.6 Công lệnh sức kéo trên tuyến

Bảng2.2 Công lệnh sức kéo trên tuyến Hà Nội – Lào Cai

CHƯƠNG 3

TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH QUÃNG ĐƯỜNG HÃM ĐOÀN TÀU HÀNG TUYẾN ĐƯỜNG SẮT HÀ NỘI – LÀO CAI

3.1 Lựa chọn đoàn tàu tính toán

Tính hãm suất chuyển đổi của đoàn tàu

Tải trọng của đầu máy D19E: P = 78 (tấn)

Tra bảng 3.3 ta được:

• Áp lực guốc hãm chuyển đổi của đầu máy diesel: = 650 kN

• Áp lực guốc hãm chuyển đổi của toa trưởng tàu : = 90 kN

• Áp lực guốc hãm chuyển đổi của toa xe xi téc: = 124 kN

Tổng áp lực guốc hãm chuyển đổi của cả đoàn tàu là:

Kh = = 650 + 90 + 124 18 = 2972 (kN)Tổng trọng của cả đoàn tàu là:

(P+G) g = (78+789,5) 9,8 = 8501,5 (kN)Hãm suất chuyển đổi của đoàn tàu là:

0,35

3.2 Tính toán xác định quãng đường hãm

Tính quãng đường chạy không Sk

Đoàn tàu hãm khẩn, không có giảm áp cục bộ:

Thời gian chạy không là:

Quãng đường chạy không của đoàn tàu là:

Quãng đường hãm hữu hiệu của đoàn tàu là:

Sc = = 606,371 (m)Quãng đường hãm thực tế của đoàn tàu là:

3.3 Phân tích kết quả tính toán

Phương pháp tính toán xác định quãng đường hãm đã tính toán một cách chính xác quãng đường hãm của đoàn tàu trong từng tình huống vận hành cụ thể, đó là khi đi vào từng đoạn đường với độ dốc thay đổi từ -11o/oo đến 0o/oo và tốc độ đầu khi hãm của

đoàn tàu thay đổi từ 5 km/h đến 80 km/h

Từ kết quả tính toán ta thấy, quãng đường hãm thực tế của đoàn tàu trong các tình

huống vận hành đều nhỏ hơn quãng đường hãm cho phép được quy định trên đường sắt Việt Nam là 800m Vì vậy, đoàn tàu sẽ vận hành an toàn khi xuống dốc kể cả trong trường hợp dốc dài và cao -11o/oo

Thông qua kết quả tính toán xác định quãng đường hãm cho đoàn tàu hàng, từ đó có thể đi sâu hơn trong việc nghiên cứu nhằm đưa ra giải pháp cụ thể hoá các đoàn tàu hàng giúp tận dụng tối đa hiệu quả trong quá trình chuyên chở và khai thác hàng hoá cách tốt nhất Đảm bảo trong quá trình chuyên chở hàng hoá vận dụng một cách an toàn, rút ngắn thời gian di chuyển.

Do thời gian và trình độ bản thân có hạn nên đề tài của em còn nhiều hạn chế và thiếu xót, rất mong sự đóng góp của thầy cô và các bạn nhằm giúp cho đề tài của em thêm hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

CẢM ƠN THẦY CÔ VÀ CÁC

BẠN

ĐÃ LẮNG NGHE !

CẢM ƠN THẦY CÔ VÀ CÁC

BẠN

ĐÃ LẮNG NGHE !

CẢM ƠN THẦY CÔ VÀ CÁC

BẠN

ĐÃ LẮNG NGHE !