Thuyết minh đề tài tốt nghiệp Sửa chữa các chi tiết bộ trục bánh xe đầu máy D9E, D13E và D19E - Huỳnh Anh Minh

vì vậy chúng ta phải bảo dưởng , sửa chửa thật tốt mới tiết kiệm được chi phí Bộ trục bánh xe là chi tiết hết sức quan trong đối với đầu máy, trong quá trình vận hành các bộ trục bánh xe

MỤC LỤC

Chương I GIỚI THIỆU KẾT CẤU BỘ TRỤC BÁNH XE ĐẦU MÁY D9E,D13E VÀ

D19E

1.1 giới thiệu thông số kỹ thuật đầu máy D9E, D13E và D19E

1.1.1 số lượng đầu máy nơi sử dụng,thời gian sư dụng

1.1.2 Các thông số kỹ thuật cơ bản của đầu máy

1.1.2.1 Các thông số kỹ thuật cơ bản của đầu máy D9E

1.1.2.2 Các thông số kỹ thuật cơ bản của đầu máy D13E

1.1.2.3 Các thông số kỹ thuật cơ bản của đầu máy D19E

1.2 Giới thiệu tổng quát về động cơ đầu máy D9E, D13E và D19E

1.2.1 Giới thiệu tổng quát về kết cấu động cơ

1.2.2 thông số kỹ thuật cơ bản của động cơ

1.2.2.1 Các thông số kỹ thuật cơ bản của động cơ D398 lắp trên đầu máy D9E

1.2.2.2 Các thông số kỹ thuật cơ bản của động cơ 1200 BHI lắp trên đầu máy D13E

1.2.2.3 Các thông số kỹ thuật cơ bản của động cơ 3512B lắp trên đầu máy D19E

1.3 Giới thiệu Kết cấu bộ trục bánh xe đầu máy D9E, D13E vàD19E

1.3.1 Kết cấu của giá chuyển hướng D9E

1.3.1.1.Kết cấu bộ trục bánh xe đầu máy D9E

1.3.1.2 Trục (trục bánh)

1.3.1.3 Bánh xe đầu máy D9E

1.3.1.4 Đặt điểm làm việc

1.3.2 Kết cấu của giá chuyển hướng D13E

1.3.2.1 Kết cấu của bộ trục bánh xe D13E

1.3.2.2 Trục (trục bánh)

1.3.2.3 Bánh xe đầu máy D13E

1.3.2.4 Đặt điểm làm việc

1.3.3 Kết cấu của giá chuyển hướng D19E

1.3.3.1 Kết cấu của bộ trục bánh xe đầu máy D19E

1.3.3.3 Bánh xe đầu máy D19E

1.3.3.4 Đặc điểm làm việc

1.3.4 So sánh các thông số cơ bản của trục bánh xe đầu máy D9E, D13E và D19E

Chương 2 HAO MÒN, HƯ HỎNG CÁC CHI TIẾT BỘ TRỤC BÁNH XE ĐẦU MÁY

D9E, D13E và D19E

2.1 Hao mòn, hư hỏng các chi tiết bộ trục bánh xe đầu máy

2.1.1 Các hư hỏng đối với trục bánh

2.1.2 Các hư hỏng đối với bánh xe

2.1.3 Các hư hỏng đối với bánh răng truyền động

2.2 Ảnh hưởng của hao mòn các chi tiết bộ trục bánh xe tới quá trình làm việc của

đầu máy

2.2.1 Ảnh hưởng do mòn nhỏ đường kính bánh xe

2.2.2 Ảnh hưởng hao mòn gờ bánh xe đến vận hành của đầu máy

2.2.3 Ảnh hưởng của hao mòn biên dạng mặt lăn

2.2.4 Ảnh hưởng của các hư hỏng khác

2.3 Các phương pháp kiểm tra trạng thái chi tiết bộ trục bánh xe

2.3.1 Kiểm tra

2.3.1.1 kiểm tra bằng thẩm thấu

2.3.2 Các dụng cụ dùng để đo đạt kiểm tra

Chương 3 CÁC PHƯƠNG PHÁP SỬA CHỮA CHI TIẾT BỘ TRỤC BÁNH XE ĐẦU

MÁY D9E, D13E VÀ D19E

3.1 Ép giải thể trục bánh xe

3.1.1 Giới thiệu thiết bị chuyên dùng ép trục bánh xe

3.1.2 Qui trình tháo ép giải thể trục bánh xe

3.2 Sửa chữa các chi tiết bộ trục bánh xe

3.2.1 Sửa chữa không giải thể bộ trục bánh xe

3.2.1.1 Quy trình hàn đắp tự động gờ bánh xe

3.2.1.2 Tiện mặt lăn và gờ bánh xe

3.2.2 Sửa chữa có giải thể bộ trục bánh xe

3.2.2.1 Quá trình công nghệ ép lắp nguội trục bánh xe

3.2.2.2 Qui trình tiện lỗ bánh xe

3.2.2.3 Sửa chữa các bộ phận của trục bánh xe đầu máy D9E, D13E VÀ D19E 3.3 Lắp ráp bộ trục bánh xe váo giá chuyển hướng, điều chỉnh độ dịch chuyển ngang

của bộ trục bánh xe trong khung giá chuyển

3.3.1 điều chỉnh độ dịch chuyển ngang của bộ trục bánh xe trong khung giá chuyển

3.3.1.1 Đối với đầu máy kiểu bầu dầu ke trượt như D9E,

3.3.1.2 Đối với đầu máy kiểu bầu dầu ke trượt như D13E

3.3.1.3 Đối với đầu máy kiểu bầu dầu thanh kéo như D19E

LỜI NÓI ĐẦU

Giao thông vận tải là nghành kinh tế đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong nền kinh tế quốc dân Xuất phát từ chủ trương hiện đại hóa công nghiệp hóa của Chính phủ

và theo đà phát triển chung của đất nước Đường sắt Việt Nam trong thời kỳ đổi mới,

chuẩn bị bước vào thời kỳ hội nhập khoa học kỹ thuật với các nước trong khu vực nói

riêng và hòa nhập kinh tế thế giới nói chung Với tiêu chí hàng đầu phải nâng cao chất

lượng phục vụ, giảm giá thành vận tải là vấn đề cấp thiết trong nghành

Đối với nước ta hiện nay hầu hết các linh kiện về đầu máy đều phải nhập từ nước ngoài vì vậy chúng ta phải bảo dưởng , sửa chửa thật tốt mới tiết kiệm được chi phí

Bộ trục bánh xe là chi tiết hết sức quan trong đối với đầu máy, trong quá trình vận hành các bộ trục bánh xe luôn làm việc trong điều kiện khắc nghiệt như chịu tải

trọng đầu máy, truyền lực kéo và lực hãm, chịu lực ma sát với đường ray, rung lắc

mạnh ,do vậy bộ trục bánh xe luôn có nhiều hư hỏng

Trong quá trình học tập tại trường, được sự hướng dẫn, chỉ bảo và dạy dỗ của các thầy cô, và quá trình thực tập thực tế tại Xí Nghiệp đầu máy sài gòn em đã được các

thầy cô giáo trong bộ môn đầu máy toa xe giao nhiệm vụ làm đề tài tốt nghiệp “Sửa

chữa các chi tiết bộ trục bánh xe đầu máy D9E, D13E và D19E”

Qua quá trình thực hiện đề tài của mình, với trình độ còn non kém và thời gian tìm hiểu có hạn, kinh nghiệm thực tế chưa nhiều chắc chắn em cũng không thể nào

tránh khỏi thiếu sót, mong các thầy cô đóng góp ý kiến để đề tài của em hoàn thiện

một cách tốt nhất Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Đầu

máy Toa xe, đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn GS.TS Đỗ Đức Tuấn đã tận tình giúp đỡ

em hoàn thành được đồ án tốt nghiệp này

Chương I GIỚI THIỆU KẾT CẤU BỘ TRỤC BÁNH XE ĐẦU MÁY

D9E, D13E VÀ D19E

1.1 Giới thiệu thông số kỹ thuật đầu máy D9E, D13E và D19E 1.1.1 Số lượng đầu máy nơi sử dụng,thời gian sư dụng

- Hiện nay ngành đường sắt Việt Nam đang sử dụng hơn 300 đầu máy với 13 kiểu loại nhập từ nhiều nước khác nhau như D4H (Liên Xô ), D5H (Úc), D8E (Việt

Nam), D9E (Mỹ), D11H (Rumani), D12E (Cộng hòa Séc), D13E (Ấn Độ), D18E (Bỉ),

D10H, D14E, D16E, D19E (Trung Quốc) và D20E (Cộng hòa liên bang Đức) Các

loại đầu máy nói trên bao gồm hai loại truyền động là truyền động thủy lực (D4H,

D5H, D10H và D11H) và truyền động điện (D8E, D9E, D12E, D13E, D14E, D16E,

D18E, D19E, và D20E) Xét về dải công suất có thể phân thành hai nhóm là đầu máy

có công suất nhỏ (Ne <900ML) gồm D4H, D5H và D8E, và dải công suất lớn (Ne

>900ML) gồm D9E, D10H, D11H, D12E, D13E, D14E, D16E, D18E, D19E và

D20E

- Các loại đầu máy nói trên được phân bổ cho 5 Xí nghiệp đầu máy quản lý và

khai thác, đó là Xí nghiệp đầu máy hà nội, yên viên, vinh, đà nẳng và sài gòn - Riêng

ở Xí nghiệp đầu máy Sài Gòn sử dung các loại đầu máy như

a Đầu máy D9E

- Đầu máy D9E là loại đầu máy diesel truyền động điện, công suất 900 mã lực, do

hãng Generral-Electric chế tạo, được đưa vào sử dụng tại Việt Nam năm 1963 Hiện

nay Xí nghiệp đầu máy Sài Gòn đang quản lý và sử dụng 13 chiếc

b Đầu máy D13E

- Đầu máy D13E được nhập vào nước ta năm 1985, được chế tao tại Ấn Độ, là

đầu máy diesel truyền động điện, có công suất 1300 mã lực Hiện nay số lượng vận

dụng tại Xí Nghiệp đầu máy sài gòn l4 chiếc

c Đầu máy D19E

- Đầu máy D19E được nhập vào nước ta năm 2002, được chế tao tại Trung Quốc,

là đầu máy diesel truyền động điện, có công suất 1900 mã lực Hiện nay số lượng vận

dụng tại Xí Nghiệp đầu máy sài gòn 35 chiếc, đăc biêt trong số đó có 15 chiếc được

đóng thùng và lắp ráp tại nhà máy Gia Lâm là các đầu máy có số hiệu D19E 951 tới

D19E 965

d Đầu máy D4H (TY7)

Là đầu máy do Liên Xô sản xuất được nhập vào nước ta 1968÷1976,là đầu máy

có công xuất nhỏ 400 mã lực, hiện nay 2 đầu máy này được sử dụng ở Đà Lạt dùng để

kéo tầu tham quang du lịch

1.1.2 Các thông số kỹ thuật cơ bản của đầu máy 1.1.2.1 Các thông số kỹ thuật cơ bản của đầu máy D9E

Đầu máy D9E là loại đầu máy diezel truyền động điện, công suất 900 mã lực do

hãng Generral-Electric chế tạo, được nhập vào Việt Nam 47 chiếc từ năm 1963 Hiện

nay tổng số đầu máy D9E còn lại 31 chiếc đang được Xí nghiệp đầu máy Sài Gòn sử

- Từ 54 km/h trở lên : song-song-sun

Hệ thống kích từ kiểm soát công suất MPĐC : 2 trường tổng hợp trên máy kích từ (E)

MPĐ phụ và MPĐ kích từ (MPĐ đôi) : GMG-416E 1-E 2

Dung tích thùng chứa nhiên liệu : 2500 lít Chiều dài phủ bì (không kể đầu đấm) : 10209 mm Chiều cao tối đa (so với mặt ray) : 3775 mm Chiều rộng tối đa (tại phòng lái) : 2743 mm Khoảng cách tâm hai cối chuyển hướng : 5689 mm Khoảng cách hai trục trên cùng giá chuyển hướng (GCH) : 2028 mm Khoảng cách trục đầu - trục cuối (I-IV) : 7717 mm Đường kính vòng lăn bánh xe : 1016 mm (mới) Khoảng cách giữa hai má trong bánh xe : 9243mm Chiều cao tâm đầu đấm (so với mặt ray) : 82515mm

Hình 1.1 Đầu máy D9E

1.1.2.2 Các thông số kỹ thuật cơ bản của đầu máy D13E

Đầu máy D13E là loại đầu máy diesel truyền động điện,có công suất 1300 mã lực

do Ấn Độ chế tạo, được nhập sang việt Nam từ năm 1985 gồm 15 chiếc Hiện nay tổng

số đầu máy D13E còn vận dụng 14 chiếc, đang được Xí nghiệp đầu máy Sài Gòn sử

Máy phát điện chính (MFĐC) : TG 10919 AZ/M

Hệ thống kích từ kiểm soát công suất MFĐC : 3 trường trên máy kích từ (E)

Dung tích thùng chứa nhiên liệu : 3000 lít Chiều dài phủ bì (không kể đầu đấm) : 14326 mm Chiều cao tối đa (so với mặt ray) : 3635 mm

Khoảng cách tâm hai cối chuyển hướng chính : 9550 mm Khoảng cách trục cứng của GCH : 3505 mm Khoảng cách trục đầu - trục cuối (I-IV) : 11480 mm Khoảng cách giữa hai trục gần (I-II và V-VI) : 1676 mm Khoảng cách giữa hai trục xa (II-III và IV-V) : 1829 mm Chiều cao tâm đầu đấm(so với mặt ray) : 82515mm

Hình 1.2 Đầu máy D13E

1.1.2.3 Các thông số kỹ thuật cơ bản của đầu máy D19E

Đầu máy D19E có các thông số kỹ thuật cơ bản như sau:

Công suất máy phát điện chính : 1455 KW

Kích thước đầu máy

- Cao : 3900 mm (3935mm) Trọng lƣợng cụm động cơ kể cả GP : 16123 kg.

Cự ly trung tâm hai giá chuyển : 8100 mm

Bán kính cong thông qua : chính tuyến 100m, nhánh 70m Dung lƣợng thùng nhiên liệu : 3500lít

Hình 1.3 Đầu máy D19E

1.2 Giới thiệu tổng quát về động cơ đầu máy D9E,D13E và D19E 1.2.1 Giới thiệu tổng quát về kết cấu động cơ

- Động cơ đầu máy D9E,D13E và động cơ đầu máy D19E là loại động cơ diesel,

4 kỳ tăng áp

- Động cơ diesel 4 kỳ tăng áp là loại động cơ đốt trong tự bốc cháy tức là hỗn hợp cháy đƣợc đƣa vào xilanh tự bốc cháy nhờ áp suất và nhiệt độ cao, không khí nén

vào xilanh nhờ tuốc bin

- Các quá trình sảy ra trong động cơ diesel 4 kỳ gồm: Nạp, nén, nổ, xả

Sơ đồ bố trí xilanh động cơ D398 Sơ đồ bố trí xilanh động cơ 251D Hình 1.4a Sơ đồ bố trí xilanh động cơ Hình 1.4b Sơ đồ bố trí xilanh động cơ

* Kết cấu động cơ D9E:

Đầu máy D9E đƣợc lắp động cơ D398 do Mỹ sản xuất là loại động cơ cao tốc (n=1200-1400 v/phút) bao gồm 12 xilanh đƣợc bố trí theo hình chữ V Kết cấu tổng

thể của động cơ D398 đƣợc giới thiệu trên hình 1.4a

* Kết cấu động cơ D13E:

Động cơ 1200 BHI lắp trên đầu máy D13E là loại động cơ tốc độ trung bình(1100v/phut) với công suất thiết kế là 1300 ML, bao gồm 6 xilanh đƣợc phân bố

theo hình chữ I

Kết cấu tổng thể của động cơ 1200 BHI đƣợc giới thiệu trên hình 1.4b

* Kêt cấu động cơ D19E

Đầu máy D19E đƣợc lắp động cơ 3512B do Mỹ sản xuất là loại động cơ hiện đại

có hệ thống phun nhiên liệu bằng điện tử, bao gồm 12 xilanh đƣợc bố trí theo hình chữ

V có Kết cấu tổng thể giống động cơ D398 đƣợc giới thiệu trên hình 1.4a

1.2.2 Thông số kỹ thuật cơ bản của động cơ 1.2.2.1 Các thông số kỹ thuật cơ bản của động cơ D398 lắp trên đầu máy D9E

Cách bố trí xilanh : Chữ V (góc tạo bởi 2 xilanh

là 60o)

Trọng lượng động cơ : 9000 kg (kể cả máy phát điện)

Phương pháp phun nhiên liệu : Phun trực tiếp từ một bơm chính

Lượng dầu bôi trơn trong động cơ : 342 lít

Khe hở hướng tâm giữa cổ trục và bạc trục : 0,127 – 0,20 mm

Khe hở giữa cổ biên và bạc biên : 0,11 – 0,183 mm

Khe hở dọc trục của biên : 0,3 – 0,53 mm

Độ méo và độ côn của cổ trục và cổ biên : 0,02 – 0,08 mm

Độ đảo của cổ trục chính trên toàn bộ chiều dài của trục khuỷu: 0,06 – 0,08 mm

Đường kính ngoài bạc trục : 162,20 – 162,22 mm

Đường kính trong bạc trục : 146,17 – 146,20 mm

Đường kính ngoài bạc biên : 138,20 – 138,22 mm

Đường kính trong bạc biên : 127,12 – 127,14 mm 1.2.2.2 Các thông số kỹ thuật cơ bản của động cơ 1200 BHI lắp trên đầu máy D13E

Suất tiêu hao nhiên liệu : Phun trực tiếp

Lượng dầu bôi trơn trong động cơ : 600 lít

Kiểu loại bơm cao áp : Bơm độc lập từng xilanh

Khe hở dọc trục của biên : 0,3 – 0, 53 mm

Độ méo và độ côn của cổ trục và cổ biên : 0,01 – 0,05 mm

Độ đảo của cổ trục chính trên toàn bộ chiều dài của trục khuỷu: 0,04 - 0,06 mm

1.2.2.3 Các thông số kỹ thuật cơ bản của động cơ 3512B lắp trên đầu máy D19E

1.3 Giới thiệu Kết cấu bộ trục bánh xe đầu máy D9E, D13E và D19E

+ Các yêu cầu của trục bánh xe đầu máy trên đuờng sắt:

Trục bánh xe là chi tiết đặt biệt quan trọng của bộ phận chạy, liên quan trực tiếp đến an toàn chạy tàu, do đó các chi tiết hợp thành trục bánh xe phải đảm bảo ghép chặt

chắc chắn và cứng vững, các kích thước hình học giữa chúng phải giữ nguyên trạng

trong khi vận hành

Bộ trục bánh xe đầu máy đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành lực kéo

và lực hãm cho đầu máy, do đó trục bánh xe phải bền và chịu mỏi tốt Hai ngõng trục

bị uốn cong xong do nhận tải trọng từ giá xe truyền xuống theo phương thẳng đứng,

đồng thời khi đầu máy kéo tàu các lực kéo và hãm có phương ngang cũng truyền qua

đây làm ngõng trục bị uốn phức tạp hơn

Trục bánh xe đầu máy làm việc dưới tải trọng lớn, qua trục bánh xe toàn bộ trọng lượng của đầu máy truyền xuống đường ray hình thành trọng lượng bám, trục bánh

tiếp nhận những lực xung kích từ đường ray truyền lên bộ phận trên lò xo của đầu

máy Ngoài ra trục bánh xe còn chịu áp lực ngang của đường ray như lực quán tính,

lực ly tâm, lực gió tác dụng lên thùng xe đầu máy v v

Trục bánh xe đòi hỏi phải có sức cản chuyển động nhỏ, có khả năng giảm bớt các lực xung kích xuống đường ray, cũng như cản dịu các lực ngược lại từ ray lên giá

chuyển hướng khi đầu máy chạy qua vùng đường lồi lõm khômg bằng phẳng Bộ trục

bánh xe đầu máy phải có mức độ phát huy sức kéo đồng đều trên vành bánh xe Khi

đầu máy chuyển động, các tải trọng tác dụng lên trục bánh xe thay đổi cả về chiều và

trị số một cách tuần hoàn, trục lại là chi tiết có nhiều chỗ mối ghép có nhiều vai bậc

chuyển tiếp, vì thế dễ phát sinh những vết nứt do mõi

Mặt lăn bánh xe phải có biên dạng hình côn, để đảm bảo cho đầu máy có khả năng tự ổn định với trục tâm đường sắt trong chuyển động rắn bò (trên đoạn đường

thẳng) và thông qua ghi một cách dễ dàng Ngoài ra độ côn này có tác dụng khi đầu

máy thông qua đường cong, thì bánh xe phía ray lưng sẽ lăn trên ray tương ứng với vị

trí mặt lăn có đường kính lớn, bánh xe phía ray bụng thì ngược lại, do đó giảm bớt sự

trượt lết của mặt lăn bánh xe với mặt đường (mặt dù bánh phía ngoài phải thực hiện

quảng đường đường đi lớn hơn so với bánh xe phía trong) Kết cấu kim loại của mặt

thụ động đơn thuần như bánh xe của toa xe, mà nó phải sinh ra lực kéo để kéo cả đoàn

tàu

Như ta đã biết: Sức kéo vành bánh xe đầu máy có được là nhờ ma sát tiếp xúc giữa mặt lăn bánh xe với mặt ray, do đó đòi hỏi kết cấu kim loại của mặt lăn phải có

giới hạn chảy cao hơn nhiều so với ứng suất tiếp xúc mà nó làm việc

+ Đặt điểm trục bánh xe đầu máy diesel truyền động điện:

Cấu tạo của trục bánh xe đầu máy bất kỳ nào cũng phụ thuộc vào công suất của đầu máy, kết cấu bộ phận chạy, kiểu truyền động và khổ đường Tuy vậy so với trục

bánh xe của các loại đầu máy khác, thì trục bánh xe của đầu máy diesel truyền động

điện có một số đặt điểm yêu cầu khác biệt như sau

Đặc điểm 1: Thân trục, ở phía trong hai bánh xe có gắn chặt bánh răng thụ động hình trụ (hình1.6) bằng độ dôi cần thiết, để truyền mômen dẫn động từ ĐCĐK sang hai

bánh xe, do đó phần thân trục ở giữa hai bánh bị xoắn rất mạnh

Đặc điểm 2: Bề mặt thân trục, nơi lắp hai ổ đỡ ĐCĐK phải có khả năng chịu mòn cao và chịu va đập tốt, vì phần thân trục này phải đỡ khoảng 1/2 trọng lượng của động

cơ ĐCĐK tác dụng lên (thông qua hai ổ đỡ ĐCĐK), hay nói cách khác mỗi ổ đỡ sẽ

phải chịu 1/4 trọng lượng của ĐCĐK (còn lại khoảng 1/2 trọng lượng ĐCĐK thì tác

dụng lên giá chuyển hướng)

Đặc điểm 3: Khoảng cách (phía trong) giữa vai moay-ơ hai bánh xe và đường kính vai của moay-ơ mỗi bánh xe đòi hỏi chính xác để lắp đặt bánh răng thụ động và

ĐCĐK

Đặc điểm 4: Đường kính giữa các bánh xe trên đầu máy diesel truyền động điện, kiểu tựa trục, cho phép chêch lệch nhau tương đối nhỏ, cụ thể đối với đầu máy D9E

chênh lệch lớn nhất cho phép6,4mm và đầu máy D13E chênh lệch cho phép

14mm, và đầu máy D19E chênh lệch cho phép 15mm, vì các trục xe được dẫn

động độc lập từng chiếc một, tương ứng với các ĐCĐK gắn lên trục bánh xe đó, Mặt

khác các ĐCĐK này cùng áp vào một mạng điện của MFĐ chính cung cấp, chính vì

vậy nếu đường kính bánh xe chênh lệch quá lớn, sẽ làm các mômen phụ tải của các

bánh xe sai lệch khác nhau, dẫn đến tuôn trượt ở những bánh xe có mômen phụ tải nhỏ

và gây cho đầu máy phát huy sức kéo không đồng đều

1.3.1 Kết cấu của giá chuyển hướng D9E

Đầu máy D9E là loại đầu máy diesel truyền động điện, có công thức trục 2o-2o

Như vậy đầu máy D9E có 4 trục chủ động, bố trí vào hai giá chuyển hướng mỗi giá chuyển hướng có 2 trục bánh xe (hình 1.5)

1

3

2

4 5

Hình 1.5 Giá chuyển hướng đầu máy D9E

1 Bánh xe 3 Lò xo đầu trục 5 khung giá chuyển hướng`

2 Hộp dầu đầu trục 4 Tấm chịu mòn

Mỗi một trục bánh xe của loại đầu máy này gồm có các chi tiết (hình 1-6) kết hợp với nhau gồm:

01 trục bánh (1)

01 bánh răng thụ động hình trụ (2)

02 bánh xe mâm đúc liền (3) Tất cả các chi tiết trên được lắp chặt, cứng vững bằng phương pháp ép nguội, với mối ghép có độ dôi và chính vì vậy yêu cầu của độ dôi này đòi hỏi phải rất chặt chẽ

1.3.1.1.Kết cấu bộ trục bánh xe đầu máy D9E

Hình 1.6 Trục bánh xe đầu máy D9E

Hình 1.7 Trục bánh xe đầu máy D9E

1.3.1.2.Trục (trục bánh)

Hình dáng kích thước trục: Trục (còn gọi là “trục bánh”) là khối hình trụ nhiều bậc (hình 1.8), mỗi đoạn bậc có kích thước chiều dài và đường kímh khác nhau, tương

ứng với mỗi vị trí đó có các công cụ khác nhau, được liệt kê trong (bảng 1.2) phía đầu

của trục bánh có gia công lỗ chống tâm để thuận tiện dễ dàng cho việc định vị khi chế

tạo hoặc kiểm tra và sửa chữa, ngoài ra còn có lỗ ren để bắt giữ tấm chặn ngoài của ổ

lăn đầu trục (hình 1.8)

Lt

13 L3

biệt, được luyện trong lò điện với thành phần hoá học đòi hỏi nghiêm ngặt, như liêt kê

Bảng 1.2 Các kích thước trục bánh xe đầu máy D9E

1.3.1.3 Bánh xe đầu máy D9E

Hình dáng kích thước của bánh xe: Bánh xe của đầu máy D9E là loại bánh thép cán liền, bánh xe có hình dáng thể hiện trên (hình 1.9) Mỗi vị trí, kích thước tương ứng

công dụng riêng, nơi dầy nhất là moay-ơ có kích thước 137 mm Bề rộng mặt lăn bánh

xe là 110 mm cho phép trục bánh xe có dung sai giang cách trong và mức xê dịch dọc

Công dụng

Ký hiệu

Kích thước (mm)

Ký hiệu

Kích thước (mm)

Ngõng trục

Lắp ổ lăn đầu trục

Hình 1.9 Bánh xe đầu máy D9E

Thành phần hoá học của bánh xe: Bánh xe đƣợc chế tạo từ phôi thép cán, có thành phần một số nguyên tố cơ bản trong vật liệu làm phôi đƣợc liệt kê trong bảng

1.3 Trong bảng này có trích dẫn một số dữ liệu trong tài liệu tham khảo để tiện theo

giỏi so sánh

Bảng 1.3 Thành phần hoá học kim loại bánh xe đầu máy D 9E

Dữ liệu Hàm lƣợng các nguyên tố cơ bản đơn vị tính theo %

Trục bánh xe đầu máy D9E được thiết kế với phạm vi tốc độ chạy của đầu máy

từ 0112 km/h, phù hợp cho kéo tàu khách và cả tàu hàng Trục bánh xe đầu máy

D9E có khoảng cách dao động dọc trục (ngang) khá lớn, theo thiết kế tối đa là 15mm

với đặt điểm này trục bánh xe đầu máy D9E dễ dàng thông qua đường cong bán khính

nhỏ và ít bị mòn gờ bánh xe

1.3.2 Kết cấu của giá chuyển hướng đầu máy D13E

Đầu máy D13E là loại đầu máy diêzel truyền động điện, có công thức trục 3o-3o, như mục trên đã đề cặp đến Như vậy đầu máy D13E có 6 trục chủ động, được bố trí

vào hai giá chuyển hướng, mỗi giá chuyển hướng có ba trục bánh xe

3

2 6

7 7

8

1

Hình 1.10 Giá chuyển hướng đầu máy D13E

1 Bánh xe 4 Cối chuyển chính 7 Hệ lò xo đầu trục

2 Hộp đầu trục 5 Nồi hãm 8 Má giá

3 Cối chuyển phụ 6 Xà thăng bằng

Mỗi trục bánh xe của đầu máy D13E gồm 4 chi tiết (hình 1.10) Tất cả các chi tiết trên được lắp chặt, cứng vững bằng mối ghép có độ dôi

01 trục bánh (1) 01bánh răng thụ động hìh trụ (2)

02 bánh xe mâm đúc liền (3)

1.3.2.1 Kết cấu của bộ trục bánh xe D13E

728

889

1769,4 927

Hình 1.11 Trục bánh xe đầu máy D13E

Hình 1.12.Trục bánh xe đầu máy D13E

1.3.2.2.Trục (trục bánh)

Hình dáng kích thước: Trục bánh có dáng hình trụ nhiều bậc, như (hình 1.13), mỗi đoạn bậc có kích thước dài và đường kính khác nhau, tương ứng chúng có các

công dụng khác nhau được liệt kê trong (bảng 1.4) Phía đầu trục có gia công lỗ chống

tâm, ngoài ra có lỗ ren để bắt giữ tấm chặn ngoài của của ổ lăn đầu trục, tương tự như

đầu máy D9E (hình 1.13) Phần thân giữa trục cũng có kích thước theo tiêu chuẩn hoá

184,15 mm và cùng sử dụng bạc lót ổ đỡ ĐCĐK loại chuẩn A7 như đầu máy D9E

Lt Ba

R35

13 R27

Hình 1.13 Trục bánh đầu máy D13E

Bảng 1.4 Các kích thước trục bánh đầu máy D13E

Công dụng

Ký hiệu

Kích thước mm Ký hiệu

Kích thước mm

1.3.2.3 Bánh xe

Hình dáng kích thước: Bánh xe của đầu máy D13E là loại bánh thép liền mâm,

có hình dáng một khối trụ mỗi vị trí, kích thước tương ứng công dụng riêng, tương tự

như bánh xe đầu máy D9E (hình 1-14)

nhưng đòi hỏi cao về các yêu cầu độ bền, cũng như mức chịu quá tải ngắn hạn cua 3

trục bánh xe so với đầu máy D9E

Về gian cách theo thiết kế của nhà chế tạo khoảng cách giữa hai bánh xe là

9270,5 Điều này có nghĩa là khe hở làm việc của đôi bánh xe với đường ray bị hạn

chế rất nhỏ (Qui trình khai thác kỹ thuật đường sắt việt nam ấn định khoảng cách này

là 9240,3) Như vậy gian cách đôi bánh xe đầu máy D13E luôn sát giới hạn tối đa,

tương ứng với thiết kế này bề rộng làm việc của mặt lăn bánh xe là 90 mm, nhỏ hơn so

với chiều rộng mặt lăn bánh xe đầu máy D9E là 20 mm

Về ngõng trục cho phép nhỏ hơn ngõng trục của đầu máy D9E, vì khoảng cách tâm ổ lăn đầu trục đến tâm bệ vai trục ngắn hơn, điều đó phù hợp với lực uốn dầm

con-xon tác dụng lên ngõng trục của đầu máy D13E nhỏ hơn so với đầu máy D9E

Về đường kính bánh xe theo hạn độ của (bảng 3.6) , khoảng đường kính được ấn định cho phép là từ 882965mm Như vậy lượng dự trữ kích thước của mặt lăn bánh

xe đầu máy D13E nhỏ hơn nhiều so với đầu máy D9E Để đảm bảo không bị mòn mặt

lăn quá nhanh thì đầu máy D13E được thiết kế với tải trọng trục Pt=12 tấn/trục và các

động cơ điện kéo được ghép nối như trên, điều đó mang kết quả là sự tuôn trượt của

trục bánh xe đầu máy D13E khi kéo tải sẽ tuôn ít hơn đầu máy D9E

Ổ lăn đầu trục đầu máy D13E là loại ổ lăn đôi có con lăn hình trụ, đường kính nòng trong của ngõng trục là 120mm, và được lắp ghép với ngõng trục bằng phương

pháp nung nóng từ 250300oC (đầu máy D9E là 144,5mm) Trong kết cấu của giá

chuyển hướng cho phép sự dịch chuyển ngang của các trục bánh xe cũng nhỏ hơn so

với đầu máy D9E

Phần giữa trục cũng có kích thước theo tiêu chuẩn hoá và cùng sử dụng bạc lót ổ

đỡ ĐCĐK loại A7

1.3.3 Kết cấu của giá chuyển hướng đầu máy D19E

Đầu máy D19E là loại đầu máy diesel truyền động điện, có công thức trục 3o-3o, như mục trên đã đề cặp đến Như vậy đầu máy D19E có 6 trục chủ động, được bố trí

vào hai giá chuyển hướng, mỗi giá chuyển hướng có ba trục bánh xe nhưng đầu máy

D19E khác với hai loại đầu máy D9E và D13E là sữ dụng bầu dầu thanh kéo, và giá

chuyển hướng liên liên kết với giá xe thông qua các thanh kéo lớn và các cao su giam

chấn trung ương , khung giá chuyển hướng được làm từ thép hàn

Bánh xe Vòng chắn bụi Nút bơm dầu thủy lực

Bánh răng

Hình 1.15 Giá chuyển hướng đầu máy D19E

1.xà dọc 2 thùng mở 3 bánh xe 4 cao su giản chấn 5 thanh kéo lớn

Hình 1.17 Bộ Trục bánh xe đầu máy D19E

1 trục bánh 2 bánh răng truyền động 3 mâm bánh xe

Trục bánh xe là một khối trụ nhiều bậc, mỗi đoạn bậc có kích thước chiều dài và đường kính khác nhau, tương ưng với mỗi vị trí thì có công dụng khác nhau, phía hai

đầu trục có gia công lỗ chống tâm để thuận tiện cho việc định vị khi tiến hành sữa

chữa hay kiễm tra phía ngoài còn có ba lổ ren để bắt tấm chặn đầu trục của ồ lăn đầu

Công dụng

Ký hiệu

Kích thước

mm

Ký hiệu

Kích thước mm

Bệ bánh răng

Lắp bánh răng truyền động

D9E và D13E, nhưng trên phần moay-ơ có thết kế rảnh ép dầu, dùng ép đầu vào giữa

hai bề mặt khi lắp ép bánh xe và trục xe

135

Hình 1.19 Bánh xe đầu máy D19E

1.3.3.4 Đặc điểm làm việc

Đầu máy D19E là đầu máy hiện đại và công suất lớn 1900 mã lực nên có nhiều

ưu điểm hơn

Trục bánh xe đầu máy D19E được thiết kế với phạm vi tốc độ chạy của đầu máy

từ 0120 km/h, phù hợp cho kéo tàu khách tốc độ cao Trục bánh xe đầu máy D19E

sử dụng bầu dầu thanh kéo nên không có khe hở dọc vì vậy không có chi tiết hao mòn

do ma sát và đặc tính động lưc học được cải thiện, Khi qua đường cong, mối liên kết

giữa bánh xe và bầu dầu thanh kéo làm trục bánh chuyển động tự do hơn làm giảm góc

xô đầu máy giúp đầu máy chuyển động êm dịu hơn

Bảng 1.6 Thành phần hoá học của vật liệu chế tạo bánh xe đầu máy D19E

1.3.4 So sánh các thông số cơ bản của trục bánh xe đầu máy D9E, D13E và D19E

Hình 1 20 Trục bánh xe đầu máy kiểu tựa trục của D9E, D13E và D19E

* Đường kính vong lăn bánh xe và lượng dự trữ kích thước mặt lăn:

Lượng dự trữ kích thước mặt lăn phụ thuộc hạn độ cho phép của đường kính bánh xe DmaxDmin Mặt khác khoảng cách này phụ thuộc vào đặc tính của MFĐC,

đặc tính của ĐCĐK và khả năng truyền momen giữa ĐCĐK với bánh xe Đặc biệt

đường kính bánh xe phải đảm bảo phù hợp phân bố về dải tốc độ và dải công suất giữa

động cơ

Bảng 1.7 Kích thước bánh xe đầu máy D9E và D13E và D19E

máyD13E mm

Bánh xe đầu máyD9E mm

Bánh xe đầu máyD19E mm

Bảng 1.8 So sánh các thông số cơ bản của trục bánh xe đầu máy D9E, D13E và D19E

TT Thông số (đơn vị

kích thước mm) Ký hiệu

Đầu máy D9E

Đầu máy D13E

Đầu máy D19E

1 Gian cách giữa hai

(SKF) Con lăn trụ

(SKF) Con lăn trụ

11

Đường kính thân giữa trục (nơi lắp bạc lót ĐCĐK)

dg 184,15180 184,15180 184

12 Cỡ bạc lót ổ đỡ

Chương 2 HAO MÒN, HƯ HỎNG CÁC CHI TIẾT BỘ TRỤC BÁNH XE ĐẦU MÁY D9E, D13E VÀ D19E

2.1 Hao mòn, hư hỏng các chi tiết bộ trục bánh xe đầu máy

Bộ trục bánh xe đầu máy là chi tiết quan trọng trong bộ phận chạy của đầu máy

đồi với đầu máy D9E, D13E và D19E có rất nhiều dạng hư hỏng, như thân trục bị cào

xước, cổ trục bị mòn, trục bị cong vênh và hư hỏng ở cặp bánh răng truyền động, ta có

thể phân chia các hư hỏng làm ba khu vực theo chi tiết là bánh xe, trục bánh và bánh

răng truyền động

2.1.1 Các hư hỏng đối với trục bánh

Trong các chi tiết hợp thành bộ trục bánh xe thì các hư hỏng bình thường do hao

mòn của trục bánh là ổn định nhất Vì các bề mặt lắp ghép của trục với hai bánh xe và

bánh răng là lắp chặt, duy nhất có thân giữa trục với bạc lót là mối ghép lỏng và có chế

độ bôi trơn thuỷ động, cường độ hao mòn của kích thước này rất nhỏ Sau đây ta chỉ

đề cập các hư hỏng bất thường (tai nạn) của trục đã xảy ra như:

-Cào xước thân giữa trục, vị trí lắp ổ đỡ ĐCĐK, do chế độ bôi trơn không đảm bảo hoặc hư hỏng của bạc lót như tróc lớp chịu mòn, mạt kim loại lẫn vào màng dầu

bôi trơn làm lây lan sự cạo xước nhanh chóng, do gẩy lò xo tâm bông dẩn đến tâm

bông không tiếp xuc với trục do nước lẩn vào dầu bôi trơn làm giãm khả năng bôi

trơn của dầu

- Cổ trục bị mòn, do nòng trong của ổ lăn đầu trục xoay, nguyên nhân thường là

độ dôi lắp chặt giữa hai bề mặt chi tiết trên không đảm bảo

- Cong trục do tai nạn chạy tàu như trật bánh, đỗ tàu

- Nứt do mỏi hoặc tải trọng lớn do quá trình làm việc

2.1.2 Các hư hỏng đối với bánh xe

Bánh xe là chi tiết quan trọng và bị hao mòn nhiều nhất, dẫn đến hay phải tiện khôi phục biên dạng mặt lăn, cuối cùng đi đến thay thế cả bánh xe Nguyên nhân là do

quá trình vận hành, mặt lăn bánh xe làm việc ở điều kiện nặng nhọc, do ma sát giữa

các bề mặt tiếp xúc của mặt lăn bánh xe với mặt đỉnh ray, và gờ bánh xe với hông ray

Ngoài ra mặt lăn còn hao mòn do sức kéo bám phát huy không đồng đều giữa các bánh

xe, do bánh xe dịch chuyển theo phương ngang bởi hiện tượng chuyển động rắn bò của

đầu máy gây mòn gờ và mặt lăn bánh xe, ngoài ra mặt lăn bánh xe cũng mòn do hãm

đầu máy, hiện tượng lồng bánh xe, ngoài ra bánh xe khi vận hành trên đường gặp phải

chướng ngại vật như đá,v.v… thường phát sinh ứng suất tiếp xúc rất lớn với đường

ray, có khi vượt quá giới hạn chảy Ngoài ra bánh xe thường bị trượt, làm mài mòn

mặt lăn quá nhanh, sự trượt của mặt lăn bánh xe với ray thường thường xảy ra khi

bánh xe tịnh tiến lăn theo ray Nguyên nhân gây ra sự tuôn trượt này bao gồm:

Đối với gờ bánh xe: Gờ bánh xe là 1 phần của mâm bánh có chức năng dẫn hướng đầu máy vì vậy gờ bánh xe cũng rất bị hư hỏng

- Gờ bánh xe mòn do cấu tạo, do bán kính cong của đường ray nhỏ (không khắc phục được), mặt khác kết cấu giá chuyển hướng đầu máy D13Evà D19E là 3o-3o (3

bánh xe trên cùng bogie nên khả năng thông qua đường cong cũng khó hơn Khi vào

đường cong lực dẫn hướng tác dụng làm lợi bánh xe mao mòn, cự li giá chuyển hướng

càng lớn thì lực dẫn hướng càng lớn và lợi bánh xe càng mòn hơn

- Do quá trình bảo dưỡng và sửa chữa đầu máy tại xưởng cũng làm ảnh hưởng tới quá trình hao mòn lợi bánh xe như chất lượng của việc hàn đắp lợi bánh xe (chất lượng

que hàn, thuốc hàn) do khe hở của hộp đầu trục theo phương vuông góc với đường ray

khi vào sửa chữa cân chỉnh không đều, do hệ thống giảm chấn làm việc không tốt làm

dao động ngang, dọc lớn cũng gây mòn bánh xe

- Do quá trình vận dụng của đầu máy trên đường khi bánh xe vào đường cong tốc

độ đầu máy càng lớn, bán kính cong càng nhỏ thì lợi bánh cũng mòn nhiều

-Do kết cấu hình học: Mặt lăn bánh xe không phải lúc nào cũng phù hợp với nhu cầu vào đường cong của đầu máy Ta biết rằng bánh xe tiếp xúc với ray không phải ở

một điểm mà trên bề mặt rộng có diện tích khoảng 2,5 cm2, vì dạng hình học của mặt

lăn bánh xe có độ côn, nên những điểm nằm trên đường tròn có đường kính nhỏ, sẽ có

vận tốc tiếp tuyến nhỏ hơn so với những điểm nằm trên đường tròn có đường kính lớn

Trong khi đó bánh xe quay với một tốc độ góc xác định, như vậy hai điểm cùng nằm

trên mặt lăn của bánh xe lại có vận tốc tiếp tuyến khác nhau và phải thực hiện quãng

đường dài như nhau, điều này không thể chấp nhận được

Vì thế trục bánh xe có sự tự điều chỉnh tốc độ cho các điểm nằm trên mặt lăn bánh xe khi lăn theo ray sẽ thực hiện được chiều dài là như nhau Sự tự điều chỉnh này

thông qua việc “trượt” tương đối giữa các điểm nói trên với đường ray, sự trượt này

gây ra sức cản cơ bản Theo thí nghiệm sức cản cơ bản gây ra độ ma sát phụ trong

trường hợp này dạt 0,1 KG/T Nếu ở giai đoạn khởi động, giá trị sức cản này tăng lên

ngang, về phía phải hay phía trái tuỳ thuộc vào kết cấu của đường và bộ phận chạy, mà

dẫn đến sự trượt ngang và dọc của mặt lăn Sự trượt này cũng là một trong các nguyên

nhân gây ra hao mòn mặt lăn và gờ bánh xe

Sự sai sót trong chế tạo: Việc sửa chữa biên dạng mặt lăn và lắp ráp cụm bánh xe không chính xác cũng làm tăng sự trượt phụ và cũng là nguyên nhân gây ra hao mòn

Dưới đây là mơt số hình biêu thị các biên dạng hao mịn mặt lăn và gờ bánh xe

Vòng lăn bánh xe Vùng mòn lợi và mặt lăn

Hình2.1 Hao mịn mặt lăn và gờ bánh xe

Vòng lăn bánh xe Vùng mòn lợi

Hình2.2: Hao mịn gờ bánh xe

Vùng mòn lõm vòng lăn bánh xe

Hình 2.3: Mịn lõm mặt lăn bánh xe

2.1.3 Các hư hỏng đối với bánh răng truyền động

Điều kiện làm việc của bánh răng truyền động khá nặng nhọc vì phải truyền momen lớn Ma sát giữa hai bánh xe là loại ma sát hỗn hợp, bao gồm cả ma sát lăn và

ma sát trượt, ma sát ướt và ma sát nữa ướt Trong quá trình bánh răng làm việc, tỷ lệ

giữa ma sát khơ và ma sát ướt khơng ổn định, tốc độ dịch chuyển, lực tác dụng và các

nhân tố tác động luơn thay đổi Khi tốc độ dịch chuyển càng lớn, tỷ lệ ma sát ướt tăng

thì hệ số ma sát giảm xuống Ngược lại khi tốc độ dịch chuyển giảm thì ma sát xảy ra

ở dạng nửa ướt và hệ số ma sát tăng Qua những đặc điểm này, ta thấy sự mài mịn của

bánh răng là quá trình phức tạp và khơng ổn định

Mặt khác răng bị mịn là nguyên nhân chủ yếu làm cho bánh răng mất khả năng làm việc và bị loại bỏ Căn cứ vào đặt tính hao mịn của bánh răng cĩ thể chia mặt răng

ra thành ba khu vực hao mịn theo chiều cao răng

1 Khu vực vịng trịn chia: Đây là khu vực mịn nhiều nhất

2 Phần trên vịng trịn chia: Khu vực này (gồm cả đỉnh răng) mịn tương đối ít

3 Khu vực từ vịng trịn chia xuống tới chân răng: Khu vực này khơng mịn nhiều lắm

Do bị hao mịn trong ba khu vực này cĩ thể hình thành một số nếp nhăn bề mặt

mà cĩ khi mắt thường cũng cĩ thể nhìn thấy được Ở khu vực thứ hai chiều cao của

nếp nhăn lớn nhất có thể đạt tới trị số 0,5 2,5 mm và ở khu vực thứ ba khoảng 0,035

mm Những nếp nhăn này là đặt trưng của bề mặt ma sát trượt Còn khu vục thứ nhất

thì hơi khác với khu vực kia, bề mặt của vùng này có đặt tính kim loại được đánh

bóng, nếp nhăn có chiều cao lớn nhất chỉ vào khoảng 0,10,2 mm và đó là đặt trưng

của bề mặt ma sát lăn

Các quy luật hao mòn của bánh răng chứng tỏ quy luật mòn có liên quan tới tốc

độ dịch chuyển Kết cấu kim tương của chân răng thay đổi, độ hao mòn lớn chứng tỏ

đấy là dạng hao mòn do nhiệt Nhiệt độ tăng là tốc độ dịch chuyển ở chân răng lớn và

hướng trượt ngược với hướng lăn của bánh răng Ta thấy ở khu vực vòng tròn chia của

mặt răng có độ cứng cao, ứng suất dư lớn, độ sâu lớp ứng suất do vậy có thể kết luận

rằng bộ phận này biến dạng dẻo tương đối lớn Khi bề mặt răng bị cường hoá (biến

cứng) thì gây ra ứng suất dư lớn Đến mức nào đó ứng suất dư vượt quá giới hạn bền

của kim loại thì bề mặt răng có thể xuất hiện các vết nứt, sau đó dẫn đến bể vở răng

Đặt trưng của sự hư hỏng này là các vết nứt tế vi và các vết lõm , độ sâu của các vết nứt tế vi hoặc các vết lõm này bằng chính chiều dày của lớp ứng suất dư Hầu hết

tất cả các vết nứt đều song song với hình dạng của răng và những đặt trưng này điều

do ma sát gây nên, do vậy ở vòng tròn chia chủ yếu xuất hiện dạng mòn lõm khá rõ

Tính chịu mòn của bánh răng quyết định bởi trị số mòn và kiểu dạng mòn trên đây của

khả năng gây ra sự kết dính các bề mặt, thậm chí làm hai bánh răng bị kẹt nhau

Bề mặt lăn bị mòn dính không phải chỉ do tác động của tốc độ di chuyển mà còn

do tác động của tải trọng (hoặc áp lực đơn vị) lên bánh răng Khi mặt lăn bị áp suất lớn

nó có thể bị mẻ hoặc tróc vỡ, mà nếu vẫn tiếp tục làm việc thì do tác động qua lại mà

hệ số ma sát càng tăng và làm cho mòn dính càng tăng lên Hai hiện tượng này tương

Đối với bánh răng thụ động của trục bánh xe, khi có vết nứt nhỏ mặt đầu bánh răng, chiều dài lớn hơn 50 mm, sâu hơn 2 mm và các vết nứt nhỏ xuất phát từ mặt răng

và từ hốc chân răng lớn hơn 6 mm ta phải thay thế Khi vết nứt có chiều dài nhỏ hơn

và nông hơn ở trên mặt đầu bánh răng cho phép khắc phục bằng phương pháp mài

vận tải Sự hao mòn hư hỏng của đôi bánh xe gây ảnh hưởng rất lớn tới quá trình làm

việc của đầu máy, đặc biệt đối với loại đầu máy Diesel truyền động điện như D9E,

D13E và D19E vì trong điều kiện vận dụng kéo tàu ở phía Nam của ĐƯỜNG SẮT

THỐNG NHẤT, về mùa mưa thường có lượng mưa lớn, Đường sắt phải đi qua rừng

núi phía Nam Trung Bộ có độ dốc cao thêm ảnh hưởng hao mòn của trục bánh xe với

sự làm việc của đầu máy càng rõ

2.2.1 Ảnh hưởng do mòn nhỏ đường kính bánh xe

Gây tăng số vòng quay của bánh xe:

Cùng một quảng đường như nhau thì bánh xe có đường kính nhỏ phải quay nhiều vòng hơn bánh xe có đường kính lớn

Ví dụ: Với cự ly chạy 100.000 km của đầu máy D9E Khi bánh xe đường kính 1016 mm phải quay 31.345.604 vòng

Khi bánh xe đường kính còn 900 mm thì phải quay 35.385.704 vòng

Như vậy: Với cùng một vận tốc chạy tàu cho phép, thì các trục bánh xe có đường kính nhỏ sẽ kéo theo các bộ phận tham gia chuyển động quay của bánh xe như

hai ổ lăn đầu trục và 2 ổ lăn đỡ rôto ĐCĐK cũng phải quay với vận tốc góc khá lớn, có

thể gây quá tải về vòng quay Các ổ lăn này rất dễ bị vượt tốc độ quay cho phép, đặt

biệt là ổ đỡ rôto ĐCĐK, do có tỷ số truyền của trục bánh xe với bánh răng thụ động

xấp xỉ gấp 5 lần

- Tương tự cổ góp ĐCĐK sẽ bị mòn nhanh hơn

- Độ cao lắp đặt của ĐCĐK bị hạ thấp sát mặt đường, dễ bị va quẹt các chướng

- Bán kính xe mòn nhỏ làm cho độ bền của bánh xe giảm

- Tốc độ hao mòn mặt lăn bánh xe tăng nhanh (tỷ lệ nghịch đường kính bánh xe)

Bảng 2.1 So sánh vòng quay làm việc của các bộ phận theo đường kính bánh xe

Đường kính

bánh xe mm

Số vòng quay trục bánh xe khi đầu máy chạy 60km/h (vòng/phút)

Số vòng quay của trục bánh xe khi đầu máy chạy 100.000 km (triệu vòng)

Số vòng quay trục Rôto ĐCĐK khi đầu máy chạy 60km/h (vòng/phút)

2.2.2 Ảnh hưởng hao mòn gờ bánh xe đến vận hành của đầu máy

- Đầu máy bị lắc ngang: Khi gờ bánh xe bị mòn, khe hở làm việc giữa cặp bánh

với 2 ray tăng lên, làm cho biên độ các dao động theo phương ngang của đầu máy sẽ lớn Kết quả là đầu máy bị lắc ngang nhiều va mạnh hơn Kể cả chuyển đông

“rắn bò” là chuyển động đặt trưng của phương tiện đường sắt, cũng không dễ dàng ổn

định, mà cũng bị dao động qua lại cọ gờ bánh xe vào hai hông đường ray Hay nói

cách khác, sự hao mòn gờ bánh xe làm tăng tần số và biên độ dao động ngang của trục

bánh xe và giá chuyển hướng, dẫn đến gia tăng cường độ hao mòn gờ và mặt lăn, do

bánh xe bị trượt theo phương ngang trên mặt ray

- Gây ra sức cản phụ: Khi đầu máy chuyển động vào đường cong phụ tải các má

trượt chịu mòn tăng, sinh ra các ma sát cản trở chuyển động bình thường của đầu máy

- Hao mòn bề mặt bạc lót ổ đỡ ĐCĐK và trục bánh xe tăng, do trục bánh xe bị

dao động ngang nhiều hơn bình thường

- Ảnh hưởng an toàn chạy tàu: Mòn gờ bánh xe có thể gây trật bánh ành hưởng

nghiêm trọng an toàn của đầu máy, nếu không kiểm tra có biện pháp xử lý kịp thời có

thể dẫn đến nứt vỡ gờ bánh xe gây tai nạn chạy tàu

- Các lực xung kích cộng hưởng gây quá tải cho các cơ phận dưới lò xo nói

chung và hệ lò xo nói riêng

2.2.3 Ảnh hưởng của hao mòn biên dạng mặt lăn

Quan trọng nhất của biên dnạg mặt lăn là độ côn của nó, trong quá trình đầu máy