Phân tích nguyên nhân hư hỏng và biện pháp khắc phục của GCH 34B

Tài liệu tham khảo Phân tích nguyên nhân hư hỏng và biện pháp khắc phục của GCH 34B

Mục lục

Trang

Lời nói đầu ……… 3

Phần mở đầu ………s… 5

Chơng i : khái quát chung ……… 10

1.1 Giới thiệu một số giá chuyển hớng toa xe hàng sử dụng trên ĐSVN 10

1.2 Đánh giá u nhợc điểm của các loại giá chuyển hớng toa xe hàng đang sử dụng ở Việt Nam ……… 25

chơng ii : phân tích các nguyên nhân gây ra h hỏng của giá chuyển hớng 34B ……… 29

2.1 Kết cấu của giá chuyển hớng 34B ……… 29

2.2 Các h hỏng của giá chuyển hớng 34B ……… 36

2.2.1 Các h hỏng của toa xe ……… 36

2.2.2.Các h hỏng của giá chuyển 34B ……… 39

2.3 Phân tích các nguyên nhân gây ra h hỏng của GCH 34B ………… 41

2.3.1.Phân tích nguyên nhân mài mòn các chi tiết ……… 41

2.3.2 Phân tích nguyên nhân rỉ mòn các chi tiết ……… 49

2.3.3 Phân tích các nguyên nhân nứt gãy ……… 56

2.4 Kiểm nghiệm độ bền giá chuyển hớng 34B ……… 61

2.4.1 Thiết lập sơ đồ tính ……… 62

2.4.2 Các lực tác dụng ……… 64

2.4.3 Kiểm nghiệm độ bền bằng phơng pháp lực ……… 80

2.4.3.1 Bài toán lực vuông góc với mặt phẳng khung giá ……… 80

2.4.3.2 Bài toán lực nằm trong mặt phẳng khung giá ……… 89

2.4.3.3 Tổng hợp mômen tác dụng lên khung giá ……… 95

2.4.3.4 Xác định giá trị ứng suất tại các mặt cắt nguy hiểm ………… 102

2.4.4 Kiểm nghiệm độ bền giá chuyển bằng phần mềm sap 2000 … 104

Chơng iii : những biện pháp phòng ngừa và khắc phục h hỏng của giá chuyển hớng 34B ……… 111

3.1 Biện pháp phòng ngừa , hạn chế h hỏng ……… 111

3.1.1 Các biện pháp chống rỉ mòn các chi tiết của giá chuyển hớng … ….111

3.1.2 Biện pháp chống mài mòn các chi tiết của giá chuyển hớng … 112

3.1.3 Biện pháp để hạn chế nứt gẫy của các chi tiết của giá chuyển … 114

3.2 Các biệp pháp khắc phục và sửa chữa các h hỏng thờng gặp …… 115

3.2.1 Biện pháp khắc phục và sửa chữa khung giá chuyển ……… 115

3.2.2 Sữa chữa cong vênh…… ……… 116

3.2.3 Sửa chữa rỉ mòn……… 117

3.2.4 Sửa chữa mài mòn …… ……… 117

3.3.2 Sửa chữa cối chuyển ……… 118

tài liệu tham khảo ……… 121

Lời nói đầu

Bảo đảm an toàn chạy tàu, nâng cao hiệu quả kinh tế, tăng tốc độ đoàn tàu, giảm tải trọng bì toa xe là nhiệm vụ rất quan trọng và luôn luôn là vấn đề quan tâm của ngành giao thông vận tải nói chung, đờng sắt nói riêng

Ngành đờng sắt nớc ta trong những năm gần đây đã áp dụng những thành tựu khoa học kỹ thuật tiên tiến vào chế tạo nên đã có những bớc tiến nhất định trong chế tạo , sửa chữa và vận dụng Trong đó vận chuyển hàng hoá trên đờng sắt cũng đợc nâng cao lên một tầm mới kể cả về chất lợng và số lợng Tốc độ

đoàn tầu hàng đã đợc nâng cao hơn , số vụ chậm tầu do h hỏng , tai nạn … giảm

đáng kể , khối lợng và năng lực vận chuyển đều tăng

Khi tốc độ toa xe hàng ngày một cao, mật độ vận chuyển lớn thì các bộ phận chi tiết toa xe sẽ mau h hỏng Theo kết quả thống kê trên các tuyến đờng sắt Hà Nội - Thành Phố Hồ Chí Minh, Hà Nội - Lào Cai, Hà Nội - Hải Phòng cho thấy một trong những bộ phận hay hứ hỏng của toa xe là bộ phận giá chuyển h-ớng Trên đờng sắt việt nam hiện nay đang sử dụng loại giá chuyển hh-ớng toa

xe hàng 34B do công ty xe lửa gia lâm chế tạo từ những năm 2003 Loại giáchuyển này qua một thời gian vận dụng đã xuất hiện nhiều h hỏng và một số kếtcấu không hợp lý

Nhằnm mục đích tìm hiểu nguyên nhân từ đó nêu ra biện pháp khắc phụchiệu quả nhất những h hỏng của giá chuyển 34B Em đã đợc thầy kiều côngthành giao cho thực hiện đề tài : Phân tích nguyên nhân h“ Phân tích nguyên nhân h hỏng và biện pháp khắc phục của giá chuyển hớng 34B “

Đợc sự hớng dẫn tận tình của thầy Th.s Kiều Công Thành cùng sự giúp đỡ của các thầy cô trong bộ môn em đã hoàn thành đồ án của mình Em xin chân thành cảm ơn thầy Kiều Công Thành và các thầy cô trong bộ môn đầu máy

_toa xe đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Do nhận thức có hạn vàthời gian không nhiều nên đồ án của em cha thực sự hoàn thiện, còn nhiều thiếusót, rất mong đợc sự góp ý, chỉ bảo của thầy cô trong bộ môn cũng nh của bạn bètrong lớp để đồ án hoàn thiện hơn đợc áp dụng trong thực tế

Sinh viên thực hiện:

Ngô quốc tuấn

Phần mở đầu

1 sơ lợc về lịch sử phát triển đờng sắt việt nam

Cuối Thế kỷ 19 đầu thế kỷ 20, thực hiện âm mu đô hộ, khai thác thuộc địalâu dài ở Việt Nam, cùng với việc mở mang đồn điền, khai thác mỏ, thực dânPháp đặc biệt coi trọng xây dựng mạng lới giao thông

Tháng 11-1881 thực dân Pháp tiến hành xây dựng tuyến đờng sắt Sài Gòn –

Mỹ Tho dài 71 km và hoàn thành vào ngày 30/10/1882 nhng phải gần 3 năm saungày 20/7/1985, tuyến đờng mới đợc đa vào khai thác

ở phía Bắc tuyến đờng sắt Hà Nội – Lạng Sơn đợc xây dựng đầu tiên vàchia ra các giai đoạn:

+ Đoạn Phủ Lạng Thơng – Lạng Sơn đờng sắt khổ rộng 0.6 m khởi công từtháng 5/1890 và hoàn thành vào tháng 12/1894

+ Ngày 10/2/1896 Chính phủ Pháp cho nâng cấp thành đờng khổ rộng 1 m

và kéo dài đến Đồng Đăng ngày 8/4/1902

+ Đoạn Hà Nội – Gia Lâm đợc hoàn thành và đa vào khai thác cùng vớiviệc thông cầu Long Biên vào tháng 2/1902

+ Đoạn Yên Viên – Gia Lâm đợc đa vào sử dụng cùng với đoạn Hà Việt Trì vào ngày 10/3/1903

Nội-Tuyến Hà Nội – Hải Phòng đợc khởi công xây dựng từ năm 1901 và hoànthành đa vào khai thác toàn tuyến ngày 16/6/1902

Tuyến Hà Nội – Lào Cai cùng đợc khởi công từ năm 1901 - 10/3/1903 hoànthành và đa vào khai thác đoạn Hà Nội-Việt Trì Ngày 1/7/1904 khai thác đoạnViệt Trì - Yên Bái

Ngày 1/2/1906 hoàn thành và khai thác đoạn cuối từ Yên Bái – Lào Cai sau

đó nối tiếp sang Vân Nam Trung Quốc

Tuyến đờng Hà Nội – Sài Gòn đợc khởi công từ năm 1900 tại Hà Nội đến17/3/1905 xây dựng và đa vào khai thác đoạn Hà Nội – Bến Thuỷ (Vinh –

Nghệ An) Cùng trong thời gian đó tại miền Trung xây dựng đoạn Đông Hà

-Đà Nẵng(1902 – 1908) Tại miền Nam xây dựng đoạn Nha Trang – Sài Gòn(1901 – 1913) Sau đại chiến Thế giới lần thứ nhất xây dựng tiếp đoạn Vinh -

Đông Hà (1922 – 1927), Đà Nẵng – Nha Trang (1931 – 1936) Điểm nối raycuối cùng của toàn tuyến xuyên Việt từ biên giới Trung Quốc đến Sài Gòn diễn

ra tại km 1221 khu trung gian Hảo Sơn - Đại Lãnh vào ngày 2/10/1936

-Trong thời gian này một số nhánh cũng đợc xây dựng

+Nhánh Tháp Chàm – Krongpha - Đà Lạt dài 84 km trong đó Tháp Chàm– Tân Mỹ dài 21 km – khai thác (1913)

Tân Mỹ – Krongpha dài 20 km – khai thác 1919

Còn lại đoạn Krongpha - Đà Lạt dài 43 km xây dựng xong vào 12/1932, thời

điểm này là khai trơng toàn tuyến Tháp Chàm – Krongpha - Đà Lạt Đặc điểmcủa tuyến đờng này là có nhiều dốc cao qua nhiều hầm nên phải đặt thêm đờngray có răng ca và dùng đầu máy đặc chủng để kéo tầu

- 9/1933 làm xong nhánh Tân ấp – xóm Cục – Ban naphào với chiều dài

- Tuyến Hà Nội - Mục Nam Quan – tổ chức chạy tầu sang Bằng Tờng(Trung Quốc), khánh thành tuyến liên vận quốc tế Hà Nội - Bắc Kinh - Matxcơva– Béclin vào năm 1955

-1956 – khôi phục xong và tổ chức chạy tầu tuyến Hà Nội – Lào CaiNgoài ra ngành Đờng Sắt đã xâydựng, mở rộng thêm một số tuyến đơngsắt mới

-Tuyến Đông Anh – Thái Nguyên dài 75 km – khánh thành vào ngày30/8/1960

-Làm đờng nhánh Làng Giàng – Ponhán dài 4 km

+Cầu Giát – Nghĩa Dàn dài 32.5 km Xây dựng các tuyến đờng mới theotiêu chuẩn khổ đờng quốc tế 1.435 m

Kép - Lu Xá dài 54.7 km ; Kép Uông Bí dài 110 km

-Tuyến đờng lồng 1.435 m từ Yên Viên đến Đồng Đăng dài 156 km YênViên – Lu Xá dài 78.5 km

- Năm 1985 – khánh thành cầu Thăng Long dài 5.503 m Nhịp cầu chínhbằng thép dài 1.680m hai tầng, tầng dới dùng cho tầu hoả tuyến đờng vành đaiphía Tây Thủ đô dài 40 km

Hiện này ĐSVN có tổng chiều dài chính tuyến là 2523 km

Trong đó có 136 km đờng tiêu chuẩn 1435 mm và 256 km đờng lồng còn lại là ờng khổ hẹp 1000 mm

đ-1 Tuyến Hà Nội – Lào Cai dài 297 km khổ đờng 1000 mm

2 Tuyến Hà Nội – Hải Phòng dài 105 km khổ đờng 1000 mm

3 Tuyến Hà Nội – Thái Nguyên dài 88 Km ,đờng lồng 1000x1435 mm

4 Tuyến Hà Nội – Lạng Sơn : 167 km đờng lồng 1000 x 1435 mm

5 Tuyến Yên Viên- Kép – Bãi Cháy : 136 km, khổ đờng 1000 mm

6 Tuyến Hà Nội- Thành phố Hồ Chí Minh dài :1730 km khổ đờng 1000 mmTrên toàn tuyến ĐSVN hiện nay có 238 ga và trạm

Đờng Sắt Việt Nam là thành viên của hiệp hội Đờng Sắt ASEAN, đang thamgia dự án Đờng Sắt Xuyên á Tuyến đờng sắt này nối với Đờng Sắt Campuchiatại ga biên giới của tỉnh Tây Ninh ( Việt Nam ), nối với Đờng Sắt Trung Quốc tại

ga Lào Cai ( Việt Nam ), một nhánh khác đợc nối với Lào tại ga biên giới MụGiạ ( Việt Nam )

Hiện nay Đờng Sắt Việt Nam đang có hai tuyến nối với Đờng Sắt TrungQuốc, tuyến phía tây của Đờng Sắt Việt Nam nối với tuyến Côn Minh của ĐờngSắt Trung Quốc tại ga Lào Cai, tuyến phía bắc của Đờng Sắt Việt Nam nối vớituyến Bắc Kinh của Đờng Sắt Trung Quốc tại ga Đồng Đăng ( Việt Nam ) Vậnchuyển hàng hoá giữa Đờng Sắt Việt Nam và Đờng Sắt Trung Quốc đã đạt trên600.000 Tấn/năm, đã duy trì đợc chạy tàu liên vận giữa hai nớc, đặc biệt là mởtuyến mới vận chuyển khách du lịch từ Quế Lâm ( Trung Quốc ) đến Hạ Long( Việt Nam )

Ngành Đờng Sắt Việt Nam đang từng bớc hiện đại và nhanh chóng hội nhậpvới Đờng Sắt khu vực, là thành viên của khối đờng sắt OSZD và đảm nhiệm vai

trò thờng trực đờng sắt các nớc ASEAN, Đờng Sắt Việt Nam luôn coi trọng vaitrò vị trí này, coi đây là một môi trờng tốt để hợp tác toàn diện.

Đờng Sắt Việt Nam thờng xuyên nghiên cứu công nghệ mới và áp dụng sángtạo phù hợp với điều kiện Đờng Sắt Việt Nam, tránh lãng phí, đảm bảo tính đồng

bộ, an toàn và phát huy hiệu quả ở mức cao nhất

Hiện nay ngành Đờng Sắt Việt Nam đã và đang triển khai nhiều dự án đầu tkhoa học công nghệ mới từ các nớc phát triển, đặc biệt là dự án Đờng Sắt Xuyên

á đã đợc Chính Phủ phê duyệt đang từng bớc triển khai, đây cũng là một trongnhững điều kiện quan trọng giúp ngành Đờng Sắt Việt Nam mở rộng hội nhậpquốc tế

Hội nhập kinh tế quốc tế là tham gia vào cuộc chơi chung của thế giới, tuânthủ và thực hiện luật chơi chung này Đặc biệt là qui định của tổ chức thơng mạithế giới ( WTO ) và ASEAN

Đờng Sắt Việt Nam là một ngành dịch vụ vận tải có tầm quan trọng trongviệc phát triển kinh tế xã hội và hội nhập kinh tế của Việt Nam Tham gia vào hộinhập kinh tế quốc tế, vận tải đờng sắt trở thành thơng mại dịch vụ đờng sắt Đã làthơng mại dịch vụ thì vận tải đờng sắt phải có tính cạnh tranh cao và tham giavào quá trình tự do thơng mại dịch vụ theo yêu cầu của WTO

Tự do hoá thơng mại dịch vụ đòi hỏi ngành Đờng Sắt Việt Nam phải có lộtrình mở cửa thị trờng và dành u đãi quốc gia cho các nhà cung cấp dịch vụ đờngsắt nớc ngoài bên cạnh đãi ngộ tối huệ quốc tế

WTO cũng nh ASEAN đòi hỏi các nớc thành viên phải tiến hành từng bớc tự

do hoá các dịch vụ đờng sắt sau đây:

 Vận chuyển hành khách

 Vận chuyển hàng hoá

 Dịch vụ kéo đẩy tàu

 Duy tu và sửa chữa các phơng tiện vận tải đờng sắt

 Các dịch vụ hỗ trợ nh xếp dỡ hàng hoá, lu kho

 Cung cấp dịch vụ qua biên giới ( Ví dụ: Tàu hoả Việt Nam chở hang sangCampuchia)

 Tiêu dùng dịch vụ ở nớc ngoài ( Ví dụ: Khách du lịch Việt Nam sangCampuchia tham quan, tức là sử dụng dịch vụ của nớc thành viên )

 Hiện diện thơng mại: Thành lập các công ty cung cấp dịch vụ tại nớc thànhviên ( Ví dụ: Công ty liên doanh với Đờng Sắt Việt Nam thành lập công ty

Đờng Sắt vận tải container tại Việt Nam )

 Di chuyển thể nhân ( Ví dụ: Ngời Malaysia sang Việt Nam làm cho công tyliên doanh hoặc làm việc cho Đờng Sắt Việt Nam )

Những yêu cầu về tự do hoá dịch vụ vận tải đờng sắt trong tiến trình hội nhập

là những thách thức đối với ngành Đờng Sắt Việt Nam Chúng ta có thuận lợi là

đã nhiều năm hợp tác đờng sắt liên vận với tổ chức hợp tác đờng sắt OSZD vàmột số năm tham gia hợp tác đờng sắt với ASEAN

Hiện nay các nớc ASEAN đang tích cực triển khai dự án phát triển tuyến đờngsắt Singapore – Côn Minh, trong đó có hơn 2000 Km chạy qua Việt Nam Đâyvừa là cơ hội vừa là thách thức đối với Đờng Sắt Việt Nam trong tiến trình hộinhập

Chơng I : kháI quát chung

Do lịch sử để lại hiện nay đờng sắt Việt Nam có sử dụng nhiều giá chuyềnhớng có kết cấu ,tính năng động lực khác nhau do nhập từ nhiều nớc nh : Mỹ , ấn

Độ , Bỉ , Rumani , Nhật , Trung Quốc … tuỳ thuộc điều kiện kỹ thuật , kinh tế xãhội , địa hình và sự phát triển của mỗi nớc mà quan điểm lựa chọn kết cấu khácnhau Do vậy mỗi loại giá chuyển hớng có u nhợc điểm , cách sửa chữa khácnhau Các loại giá chuyển hớng toa xe hàng đang đợc vận dụng ở nớc ta : GCHtoa xe hàng QC , Mi Sơn , GCH toa xe hàng của ấn độ, Rumani, Mỹ , và giáchuyển hớng toa xe hàng do nhà máy xe lửa Gia Lâm sản xuất : GCH toa xehàng GL- GCH – 02 , GCH 34B

XeCD

XeMVT

8 GCH kiÓu

34B

(TQ)

1

0

C¸c lo¹i

kh¸c

1

129 6

1.1.1 GCH toa xe hµng QC do Trung Quèc s¶n xuÊt

1 KÕt cÊu cña GCH toa xe hµng QC do Trung Quèc s¶n xuÊt

CÊu t¹o : 1: B¸nh xe

2: M¸ gi¸

3: BÇu dÇu

4 : Guèc h·m

5: Lß xo trung ¬ng

6: Xµ nhón



8

2

1600

2 Các thông số kĩ thuật của GCH toa xe hàng QC

Đây là GCH toa xe hàng thép đúc liền ,có độ bền tơng đối cao ,sử dụng bầu

ổ trợt, loại giá chuyển này có tính năng động lực không tốt do độ nhún tĩnh nhỏ Các thông số kĩ thuật gồm:

+Khoảng cách trục trong một GCH : 1600 (mm)

+Tải trọng trục : 14 ( T/ trục )

+Tổng độ nhún tĩnh trong một giá chuyển : 23 (mm)

+Tổng độ cứng lò xo trong một giá chuyển : 0.003ữ 0.004 (m/MN)

+ Bội suất hãm giá chuyển : 6

+Má giá thép đúc , cối chuyển dới đúc liền xà nhún , giảm chấn ma sát ,

xà nhún xà hãm đúc liền , kiểu trợt , một hệ lò xo trung ơng

+ Đang sử dụng trên toa xe : G

6 5

4 3 2

1



780

1700

Cấu tạo :

1: Bánh xe 6: Bầu dầu

2: Má giá 7: Cối chyển dới

3: Xà nhún giảm chấn ma sát 8: Bàn trợt dới

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

+Tải trọng trục : 13.5 (T/ trục)

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

+Tổng độ cứng lò xo trong một giá chuyển : 0.005 ữ 0.3 (m/MN)

+Giá chuyển giá chuyển hớng có tính năng động lực tốt ,độ ổn định ,độ

an toàn cao ,ít hỏng hóc

+Má giá thép đúc , cối chuyển dới đúc liền xà nhún , giảm chấn ma sát xànhún, xà hãm đúc liền , kiểu trợt , một hệ lò xo trung ơng.

Qua nhiều năm vận dụng thì GCH Ân Độ đợc đánh giá là vận dụng và sữachữa dễ dàng Loại GCH này đang đợc ngành đờng sắt nghiên cứu thiết kế đểthay thế cho các loại GCH hiện tại đã quá lỗi thời và độ bền kém

1.1.3 GCH toa xe hàng 34B do Công ty Xe lửa Gia Lâm sản xuất

1495 1675 1086

+Tải trọng trục : 14 (T/ trục).

+Tổng độ nhún tĩnh trong một giá chuyển : 45ữ50(mm)

+Tổng độ cứng lò xo trong một giá chuyển : 0.005ữ 0.3 (m/MN)

+Giảm chấn ma sát ở bầu dầu

+Chiều cao cối chuyển tính từ mặt ray : 685 (mm) (ở trạng thái tự do )+Chiều cao bàn trợt tính từ mặt ray : 785 (mm) (ở trạng thái tự do )+Độ cứng hệ lò xo một giá chuyển : 799.5 kG/ mm

+Bội suất hãm : 6

+Vật liệu : Thép đúc theo AAR-B

Thép hàn theo theo TSG-3160_SM490A

Thép lò xo : 55Si2

1.1.4 GCH toa xe hµng kiÓu GL-GCH02 do c«ng ty Xe Löa Gia L©m s¶n xuÊt

1 KÕt cÊu GCH toa xe hµng kiÓu GL-GCH02

CÊu t¹o :

1: B¸nh xe 6: §Õ guèc h·m

2: M¸ gi¸ 7: BÇu dÇu æ bi

3: C¸ h·m , guèc h·m 8: Cèi chuyÓn díi

1495 9

4 1650

+Tải trọng trục : 13.5 (T/ trục).

+Tổng độ nhún tĩnh trong một giá chuyển : 45ữ50(mm)

+Tổng độ cứng lò xo trong một giá chuyển : 0.005ữ 0.3 m/MN

+Giảm chấn thuỷ lực

+Khoảng cách tâm 2 cổ trục :1495 (mm)

+Chiều cao từ mặt ray lên mặt cối chuyển là : 687(mm)

1.1.5 GCH toa xe hàng Mỹ ( Ride control)

Đây cũng là loại giá chuyển toa xe hàng thép đúc ,tính năng động lực

tốt,đ-ợc nhập vào ta từ rất lâu ,loại này có kết cấu không gọn , dễ hỏng trong quá trìnhvận dụng ,số lợng giá chuyển loại này ở nớc ta hiện chỉ có khoảng 237 chiếc Các thông số kĩ thuật gồm có :

+Khoảng cách trục trong một GCH : 1676 (mm)

+Tải trọng trục : 13.5 (T/ trục)

+Tổng độ nhún tĩnh trong một giá chuyển : 45ữ50(mm)

+Trọng lợng một giá chuyển : 3 T

+Bội suất hãm trong một giá chuyển : 6

+Má giá thép đúc , cối chuyển dới đúc liền xà nhún , giảm chấn ma sát xànhún xà hãm đúc liền , kiểu trợt , một hệ lò xo trung ơng

+ Đang sử dụng trên các loại xe :

G 121 ,2310 ,2311

- Lò xo trong : Φ 16 ì Φ 81 ì 230 (mm), gồm 2 lò xo ởmột đầu xà nhún

+Tải trọng trục : 13.5 (T/ trục)

+Tổng độ nhún tĩnh trong một giá chuyển : 40 ữ 45 (mm)

+Trọng lợng một giá chuyển : 3 T

+Bội suất hãm trong một giá chuyển : 6

+Má giá thép đúc , cối chuyển dới đúc liền xà nhún , giảm chấn ma sát xànhún, xà hãm đúc liền , kiểu trợt , một hệ lò xo trung ơng

+ Đang sử dụng trên các loại xe :

+Tải trọng trục : 13.5 (T/ trục).

+Tổng độ nhún tĩnh trong một giá chuyển : 40 ữ 45(mm)

+Trọng lợng một giá chuyển : 3 T

+Bội suất hãm trong một giá chuyển : 6

+Má giá thép đúc , cối chuyển dới đúc liền xà nhún , giảm chấn ma sát xànhún ,xà hãm đúc liền , kiểu trợt , một hệ lò xo trung ơng



780

78

0

+ Đang sử dụng trên các loại xe :

+ Khoảng cách hai tâm cổ trục : 1956 (mm)

+ Hộp trục : kết cấu bầu dầu ổ bi kim : mỗi đầu lắp 2 vòng bi 290126, cóhộp bao ngoài

đ-+Tải trọng trục : 13.5 (T/ trục)

+Tổng độ nhún tĩnh trong một giá chuyển : 40 ữ 45(mm)

+Trọng lợng một giá chuyển : 3 T

+ Bội suất hãm trong một giá chuyển : 6

+Má giá thép đúc , cối chuyển dới đúc liền xà nhún , giảm chấn ma sát xànhún xà hãm đúc liền , kiểu trợt , một hệ lò xo trung ơng

+ Đang sử dụng trên các loại xe :

Đây cũng là loại giá chuyển toa xe hàng thép đúc ,có độ bền tơng đối cao ,loai giá chuyển này đợc nhập nớc ta từ những năm 89 ,hiện nay có số lợngkhoảng 200 chiếc , xác xuất h hỏng khá lớn , giá thành nhập khẩu đắt

+ Khoảng cách hai tâm cổ trục : 1524 (mm)

+ Hộp trục : kết cấu bầu dầu ổ bi kim : mỗi đầu lắp 2 vòng bi 290126, cóhộp bao ngoài

+Bội suất hãm giá chuyển :6

+Tải trọng trục : 13.5 (T/ trục)

+Tổng độ nhún tĩnh trong một giá chuyển : 40 ữ 45(mm)

Và một số toa xe G,H,Mc đóng mới trong nớc

1.1.10 GCH toa xe hàng Meishan ( Trung Quốc)

Đây cũng là loại giá chuyển toa xe hàng thép đúc ,có độ bền cao ,tính năng

động lực tốt ,lắp đệm trung gian theo thiết kế riêng ,loại giá chuyển này mới đợcnhập vào nớc ta với số lợng 122 chiếc

Các thông số kĩ thuật gồm có :

+ Khổ đờng : 1000(mm)

+Khoảng cách trục trong một GCH : 1600 (mm)

+Bánh xe thép đúc cán liền : Φ 780 (mm)

+ Khoảng cách tâm hai bàn trợt : 1000 (mm)

+ Khoảng cách hai tâm cổ trục : 1495 (mm)

+ Hộp trục : kết cấu bầu dầu ổ bi kim : 5’’ x 9 ’’ , không có hộp baongoài , dùng adapter riêng

+Hệ lò xo trung ơng gồm hai tổ lò xo :

-Lò xo ngoài : Φ 27 ì Φ 152 ì 220 (mm) , gồm 4 lò xo ở một

đầu xà nhún (loại ép trục khổ đờng 1000mm)

- Lò xo trong : Φ 16 ì Φ 88 ì 220 (mm), gồm 4 lò xo ở một đầu

xà nhún (loại ép trục khổ đờng 1000mm)

+Tải trọng trục : 14 (T/ trục)

+Tổng độ nhún tĩnh trong một giá chuyển : 40 ữ 45(mm)

+Trọng lợng một giá chuyển : 3.2 T

+ Đang sử dụng trên các loại xe :

G từ 131201 đến 1311702

Và một số toa xe H,N

1.2 Đánh giá u nh ợc điểm của 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 nó cũng có những u nhợc điểm rất khác nhau trong quá trình vận dụngcũng nh trong quá trình sữa chữa Việc đánh giá u nhợc điểm này sẽ giúp chongời thiết kế có thể hoàn thiện kết cấu toàn diện hơn ,đồng thời khắc phục đợcnhững nhợc điểm còn tồn tại

Xét về công nghệ chế tạo ,trên ĐSVN hiện nay đang sử dụng đồng thời hailoại GCH má giá thép đúc và GCH thép hàn Tuyệt đại GCH thép đúc đợc chế tạo

ở nớc ngoài GCH chế tạo trong nớc trớc đây sử dụng công ngệ hàn tán ( GCHkiểu RNC_CIY ) ,GCH thép hàn mới đợc chế tạo tại Việt Nam trong những nămgần đây là GCH xe hàng đề tài 34B (ổ trợt số lợng rất ít ) và giá chuyển kiểu 34B

đợc sử dụng cho các toa xe hàng đóng mới năm 2003

Cho đến nay , Công ty VIRASIMEX mới tiến hành chế tạo thử nghiệm GCHmá thép đúc tại Việt Nam

Xét về số lợng và thời gian ,GCH má thép đúc đã đợc sử dụng từ năm 1963với GCH Rumani ổ trợt ,tiếp theo là GCH QC (TQ) ,GCH xe hàng và GCH ổ bi

có nguồn gốc từ Mỹ, Nhật, Bỉ, Rumani, Hiện tại, loại GCH này đang chiếmphần lớn số lợng GCH xe hàng đang sử dụng trên ĐSVN

Về cấu tạo, các GCH má giá thép đúc đều đợc lắp ghép từ má giá, xà nhún vớimột hệ lò xo TƯ Trong vận dụng, GCH má giá thép đúc có u điểm là có sức bền

và độ an toàn trong vận dụng cao, bảo dỡng và sửa chữa đơn giản Các GCH mágiá thép đúc, hộp trục ổ bi phần lớn đợc trang bị giảm chấn nêm ma sát xà nhúnnên hoạt động ổn định, ít h hỏng Loại GCH có cấu tạo xà mang guốc hãm kiểutrợt có kết cấu gọn, trọng lợng hợp lý, vận dụng chắc chắn, an toàn hơn kiểu treo.Các loại GCH má giá thép đúc sử dụng ổ trợt có nhiều nhợc điểm nên hiện nay

đang đợc thay thế dần Khi toa xe gặp sự cố, từng bộ phận có sức bền lớn, GCHmá giá thép đúc thờng ít bị cong vênh, thuận lợi hơn cho công việc cứu chữa.Gần đây, ngành đã cho nhập và sử dụng loại GCH Mi Sơn (TQ), có kết cấu t-

ơng tự nh GCH xe hàng ấn Độ: lắp giảm chấn ma sát xà nhún, hệ thống lò xotrung ơng đợc tính lại theo hớng tăng đờng kính dây lò xo, tăng độ nhún, trụcbánh lắp vòng bi 5 "X9", đờng kính bánh xe 780mm mang trợt hộp trục gần

nh giữ nguyên, lắp đệm trung gian theo thiết kế riêng Bớc đầu, loại GCH này

đ-ợc đánh giá có một số u điểm vận dụng, tuy vậy vẫn cần có thêm thời gian kiểmnghiệm trong vận dụng và sửa chữa

GCH thép hàn kiểu 34B đợc cải tiến từ GCH xe hàng đề tài 34B ổ trợt với một

số điểm mới:

+ Thay ổ trợt bằng ổ bi

+ Lắp giảm chấn ma sát hộp trục

Loại GCH này có một hệ lò xo hộp trục tơng tự GCH xe hàng Y25C đang sửdụng phổ biến trên đờng sắt các nớc EU Sau một thời gian ngắn vận dụng loạiGCH này đã bộc lộ một số nhợc điểm cả về thiết kế và chế tạo:

+ Xà mang guốc hãm kiểu treo, hệ thống mang trợt hộp trục kết hợp giảmchất ma sát nhiều chi tiết, cấu tạo phức tạp làm cho việc thực hiện tác nghiệpkhám chữa dọc đờng gặp khó khăn

+ Độ cứng vững của khung giá thấp, thờng cong vênh khi toa xe bị tai nạn;

xà đầu yếu, các mối hàn ghép xà đầu và xà dọc giá chuyển bố trí ch a hợp lý gây

ra nứt khi vận dụng Hơn nữa, vật liệu chế tạo mang trợt, hộp trục cha đảm bảonên khi vận dụng bị mài mòn nhanh

+ Chất lợng các phụ tùng chế tạo trong nớc cha cao, thờng gây ra các sự cố

nh gãy lò xo, nứt vỡ cối chuyển hớng, gẫy tai treo biên trên hộp lò xo và trênmang trợt

Giá chuyển hớng thép hàn còn có thiết kế GL-GCH 02 của Công ty Xe lửaGia Lâm: má giá thép hàn; liên kết má giá và xà nhún bằng mang trợt một phía,

có xà liên kết; hệ thống lò xo trung ơng lắp giảm chấn thuỷ lực TV-68X48/110(kiểu lắp trên GCH xe khách ấn Độ); liên kết trục bánh - má giá thông qua đệmtrung gian tơng tự loại GCH má giá thép đúc, hộp trục ổ bi không hộp bao ngoài.Loại GCH này đã kết hợp đợc u điểm của hai loại trên: công nghệ chế tạo phùhợp với trình độ và trang bị của các nhà máy trong nớc; kết cấu gọn, vững chắc.Tuy nhiên, kết cấu xà mang guốc hãm kiểu treo làm giảm độ an toàn so với kiểutrợt và sử dụng giảm chấn thuỷ lực sẽ làm tăng thời gian tác nghiệp khi thay lò

xo, tăng chi phí bảo dỡng, sửa chữa Loại GCH này đang chạy thử nghiệm trên

ĐSVN từ tháng 11/2003 đến nay cha có phản hồi gì về chất lợng nhng vẫn cần cóthời gian để kiểm nghiệm thêm và hoàn chỉnh thiết kế

Về tính năng động lực, theo lý thuyết so với GCH má giá thép đúc, GCHkhung giá thép hàn 1 hệ lò xo hộp trục có u điểm nổi bật là giảm đợc trọng lợngdới lò xo, giảm chấn ma sát hộp trục làm giảm biên độ dao động đứng và ngang,

đợc quan tâm sử dụng cho các đoàn tầu hàng chạy với tốc độ >120km/h

1.2.1 GCH toa xe hàng QC do Trung Quốc chế tạo

1 Ưu điểm

+Vận dụng ổn định do có độ bền cao

+Kết cấu đơn giản

2 Nhợc điểm

+Bầu dầu ổ trợt nên tốc độ không cao ,quá trình bão dỡng khó khăn (phảixây dựng trạm bão dỡng dọc đờng).

+Sức cản khởi động lớn

+Khi chạy với tốc độ cao dễ xảy ra cháy hộp bầu dầu

+Kết cấu xà nhún cồng kềnh

+Giảm chấn ma sát thẳng đứng nên chỉ có tác dụng dập tắt dao động thẳng

đứng không dập tắt dao động ngang ,do đó xà nhún chịu va đập của lực ngang

+Là kết cấu đúc nên đòi hỏi công nghệ cao ,vốn đầu t lớn

1.2.2 GCH toa xe hàng do Ân Độ sản xuất đợc sử dụng ở Việt Nam

Đây là loại giá chuyển đợc sử dụng phổ biến ở Việt Nam ,có u điểm nổi bật

so với các GCH toa xe hàng khác ,nhng giá thành nhập khẩu rất cao

+ Đòi hỏi công nghệ cao ,quá trình chế tạo khó khăn

+ Vốn đầu t lớn ,yêu cầu sản xuất hàng loạt

1.2.3 GCH toa xe hàng do Rumani sản xuất đợc sử dụng ở Việt Nam

1.Ưu điểm

Do kết cấu giống với kết cấu GCH toa xe hàng Ân Độ nên cũng có những u

điểm giống GCH toa xe hàng Ân Độ

2 Nhợc điểm

+Gảm chấn thuỷ lực chỉ có tác dụng dập tắt dao động thẳng đứng , không

có tác dụng dập tắt dao động nằm ngang

1.2.4 GCH toa xe hàng 34B do Công ty Xe Lửa Gia Lâm sản xuất

+Trong qúa trình vận dụng ,do xà nhún liên kết cứng với xà dọc cạnh nênkhi lực động lớn xuất hiện thì xà nhún chiu lực rất lớn nên với kết cấu hàn thì dễ

bị cong vênh , rạn nứt vết hàn sau một thời gian vận dụng , xà đầu yếu

+Giảm chấn ma sát là giảm chấn ma sát đứng nên chỉ có thể dập tắt đợcdao động thẳng đứng chứ không có tác dụng dập tắt dao động nằm ngang

Chơng II :phân tích các nguyên nhân gây ra h hỏng của

giá chuyển hớng 34B

Giá chuyến 34B là loại giá chuyển toa xe hàng thép hàn có kết cấu dạngkhung , là loại giá chuyển có kết cấu đơn giản , dễ chế tạo và sửa chữa , là loạigiá chuyển mà xà nhún đợc hàn trực tiếp vào xà dọc cạnh Giá chuyển 34B baogồm các bộ phận : khung giá , trục bánh , bầu dầu , hệ thống lò xo tròn , giảmchấn ma sát , hệ thống giằng hãm

Kết cấu tổng thể giá chuyển

đờng sắt

2.1.1 Khung giá chuyển

Khung giá chuyển 34B có dạng khung chữ H kiểu giá chuyển toa xe kháchbao gồm: hai xà dọc cạnh , xà ngang, hai xà đầu Xà ngang đợc hàn trực tiếp vàohai xà dọc cạnh , điều này làm cho giá chuyển 34B thuận tiện trong quá trìnhgiải thể và kiểm tra sửa chữa sau này, nhng nó làm cho tính năng động lực củagiá chuyển xấu đi

2760 2480

1650 ( tâm hai trục bánh xe)

Hình 2.2 _ Khung giá chuyển 34B

R64

R25

2 lỗ ỉ 44.5 120

80

380

650 2250 2480

Hình 2.4 _Xà ngang giá chuyển

Có kết cấu dạng hộp đợc tạo thành từ hai tấm đứng có chiều dầy 16 mm vàhai tấm mã trên và dới có chiều dầy 14 mm, trên xà có khoan các lỗ để bắt bulông với cối chuyển ,bên trong có tấm tăng cứng

2.1.1.3 Xà đầu

140

60

Hình 2.5_ Xà đầu giá chuyển 34B

Xà đầu có tiết diện hình chữ I , đợc tạo thành bỏi thép tấm với tấm đứng cóchiều dầy 12 mm , hai tấm mã trên và dới có chiều dầy 8 mm Xà đầu đợc hàntrực tiếp vào hai xà dọc cạnh của giá chuyển tạo thành dạng khung của giáchuyển

2.1.2 Hệ thống bàn tr ợt

65 12

R5

R5 12

114

70 12 160

12 70

65

R10

R3

80 30

150 100

Hình 2.6_ Hộp bàn trợt và bàn trợt

Hệ thống bàn trợt trên giá chuyển 34B là loại bàn trợt không chịu lực, là loạibàn trợt kiểu ma sát , hộp bàn trợt đợc hàn trực tiếp lên giá kê bàn trợt , bàn trợtbằng thép đúc có độ chống mài mòn cao đợc đặt trong hộp bàn trợt

2.1.4 Hệ thống giảm chấn

Hệ thống giảm chấn bao gồm : hộp lo xo , biên treo và con trợt Hộp lò xo

đợc chế tạo bằng thép đúc AAR- B , con trợt và biên chế tạo từ thép 45

262 180

4 135

46

15 77

60 12 100

10 44

R15

R50 177

85

21

50

115 207

55 12 275

170

Hình 2.9_Con trợt

Hình 2.8_Hộp lo xo

Khi có tải trọng đè lên hộp lo xo dới lực đẩy của lo xo sẽ đẩy con trợt tỳ vàohộp dầu tạo lực ma sát với hộp dầu từ đó làm giảm dao động của khung giá

70 55

ỉ81.5 ỉ65.5

2.2.1 Các h hỏng của toa xe

Để đảm bảo an toàn chạy tàu với tốc độ cao trên đờng sắt thì việc nghiêncứu các h hỏng chi tiết toa xe, nguyên nhân phát sinh và ảnh hởng của chúng tớicác chỉ tiêu chất lợng vận hành là rất quan trọng và có ý nghĩa quyết định Trong

đó, giá chuyển hớng, hệ thống hãm là các bộ phận đặc biệt quan trọng, có ảnh ởng nhiều nhất đến an toàn chạy tàu

h-Khi nghiên cứu quá trình h hỏng của các chi tiết toa xe có thể chia các dạng

h hỏng của các chi tiết toa xe thành các loại sau:

2.2.1.1 Mài mòn

Mài mòn là sự thay đổi kích thớc do ma sát gây ra trong quá trình làm việccủa hai vật tiếp xúc có vận động tơng đối với nhau Đây là hiện tợng h hỏngkhông thể tránh khỏi của các bề mặt tiếp xúc khi hai chi tiết có sự vận động tơng

đối với nhau

Trong điều kiện bảo đảm các yêu cầu về bôi trơn, tải trọng, tốc độ dịchchuyển tơng đối và các yêu cầu khác của mối ghép thì xảy ra quá trình mài mònbình thờng, tại đó hệ số ma sát thờng là nhỏ và ổn định nhất, mài mòn xảy ratheo một quy luật nhất định có thể xác định đợc

Khi chế độ làm việc bị phá huỷ hoặc không đúng yêu cầu thì xảy ra quátrình mài mòn không bình thờng nh mòn lệch , mòn nhanh

H hỏng mài mòn các chi tiết toa xe bao gồm rất nhiều dạng và rất nhiều chitiết: gờ và mặt lăn bánh xe, cổ trục , cối chuyển hớng, bàn trợt, mang trợt xànhún, mang trợt hộp dầu, các nêm ma sát, các chi tiết của hệ thống hãm (đặc biệt

là hệ giằng hãm)

Mài mòn là dạng h hỏng chủ yếu, thờng xuyên xảy ra khi toa xe chuyển

động, có ảnh hởng rất lớn đến chất lợng vận hành và an toàn chạy tàu trên đờngsắt Nghiên cứu nguyên nhân phát sinh, các biện pháp giảm mài mòn vừa có ýnghĩa kinh tế và nâng cao kỹ thuật cao trong ngành toa xe

2.2.1.2 Ăn mòn – gỉ

Là hiện tợng tự phá huỷ của các bề mặt chi tiết bằng kim loại do tác dụnghóa học hoặc điện hóa giữa kim loại với môi trờng bên ngoài Đây là dạng hhỏng không thể tránh khỏi đối với các chi tiết toa xe trong điều kiện khí hậu nớcta: độ ẩm không khí cao, thờng xuyên có ma, toa xe chạy qua vùng ven biểnkhông khí vùng này gây ăn mòn rất nhanh bề mặt các chi tiết

Qua nghiên cứu nhiều năm cho thấy dạng h hỏng này có khối lợng lớn Nókhông chỉ làm cho chi tiết bị giảm tiết diện mặt cắt ngang Gây rỉ rỗ bề mặt,giảm khả năng chịu tải mà còn làm cho chất lợng bề mặt giảm sút, hỏng lớp sơnbảo vệ Trong điều kiện vận dụng toa xe của nớc ta hiện nay thì ăn mòn gỉ mục

đặc biệt đối với thùng xe là dạng h hỏng phải bỏ nhiều công sức và kinh phí nhất

để khắc phục Tuy nhiên, trong chừng mực nhất định đối với giá chuyển hớng thì

dạng h hỏng này ít gây trực tiếp tới an toàn chạy tàu và chất lợng động học toaxe.

2.2.1.3 Nứt - gãy

Là dạng h hỏng dễ gây nguy hiểm tới an toàn của toa xe khi sử dụng, đặcbiệt là nứt gãy các chi tiết quan trọng nh trục bánh xe, móc nối, hệ thống truyền

động hãm, các chi tiết chịu lực chính của toa xe

Nứt gãy có thể do nhiều nguyên nhân: quá tải, tải trọng động lớn, số chu kỳlàm việc tăng quá lớn, cấu tạo cha hợp lý, tính toán thiết kế không đủ bền, dokhuyết tật bên trong kim loại … Ngoài nứt gãy mỏi, các dạng nứt gãy khác thờngxuất hiện đột ngột Đối với dạng h hỏng này việc xác định quy luật xuất hiện và

dự báo trớc rất khó khăn Do vậy, phơng hớng chung là phòng ngừa

Khi đã xuất hiện vết nứt, tùy thuộc vào mức độ vết nứt, vị trí vai trò của chi tiết

đó trong toa xe để quyết định phơng pháp khắc phục

2.2.1.4 Cong vênh

Thờng do tải trọng tác dụng lớn hơn tải trọng cho phép, đặt lệch tải, vachạm, sự cố bất kỳ nào đó … Loại này thờng gặp ở các chi tiết dạng thanh nh cácsuốt truyền động hãm, cá hãm, các chi tiết quang an toàn, các chi tiết của hệthống phục vụ hành khách và hành lý, các bộ phận của thành, thùng xe hàng , giáchuyển …

H hỏng này là loại không biết trớc đợc quy luật Do vậy việc đánh giá và dự

đoán ảnh hởng tới an toàn và chất lợng chuyển động của toa xe là rất khó khăn

2.2.1.5 Lỏng - rơ

Bản chất chính của loại h hỏng này chính là nguyên nhân của việc để chochi tiết bị mài mòn quá lớn Ngoài ra còn có một số mối ghép chặt bị lỏng rơ nhmối ghép trục bánh xe, mối ghép băng đa, mối ghép bu lông, đinh tán, vít …Dới tác dụng của tải trọng động lớn, tải trọng chu kỳ, các mặt tiếp xúc củamối ghép bị ăn mòn hoặc gỉ mòn làm mối ghép bị lỏng

H hỏng của một số mối ghép cực kỳ quan trọng nh mối ghép trục bánh xe,mối ghép băng đa bánh xe, má đỡ đấm kéo và xà dọc giữa, ảnh hởng trực tiếp vàgây nguy hiểm tới an toàn chuyển động của toa xe trên đờng sắt cần đợc nghiêncứu một cách nghiêm túc

2.2.1.6 Thay đổi tính năng kỹ thuật

Nh thay đổi độ cứng, độ đàn hồi, hệ số cản của lò xo, nhíp, giảm chấn, lớpsơn bị đổi màu …Sự thay đổi đó dẫn tới sự thay đổi bản chất làm việc và côngdụng của chi tiết trong hệ thống Từ đó làm thay đổi chất lợng động học, độnglực học của toa xe, gây nên các h hỏng khác của các bộ phận lân cận

2.2.2 Các h hỏng của giá chuyển 34B

Giá chuyển hớng trong quá trình làm việc phải chịu tác dụng của rất nhiềuloại lực khác nhau nh: thẳng đứng tĩnh và động, tải trọng thẳng đứng đối xứngchéo tác dụng lên giá chuyển, lực ngang hông do lực gió và lực ly tâm gây ra, lựcthẳng đứng và lực nằm ngang do tác dụng tơng hỗ giữa bánh xe và đờng ray, lựcdọc do lực quán tính khi hãm và do tác dụng của hệ thống hãm

Dới tác dụng của các tải trọng nói trên, các bộ phận của giá chuyển hớng sẽphát sinh các ứng suất nh: uốn, kéo, cắt, xoắn Khi có sự phối hợp bất lợi nhấtcủa các tải trọng sẽ dẫn đến sự phân bố tải trọng và tập trung ứng suất trong các

bộ phận và chi tiết

Mọi chi tiết, bộ phận trong giá chuyển hớng đều có những đặc trng h hỏngriêng biệt nh: mài mòn, ăn mòn, nứt gãy, cong vênh, lỏng rơ … Trong quá trìnhvận dụng giá chuyển hớng 34B đã xuất hiện một số h hỏng sau :

2.2.2.1 Rỉ mòn

Rỉ mòn xuất hiện tại các bề mặt của các chi tiết giá chuyển , các góc lợn, tạicác mối hàn các chi tiết với nhau Rỉ mòn là kết quả của tác dụng ăn mòn điệnhoá hay ăn mòn hoá học , mức độ ăn mòn phụ thuộc lớn vào lớp sơn bảo vệ , nếulớp sơn bảo vệ không tốt , bị phá huỷ sẽ dẫn đến ăn mòn tại vị trí đó nhanh , rỉmòn làm giảm diện tích mặt cắt ngang, giảm khả năng chịu tải, gây rỉ rỗ bề mặt

2.2.2.2 Mài mòn

Mài mòn xuất hiện tại các bề mặt ma sát có chuyển động tơng đối với nhautrên giá chuyyển 34B xuất hiện tại các vị trí : mài mòn tại các mặt cối chuyển h-ớng , các bề mặt mang trợt hộp dầu , mài mòn tại bề mặt con trợt , các khớp liênkết , các chi tiết trục , ắc , lỗ tai treo xà hãm , mài mòn mặt lăn và gờ bánh xe…

2.2.2.3 Cong vênh

Xuất hiện tại các xà đầu , xà ngang , do các xà này đợc hàn cứng với xà dọcnên tạo thành kết cấu dạng khung khi đặt lệch tải hay khi đi vào đờng cong sẽtạo ra các lực uốn gây cong vênh

2.2.2.4 Nứt_ gãy

Nứt , gãy là h hỏng xảy ra phổ biến ở giá chuyển 34B Các vị trí nứt gãychủ yếu là : bề mặt cối chuyển , thanh đứng và mặt trên của xà ngang ,tại vị tríhàn nối giữa giá kê bàn trợt và xà ngang, xà đầu , bộ phận tai treo của mang trợttrong và hộp lo xo , nứt gãy bộ phận trục bánh, bộ phận lò xo …

Hình 2.11_Vị trí nứt cối chuyển hớng và xà đầu

nứt trên xà ngang

4 lỗ ỉ22 vết nứt

vết nứt

vết nứt tấm đậy trên vết nứt tấm đứng

gãygãy

gãy

Hình 2.13 _ Vị trí gãy tai treo trên mang trợt trong và hộp lo xo

2.3.1 Phân tích nguyên nhân mài mòn các chi tiết

Mài mòn là dạng h hỏng chủ yếu của các chi tiết giá chuyển hớng Trongsửa chữa hàng ngày cũng nh trong sửa chữa định kỳ toa xe đối tợng sửa chữa chủyếu là những chi tiết bị mài mòn Mài mòn là kết quả của hiện tợng ma sát.Muốn hiểu đợc thực chất của quá trình mài mòn ta phải tìm hiểu về ma sát

2.3.1.1 Khái niệm mài mòn và ma sát

Mài mòn là sự thay đổi kích thớc do ma sát gây ra trong quá trình làm việccủa hai vật tiếp xúc với vận động tơng đối với nhau

Ma sát là lực cản sinh ra giữa hai bề mặt tiếp xúc, khi có tải trọng tác dụng

và có sự dịch chuyển tơng đối giữa hai bề mặt

Mài mòn và ma sát là hai quá trình gắn liền với nhau Ma sát là nguyênnhân, mài mòn là kết quả

Có rất nhiều giả thiết nêu lên bản chất của ma sát Ta lần lợt xét nội dungcủa các giả thiết đó

1 Giả thiết cơ giới

Thuyết này coi tất cả các bề mặt ma sát dù bóng bao nhiêu cũng không thểtránh khỏi những phần lồi lõm Nh vậy, trong quá trình làm việc phần lồi tiếp xúcvới phần lõm Khi có tải trọng tác dụng và có sự dịch chuyển tơng đối sẽ gâyhiện tợng bào mòn bề mặt

2 Giả thiết phân tử

Nội dung của thuyết này là lực cản sinh ra giữa hai bề mặt tiếp xúc vớinhau bao gồm hai loại lực là lực cản cơ giới và lực cản do sự tác dụng lẫn nhaugiữa các phân tử

Diện tích tiếp xúc thực tế của hai bề mặt ma sát chiếm một phần rất nhỏtrong tổng diện tích các bề mặt (1/10000-1/50000) Trên phần tiếp xúc thực tếcủa hai bề mặt trong quá trình làm việc xuất hiện nhiều các hiện tợng nh biếndạng chất dẻo, khuyết tán bám dính, oxi hóa , … Quá trình mài mòn sinh ra là dotác dụng tổng hợp của các quá trình đó

2.3.1.2 Phân loại ma sát

1 Dựa vào dịch chuyển của các bề mặt tiếp xúc phân ra

- Ma sát trợt: gây ra hiện tợng mài mòn

- Ma sát lăn : gây ra hiện tợng bong tróc

2 Dựa vào sự bôi trơn

- Ma sát đơn thuần: giữa hai bề mặt ma sát không có bôi trơn thể lỏng hay

thể khí (môi trờng chân không) Trong thực tế rất khó xẩy ra trờng hợp ma sát

đơn thuần

- Ma sát khô: giữa hai bề mặt tiếp xúc không có bôi trơn thể lỏng Trong

toa xe ma sát ở mặt lăn bánh xe , má hãm , ở các ắc chốt , đều thuộc loại ma sátnày

- Ma sát cực hạn: giữa hai bề mặt ma sát có thể tồn tại một lớp bôi trơn thểlỏng nhng rất mỏng, khoảng 0.1 m.Tuy lớp bôi trơn rất mỏng nhng có thể chịu

đợc một lớp áp lực rất lớn

- Ma sát ớt: là loại ma sát xảy ra khi hai mặt ma sát có một lớp bôi trơn

ngăn cách hoàn toàn làm cho chúng không trực tiếp tiếp xúc nhau

- Ma sát nửa ớt: là loại ma sát xảy ra khi đại bộ phận trọng tải truyền từ mặt

ma sát này sang mặt ma sát kia thì phải truyền qua lớp bôi trơn , chỉ một bộ phậnnhỏ trọng tải đó truyền qua những phần trực tiếp giữa hai mặt ma sát

- Ma sát nửa khô : là loại ma sát khi tải trọng truyền từ mặt ma sát này sang

mặt ma sát kia thì đại bộ phận trọng tải đó truyền qua những phần trực tiếp tiếpxúc giữa hai mặt ma sát , chỉ có một phần nhỏ của tải trọng là truyển qua lớp bôitrơn

2.3.1.3 Các loại mài mòn

1 Mài mòn nứt gãy

- Điều kiện phát sinh: loại mài mòn này phát sinh khi ma sát giữa hai bề mặt

tiếp xúc là ma sát khô, áp lực giữa hai bề mặt tiếp xúc lớn, tốc độ dịch chuyển

t-ơng đối giữa hai bề mặt tiếp xúc nhỏ ( v < 1m/s)

- Quá trình mài mòn: dới áp lực lớn những hạt kim loại sẽ bị biến dạng dẻo

và dính lại với nhau Khi có sự dịch chuyển tơng đối sẽ sinh ra nứt gãy làm kimloại bị bong ra tạo thành sản phẩm mài mòn

- Đặc điểm của quá trình mài mòn nứt gãy : là lực cản rất lớn, hệ số ma sát f

= 0.1 - 0.4, cờng độ mài mòn từ 10 - 15 m/h Khi vận tốc tơng đối tăng đến mộttrị số nhất định thì mài mòn chuyển sang dạng khác

2 Mài mòn oxy hóa

- Điều kiện phát sinh: mài mòn này sinh ra trong điều kiện tải trọng và vậntốc tơng đối trung bình Ma sát giữa hai bề mặt là ma sát khô hoặc ma sát cựchạn

- Quá trình mài mòn: chia làm hai giai đoạn.

+ Giai đoạn 1: Lớp trên cùng của mặt tiếp xúc do bị biến dạng dẻo nên làm

cho khả năng hoạt động hóa học tăng lên dẫn đến bị oxy hóa (do tác dụng củakhông khí) tạo thành lớp oxít cứng

+ Giai đoạn 2: Khi có dịch chuyển tơng đối giữa hai bề mặt của lớp oxít bị

vỡ tạo thành sản phẩm mài mòn

- Đặc điểm: hệ số ma sát nhỏ, cờng độ mài mòn nhỏ (0.1 - 0.5 m/h)

+ Nếu đảm bảo điều kiện phát sinh thì quá trình mài mòn nói chung ổn

định

+ Khi vận tốc tơng đối tăng thì quá trình mài mòn chuyển qua dạng khác

3 Mài mòn nhiệt

- Điều kiện phát sinh: mài mòn này phát sinh trong điều kiện ma sát khô

hoặc nửa khô, tải trọng lớn, tốc độ tơng đối lớn

- Quá trình mài mòn: dới tác dụng tổng hợp của các nhân tố, trên bề mặt

kim loại sẽ sinh ra nhiệt rất lớn làm cho kim loại bị mềm ra, sức bên giảm (nếu ởnhiệt độ cao thì kim loại thể bị chảy) và phát sinh quá trình mài mòn

- Quá trình mài mòn: khi giữa mặt ma sát có những hạt cứng lẫn vào thì

những hạt cứng này có tác dụng cắm vào kim loại của mặt ma sát và cắt gọt lớpkim loại đó, quá trình mài mòn xuất hiện

- Đặc điểm: quá trình mài mòn phụ thuộc vào kích thớc, độ cứng, hình dạngcủa các hạt mài nghiền

5 Mài nghiền bóc rời

- Điều kiện phát sinh: mài mòn bóc rời phát sinh trong điều kiện ma sát lăn

và tải trọng lớn Do tác dụng nhiều lần của ứng suất tiếp xúc làm cho kim loạisinh ra vết nứt vi phân Những vết nứt lúc đầu phát sinh vuông góc với mặt masát, sau đó phát triển song song với mặt ma sát làm cho kim loại bị rời ra từngmảnh tạo thành quá trình mài mòn

- Đặc điểm: cờng độ mài mòn phụ thuộc vào ứng suất tiếp xúc giữa hai bềmặt, giới hạn mỏi của kim loại, khả năng chống biến dạng, chu kỳ tác dụng lực

…

Nhận xét: Trong 5 loại mài mòn trên, quá trình diễn ra đều bao gồm nhiều

hiện tợng nh các giả thiết về ma sát đã nêu, nhng trong đó hiện tợng biến dạngdẻo là phổ biến nhất

Cờng độ mài mòn o xi hóa là nhỏ và ổn định nhất Cho nên khi thiết bị làmviệc trong điều kiện ma sát cần phải đa về làm việc với chế độ này

2.3.1.4 Những nhân tố ảnh hởng đến cờng độ mài mòn.

2.3.1.4.1 Điều kiện làm việc của mặt ma sát

1 Loại ma sát: Nếu cùng các điều kiện khác chỉ xét riêng về loại ma sát thì

ảnh hởng của các loại ma sát gây mài mòn nh sau :

cờng độ mài mòn do ma sát khô sinh ra lớn hơn do ma sát cực hạn > ma sát nửakhô > ma sát nửa ớt > ma sát ớt, ma sát trợt lớn hơn ma sát lăn

2 Tốc độ vận động tơng đối giữa hai mặt ma sát: Nếu cùng các điều kiệnkhác thì khi tốc độ dịch chuyển tơng đối tăng, cờng độ mài mòn cũng tăng

3 Tính chất và trị số của tải trọng bên ngoài:

Tải trọng càng lớn thì cờng độ mài mòn càng lớn Nếu tải trọng có va đậpthì quá trình mài mòn tăng càng nhanh, vì vậy trong khi lắp ghép nếu độ rơ giữahai mặt ma sát quá lớn sẽ làm cho cờng độ mài mòn tăng rất nhanh

2.3.1.4.2 Tình hình tồn tại giữa hai mặt ma sát một số chất

1 Dầu bôi trơn: quá trình mài mòn phụ thuộc rất lớn vào dầu bôi trơn, chiềudày của màng dầu, độ nhớt của dầu, phơng pháp cấp dầu.Mặt khác tính chất hoáhọc của dầu bôi trơn cũng ảnh hởng nhất định đến quá trình mài mòn , thờng cácmặt ma sát làm việc trong một thời kỳ dài , do đó nếu tính chất hoá học của dầu

bị thay đổi , tác dụng bôi trơn của dầu dần dần cũng mất đi cũng làm cho cờng

độ mài mòn ngày càng lớn lên một cách nhanh chóng

2 Chất mài nghiền: khi giữa hai bề mặt ma sát có những hạt cứng lẫn vào(ví dụ tạp chất trong dầu, mỡ) thì xảy ra quá trình mài mòn nghiền Cờng độ màimòn của mài mòn nghiền nói chung là lớn tùy thuộc vào kích thớc, độ cứng, hìnhdạng của hạt mài nghiền

3 Khí thể của môi trờng: Trong quá trình mài mòn nếu mặt ma sát làm việc

trong một môi trờng có khả năng ôxy hoá mạnh thì tác dụng ôxy hoá mặt ma sátcàng nhanh và do đó làm khả năng mài mòn tăng lên hoặc tác dụng làm cho biếnchất dầu bôi trơn làm tác dụng bôi trơn của nó kém đi Kết quả là độ mài mòngiữa hai mặt ma sát tăng lên

2.3.1.4.3 Đặc tính của mặt ma sát

Tất cả các hiện tợng trong quá trình mài mòn đều xảy ra trên mặt ngoài masát Vì vậy trạng thái mặt vật lý , hình học của mặt ma sát ảnh hởng rất lớn đếnquá trình mài mòn

1 Chất lợng gia công cơ giới của bề mặt nh độ bóng, độ chính xác gia công,lớp cứng nguội mặt ngoài

- Độ bóng càng cao thì độ mài mòn càng nhỏ…

- Độ chính xác càng cao, cờng độ mài mòn càng nhỏ…

- Lớp biến cứng nguội mặt ngoài càng dày thì khả năng chống mài mòncàng tốt…

2 Chất lợng , tổ chức và độ cứng của kim loại

Chất lợng , tổ chức và độ cứng của kim loại ảnh hởng có tính quyết định đến

sự mài mòn , kết quả của các nghiên cứu cho thấy rằng : sự mài mòn của các chitiết có quan hệ rất lớn với chất lợng kim loại và quá trình nhiệt luyện