GIỚI THIỆU KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG HÃM TOA XE MẶT BẰNG VẬN CHUYỂN CONTAINER TẢI TRỌNG LỚN VẬN HÀNH TỐC ĐỘ CAO PGS.TS. VŨ DUY LỘC ThS. VŨ THỊ HOÀI THU Bộ môn Đầu máy - Toa xe Trường Đại học Giao thông Vận tải Tóm tắt: Bài báo giới thiệu quá trình và kết quả thí nghiệm hãm những toa xe mặt bằng vận chuyển container tải trọng lớn vận hành tốc độ cao. Summary: This report presents the process and output parameters of brake test of the a flat wagon carrying heavy containers at high operational speed. . I. ĐẶT VẤN ĐỀ Trong thời gian gần đây khả năng hợp lý hóa tổ chức vận chuyển loại hàng hóa container, cấu kiện lớn trên đoàn tầu vận hành tốc độ cao ngày càng phát triển chiếm tỷ lệ lớn hơn 20% theo kế hoạch vận chuyển hàng hóa. Với mục đích đảm bảo ổn định lực nén guốc hãm không phụ thuộc tải trọng tác dụng lên toa xe và giảm chi phí vận hành. Vì vậy cần phải nghiên cứu sử dụng thiết bị tự động điều chỉnh lực hãm theo tải trọng trên hệ thống hãm gió ép mỗi giá chuyển toa xe mặt bằng. CT 2 II. NỘI DUNG Toa xe mặt bằng vận chuyển containe trọng tải lớn trên mạng lưới đường sắt tiêu chuẩn với tốc độ đến 140km/h sử dụng giá chuyển hướng toa xe khách. Toa xe có tự nặng 24 tấn, khối lượng chuyên chở lớn nhất 48 tấn. Hệ thống hãm toa xe mặt bằng thí nghiệm có 2 xilanh hãm đường kính 14” (356mm), truyền lực riêng từ mỗi xilanh hãm đến hệ thống truyền động hãm giá chuyển, điều chỉnh hành trình pittong xilanh hãm kiểu SAB, tỷ số truyền động hãm giá chuyển đối với guốc hãm chất dẻo là 3,5. Hệ thống hãm sử dụng van phân phối loại N o 483M, thể tích thùng gió phụ 133 lít. Bước thứ nhất thử hãm toa xe mặt bằng theo chỉ tiêu kỹ thuật quy định của toa xe không có bộ phận tự đông điều chỉnh chế độ tải trọng hợp lý. Bước thứ hai thử hãm toa xe mặt bằng có thiết bị tự động điều chỉnh lực hãm theo chế độ tải trọng tác dụng lên toa xe loại N o 256A-1 (xem hình 1). Hình 1. Sơ đồ hệ thống hãm gió ép toa xe mặt bằng 1. Xilanh hãm; 2. Thiết bị điều chỉnh N o 256A-1; 3. Thùng gió phụ; 4. Van phân phối; 5.Ống hãm chính Độ nén của bộ phận lò xo trung ương tương đương với giá chuyển hướng tác dụng lên mặt tiếp xúc bộ phận tự động điều chỉnh chế độ tải trọng xe nặng, xe nhẹ tác dụng lên toa xe làm thay đổi tỷ số cánh tay đòn điều chỉnh áp suất gió ép nạp vào xilanh hãm phù hợp với tải trọng toa xe. Điểm tiếp xúc của bộ phận điều chỉnh tải trọng khi tiếp xúc trọng tâm hình học đặt trên mặt phẳng của khung giá, vuông góc với tim đường, trùng với trục dọc toa xe. Kết cấu điểm tựa cho phép điều chỉnh trục của thiết bị tự động điều chỉnh áp lực gió ép nạp vào xilanh hãm phù hợp với tải trọng tác dụng lên toa xe ở chế độ xe rỗng. Sau đó kiểm tra hoạt động của thiết bị trong quá trình làm việc. CT 2 Hình 2. Áp suất trong xilanh hãm phụ thuộc tải trọng tác dụng lên 1 trục toa xe Tải trọng trên một trục toa xe (tấn) MPa - Đường cong 1 - 2 là áp suất gió ép xilanh hãm lớn nhất và nhỏ nhất cho phép tác dụng lên trục xe phụ thuộc đường đặc tính loại thiết bị điều chỉnh. - Đường cong 3 - 4 là áp lực gió ép nạp vào xilanh hãm lớn nhất và nhỏ nhất phụ thuộc tải trọng tác dụng lên trục xe theo đường đặc tính ở chế độ đủ tải của thiết bị tự động điều chỉnh (thiết bị điều chỉnh đến 80% toàn bộ tải trọng tính toán). Tải trọng trên giá chuyển (tấn) δ P Hình 3. Hệ số lực nén guốc hãm phụ thuộc tải trọng tác dụng lên giá chuyển khi hãm bằng guốc hãm comporit có thiết bị điều chỉnh lực hãm loại N o 265A-1 - Đường cong 1, 2 phù hợp với giá trị tính toán δ P ở chế độ xe nhẹ. - Đường cong 3 - 4 phù hợp với giá trị tính toán δ P bằng 90% lực bám bánh xe và ray. Giá trị δ P phụ thuộc tải trọng tác dụng lên giá chuyển. Những kết quả thí nghiệm trên bệ thử cố định và thí nghiệm vận hành được thực hiện với tải trọng toa xe thay đổi (toa xe rông, xe nhẹ, xe đủ tải) dùng để vận chuyển container. Trước mỗi lần móc toa xe vào đoàn tầu thử nghiệm tiến hành đo độ nén của lò xo trung tâm, áp suất gió ép của xilanh hãm, chiều dài trục bộ phận điều chỉnh theo tải trọng (xem bảng 1). CT 2 Bảng 1. Kết quả thử nghiệm Kết quả thử nghiệm đối với giá chuyển 1- Hệ thống hãm giá chuyển không sử dụng thiết bị điều chỉnh 2- Hệ thống hãm giá chuyển có sử dụng thiết bị điều chỉnh Rỗng Nhẹ Đủ tải Các tham số 1 2 1 2 1 2 Trọng lượng container (tấn) 0 0 14,7 5 24,65 24,45 Tải trọng trên giá chuyển 0 0 13,20 5,45 24,6 24,5 Độ nhún lò xo TW (mm) 0 0 23 12 45 42 Trị số áp suất gió ép trong xilanh hãm (MPa) 0,145 0,145 0,32 0,22 0,32 0,32 Hành trình của bộ phận tự động điều chỉnh - 105 - 93 - 63 Từ bảng 1 ta thấy: khi tải trọng trên 1 trục bằng 6,6 tấn thì độ nén lò xo là 23mm bằng 55% tải trọng toa xe khi đủ tải. Trong quá trình kiểm tra, mỗi thí nghiệm thực hiện với khoảng tốc độ từ 80; 100; 120; 140 km/h. Kiểm tra tốc độ bắt đầu hãm, đường hãm, hành trình pittong xilanh hãm, áp suất gió ép nạp vào xilanh hãm, trạng thái bề mặt lăn bánh xe sau mỗi lần toa xe dừng. Khi kiểm tra kết quả thí nghiệm xác định hệ số nén guốc hãm δP ở chế độ tải trọng toa xe nhẹ từ (6 ÷ 16) tấn/ trục (giới thiệu trong bảng 1) vượt quá giá trị giới hạn theo hệ số bám bánh xe và ray (xem hình 3). Như vậy, khi toa xe vận hành có thể lết cặp trục bánh khi hãm thường, hãm khẩn. Trên cơ sở những kết quả tính toán và thí nghiệm nhận được, đưa ra kết luận: để loại trừ khả năng lết đối với toa xe mặt bằng chở container ở chế độ tải trọng nhẹ cần tăng dải điều chỉnh của thiết bị tự động điều chỉnh lực nén guốc hãm theo tải trọng đến 80% tải trọng đủ tải (tải trọng thiết kế), xem hình 2 đường cong 3 - 4. Khi đó giá trị hệ số δP sẽ phân bố ở vùng giới hạn những trị số cho phép: nhỏ nhất theo hệ số hãm và lớn nhất theo điều kiện lực bám bánh xe và ray (xem hình 4 đường cong 1 - 2). CT 2 Tải trọng trên giá chuyển (tấn) δ P Hình 4. Hệ số lực nén guốc hãm phụ thuộc tải trọng tác dụng lên giá chuyển khi sử dụng guốc hãm composit và thiết bị tự động điều chỉnh N o 265A-1. Một trong những biện pháp tăng dải điều chỉnh áp suất gió ép trong xilanh hãm phụ thuộc tải trọng khi sử dụng thiết bị điều chỉnh N o 265A-1 là xác định điểm tác dụng trung gian giữa hai gối của thiết bị tự động điều chỉnh. Điểm tác dụng giữa hai gối cần có tỷ số truyền là 1,67 khi tỷ lệ cánh tay đòn giữa hai gối và điểm tác dụng là 3:2. Trong bảng 2 giới thiệu kết quả thử những toa xe mặt bằng trong đoàn tầu thí nghiệm gồm 50 toa xe cùng loại. Chiều dài đường hãm phụ thuộc tốc độ ban đầu khi hãm, thời gian chuẩn bị hãm các toa xe trong đoàn tầu. Hệ số hãm đoàn tầu tính từ một loại toa xe mặt bằng sử dụng guốc hãm gang trong dải tốc độ từ 80 ÷ 140km/h. Toa xe Rống Nhẹ Đủ tải Hệ số hãm 0,88 ÷ 0,98 0,85 ÷ 0,86 0,8 ÷ 0,82 Hệ số hãm đoàn tầu những toa xe mặt bằng sử dụng guốc hãm composit có bộ phận điều chỉnh lực nén guốc hãm theo tải trọng khi áp suất gió ép trong xilanh hãm đạt giá trị lớn nhất cho phép, ổn định trong dải tải trọng thay đổi và lực hãm không vượt quá 90% giá trị lực bám bánh xe và ray. Chiều dài đường hãm nhỏ hơn khoảng cách giới hạn quy định vị trí an toàn. Bảng 2. Những kết quả thí nghiệm hãm đoàn tầu đường tiêu chuẩn Đường hãm (m) Áp suất gió ép xilanh hãm (MPa) Hành trình pittong (mm) Toàn bộ tải trọng toa xe (tấn) Tốc độ bắt đầu hãm (km/h) Đoàn tầu thí nghiệm Đoàn tầu tính toán Xilanh thứ nhất Xilanh thứ hai Xilanh thứ nhất Xilanh thứ hai 103 471 616 120 528 685 133 713 918 24 (12/12) 142 895 1092 0,14 0,15 45 45 104 440 585 119 633 860 129 729 903 43 (25/18) 138 947 1139 0,32 0,22 48 48 105 571 717 122 831 1000 130 948 1128 72 (36/36) 139 1188 1381 0,32 0,32 45 45 CT 2 III. KẾT LUẬN Toa xe mặt bằng vận chuyển hàng hóa loại container tải trọng lớn được trang bị hai thiết bị tự động điều chỉnh lực hãm theo tải trọng tác dụng lên toa xe, đảm bảo làm việc ổn định đạt hiệu suất hãm tốt khi đoàn tầu chuyển động đến tốc độ 140km/h. Tài liệu tham khảo 1. Khuất Tất Nhưỡng, Nguyễn Văn Chuyên, Vũ Duy Lộc, Kiều Duy Sức.Hãm đoàn tầu – Trường Đại học Giao thông Vận tải, Hà Nội 1996. 2. Kaнд. Теҳн.наук.Г.Б.НИКИТИН, Тормозная сисмема платформа гля перевозок крупнотон наҗныҳ контейнеров с максимальной. Скоростью двиҗения до 140км/ч. Вестник внииҗт, 5/2005♦ . THIỆU KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG HÃM TOA XE MẶT BẰNG VẬN CHUYỂN CONTAINER TẢI TRỌNG LỚN VẬN HÀNH TỐC ĐỘ CAO PGS.TS. VŨ DUY LỘC ThS. VŨ THỊ HOÀI THU Bộ môn Đầu máy - Toa xe Trường Đại. phí vận hành. Vì vậy cần phải nghiên cứu sử dụng thiết bị tự động điều chỉnh lực hãm theo tải trọng trên hệ thống hãm gió ép mỗi giá chuyển toa xe mặt bằng. CT 2 II. NỘI DUNG Toa xe mặt bằng. Trường Đại học Giao thông Vận tải Tóm tắt: Bài báo giới thiệu quá trình và kết quả thí nghiệm hãm những toa xe mặt bằng vận chuyển container tải trọng lớn vận hành tốc độ cao. Summary: This report