Báo cáo khoa học: "Xác định các yếu tố ảnh h-ởng đến độ mài mòn gờ mặt lăn bánh xe"

Chia sẻ: Nguyễn Phương Hà Linh Linh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

56
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tóm tắt: Bài báo phân tích, xác định những nhân tố ảnh h-ởng đến mài mòn gờ bánh xe thông qua khảo sát đặc điểm mài mòn gờ bánh xe trên mỗi trục của các loại toa xe. Trình bầy biện pháp giảm thiểu mài mòn gờ bánh xe và kéo dài thời gian làm việc của bộ trục bánh.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo khoa học: "Xác định các yếu tố ảnh h-ởng đến độ mài mòn gờ mặt lăn bánh xe"

X¸c ®Þnh c¸c yÕu tè ¶nh h−ëng ®Õn ®é mμi mßn gê mÆt l¨n b¸nh xe PGS. TS. vò duy léc Bé m«n §Çu m¸y - Toa xe Khoa C¬ khÝ - Tr−êng §¹i häc GTVT Tãm t¾t: Bμi b¸o ph©n tÝch, x¸c ®Þnh nh÷ng nh©n tè ¶nh h−ëng ®Õn mμi mßn gê b¸nh xe th«ng qua kh¶o s¸t ®Æc ®iÓm mμi mßn gê b¸nh xe trªn mçi trôc cña c¸c lo¹i toa xe. Tr×nh bÇy biÖn ph¸p gi¶m thiÓu mμi mßn gê b¸nh xe vμ kÐo dμi thêi gian lμm viÖc cña bé trôc b¸nh. Summary: Based on the stuties of abrasion properties of flange and figures out, this article analyses factors causing abrasion of flange. This article also provides solution to reduce abrasion of flange and enhance durability of the wheel-set. i. ®Æt vÊn ®Ò Trong thùc tÕ vËn dông ®Çu m¸y, toa xe, do t¸c dông t−¬ng hç gi÷a ®−êng vµ ®oµn tÇu chuyÓn ®éng xuÊt hiÖn øng suÊt tiÕp xóc t¹i ®iÓm tiÕp xóc gi÷a b¸nh xe vµ ray. Khi b¸nh xe chuyÓn ®éng trªn ®−êng ray sÏ xÈy ra c¸c hiÖn t−îng: mµi mßn tù nhiªn bÒ mÆt lµm viÖc; biÕn CBA d¹ng dÎo, ph¸ hñy mái; láng d¬ mèi ghÐp liªn kÕt b¨ng ®a vµ lßng b¸nh, moay ¬ vµ trôc. Trôc b¸nh trong qu¸ tr×nh lµm viÖc chÞu t¸c dông cña t¶i träng tÜnh, t¶i träng ®éng, øng suÊt uèn, øng suÊt nÐn, t¶i träng va ®Ëp gi÷a b¸nh xe vµ ray truyÒn ®Õn… Qu¸ tr×nh vËn hµnh bé trôc b¸nh xe ph¸t sinh c¸c d¹ng h− háng: - Ch¸y hép trôc b¸nh xe (ch¸y bÇu dÇu æ trôc l¨n hoÆc æ trôc tr−ît); - GÉy trôc do hiÖn t−îng mái ph¸t sinh hoÆc do qu¸ t¶i; - Láng vµnh b¨ng ®a, moay ¬ b¸nh xe (do mèi ghÐp bÞ láng, do hiÖn t−îng bã h·m…); - Mßn vÑt côc bé mÆt l¨n b¸nh xe; - Bong, rép, trãc mÆt l¨n b¸nh xe do qu¸ tr×nh h·m ph¸t sinh; - Níi réng mÆt l¨n b¸nh xe, lµm mÊt ®é c«n b¸nh xe; - Mµi mßn gê vµ lµm nhän gê b¸nh xe. N¨m d¹ng h− háng ®Çu ¶nh h−ëng bëi yÕu tè chñ quan cña con ng−êi trong chÕ t¹o, söa ch÷a, b¶o d−ìng vµ sö dông vËt liÖu chÕ t¹o bé trôc b¸nh. Nh÷ng d¹ng h− háng nµy cã kh¶ n¨ng kh¾c phôc. Hai d¹ng h− háng cuèi lµ h×nh thøc h− háng tù nhiªn sinh ra do qu¸ tr×nh tiÕp xóc gi÷a b¸nh xe vµ ray. Theo kÕt qu¶ thèng kª ph©n tÝch 892 bé trôc b¸nh ®−a vµo söa ch÷a møc ®é mµi mßn trung b×nh gê b¸nh xe lµ 6,82mm; mµi mßn trung b×nh mÆt l¨n lµ 2,92mm so víi kÝch th−íc thiÕt kÕ. Tû lÖ mµi mßn gê b¸nh xe so víi mµi mßn mÆt l¨n b¸nh xe lµ 2,15:1. Theo nguyªn t¾c kü thuËt vËn hµnh cña ngµnh §−êng s¾t kh«ng cho phÐp toa xe trong ®oµn tÇu chuyÓn ®éng tån t¹i nh÷ng h− háng, mµi mßn qu¸ h¹n ®é cho phÐp lµm ¶nh h−ëng ®Õn an toµn vËn hµnh ®oµn tÇu. V× vËy, cÇn nghiªn cøu biÖn ph¸p gi¶m thiÓu mµi mßn gê mÆt l¨n b¸nh xe.
ii. X¸c ®Þnh mμi mßn mÆt l¨n vμ gê b¸nh xe X¸c ®Þnh l−îng mµi mßn gê vµ mÆt l¨n b¸nh xe (so víi kÝch th−íc thiÕt kÕ chÕ t¹o) b»ng ph−¬ng ph¸p ®o thùc tÕ vµ thèng kª l−îng mµi mßn. C¸c cÆp trôc b¸nh xe khi ®−a toa xe vµo söa ch÷a ®Þnh kúcÇn ph¶i lËp biªn b¶n gi¶i thÓ, kiÓm tra kü thuËt bé trôc b¸nh xe. ChiÒu dÇy gê b¸nh xe nguyªn h×nh khæ ®−êng 1000mm lµ 30mm; chiÒu cao gê b¸nh xe nguyªn h×nh lµ 27mm. Tõ kÕt qu¶ ®o 634 bé trôc b¸nh toa xe hµng söa ch÷a ë C«ng ty xe löa Gia l©m vµ XÝ nghiÖp söa ch÷a toa xe Yªn Viªn; 892 lÇn ®o l−îng mµi mßn theo biªn b¶n gi¶i thÓ trong hå s¬ söa ch÷a toa xe cña c¸c XÝ nghiÖp, C«ng ty söa ch÷a toa xe kh¸ch, toa xe hµng, cã thÓ xö lý c¸c sè liÖu trªn ®Ó ®−a ra c¸c kÕt luËn. Xö lý kÕt qu¶ ®o theo ph−¬ng ph¸p s¸c xuÊt th«ng kª x¸c ®Þnh gi¸ trÞ trung b×nh X , ®é ph©n t¸n σ ; ®é chÝnh x¸c gi¸ trÞ ®o v theo c«ng thøc: ( ) I′=1 X i − X .n i n σ X i .n i n X=∑ ; σ= i ; v = .100% . I′=1n i n i=1 X ∑ ni i i =1 H×nh 1 lµ ®å thÞ x¸c ®Þnh sè lÇn ®o tèi thiÓu Nmin ®Ó ®¶m b¶o ®é tin cËy kÕt qu¶ tÝnh theo ⎡ν ⎤ quan hÖ f = ⎢ ⎥ . ⎣ξ⎦ Trong ®ã: ni - sè l−îng kho¶ng giíi h¹n gi¸ trÞ ®o. i = 1,2,3…n; X - trÞ sè trung b×nh c¸c ®¹i l−îng ®o trong kho¶ng thø i; ξ - sai sè cho phÐp. ξ = 3 ÷ 5%. Nmin CBA 120 100 80 60 ν f=[ ] x 40 20 0 1 2 4 3 f 5 H×nh 1. a. KÕt qu¶ ®o 643 bé trôc b¸nh toa xe ®−a vµo söa ch÷a t¹i C«ng ty xe löa Gia L©m vµ XÝ nghiÖp toa xe Yªn Viªn. - ChiÒu dÇy cßn l¹i gê b¸nh xe khi ®−a toa xe vμo söa ch÷a Kho¶ng ph©n 20 ÷ 21 21,5 ÷ 22 22,5 ÷ 23 23,5 ÷24 24,5 ÷ 25 25,6 ÷ 26,5 27÷ 28,5 bè kÝch th−íc ni = 1 ÷ 7 36 98 144 186 53 42 20 X i (i=1÷ 7) 20,5 21,75 22,75 23,75 24,75 26 27,75 L−îng mµi mßn 9,5 8,25 7,25 6,25 5,25 4 2,25 t−¬ng øng
- ChiÒu cao gê b¸nh xe (mm) 27,5 ÷ 27,75 28 ÷ 28,5 29 ÷ 30 Kho¶ng ph©n bè kÝch th−íc ®o ®−îc ni = 1 ÷ 7 189 332 113 X i (i=1÷ 7) 27,625 28,25 29,5 L−îng mµi mßn t−¬ng øng 0,625 1,25 2,25 b. KÕt qu¶ ®o 842 bé trôc b¸nh theo biªn b¶n gi¶i thÓ trong hå s¬ söa ch÷a toa xe cña c¸c XÝ nghiÖp, C«ng ty söa ch÷a toa xe kh¸ch, toa xe hµng - ChiÒu dÇy cßn l¹i gê b¸nh xe khi ®−a toa xe vμo söa ch÷a Kho¶ng ph©n 19 ÷ 20 20,5 ÷ 21,5 22 ÷ 23 23,5 ÷ 24 24,5 ÷ 25 25,6 ÷ 26,5 27 ÷ 28,5 bè kÝch th−íc ni = 1 ÷ 7 65 120 23,5 296 74 52 50 X i (i=1÷ 7) 19,5 21 22,5 23,75 24,75 26 27,75 L−îng mµi mßn 10,5 9 7,5 6,25 5,25 4, 2,25 t−¬ng øng - ChiÒu cao gê b¸nh xe khi ®−a toa xe vμo söa ch÷a 27,5 ÷ 28,75 29 ÷ 30,75 30 ÷ 30 Kho¶ng ph©n bè kÝch th−íc ®o ®−îc ni = 1 ÷ 7 127 106 159 X i (i=1÷ 7) 28,125 29,875 31,5 L−îng mµi mßn t−¬ng øng 1,125 2,875 4,5 c. Ph©n tÝch kÕt qu¶ ®o cho thÊy Mµi mßn gê mÆt l¨n lín nhÊt xuÊt hiÖn trªn nh÷ng b¸nh xe cã ký hiÖu lÎ (1,3,5,7) chiÕm 70 ÷ 75% chiÒu dÇy gê b¸nh xe 19 ÷ 22mm, trung b×nh lµ 21,45mm. Trong ®ã, mµi mßn xuÊt hiÖn trªn gê b¸nh sè 1,5 nhiÒu h¬n so víi gê b¸nh xe cßn l¹i. Mµi mßn gê b¸nh xe nhá xuÊt hiÖn trªn gê b¸nh xe cã ký hiÖu sè ch½n (6,8,4,2); chiÒu dÇy CBA gê cßn l¹i 24 ÷ 25mm. iii. Ph©n tÝch nguyªn nh©n g©y nªn mμi mßn gê vμ mÆt l¨n b¸nh xe Theo kÕt qu¶ nghiªn cøu mµi mßn gê vµ mÆt l¨n b¸nh xe x¸c ®Þnh theo quy luËt biÓu diÔn trªn h×nh 2. mm 6 4 2 0 40 80 120 160 200 103.km H×nh 2. Quy luËt mµi mßn gê vµ mÆt l¨n b¸nh xe Møc ®é mµi mßn mÆt l¨n vµ gê b¸nh xe phô thuéc sè km ®oµn tÇu vËn hµnh. Mµi mßn ®−îc biÓu hiÖn ë sù thay ®æi chÊt l−îng bÒ mÆt, kÝch th−íc h×nh häc mÆt l¨n b¸nh xe. Nh÷ng nh©n tè chñ yÕu ¶nh h−ëng quyÕt ®Þnh tíi mµi mßn lµ: tèc ®é tr−ît ¸p lùc; nhiÖt ®é; biÕn d¹ng vµ b«i tr¬n; quan hÖ gi÷a ®é cøng gi÷a mÆt l¨n b¸nh xe vµ ®Ønh ray. HiÖn t−îng mµi mßn mÆt l¨n
vµ gê b¸nh xe ®−îc biÓu diÔn trªn h×nh 3. H×nh 3. D¹ng mµi mßn pr«phin b¸nh xe Mµi mßn lín nhÊt pr«phin b¸nh xe lµ gê b¸nh, bé phËn mÆt l¨n cã ®é c«n 1 : 20. Khi ®oµn tÇu th«ng qua ®−êng cong th× gê b¸nh vµ phÇn c«n 1 : 20 tiÕp xóc vµ ¸p s¸t vµo nÊm ray g©y ra hiÖn t−îng tr−ît gi÷a gê b¸nh xe vµ mÆt bªn h«ng ray sinh ra mµi mßn víi c−êng ®é nhanh h¬n so víi mÆt l¨n. iv. BiÖn ph¸p lμm gi¶m thiÓu mμi mßn mÆt l¨n b¸nh xe vμ kÐo dμi thêi gian lμm viÖc cña bé trôc b¸nh 1. Hoµn thiÖn kÕt cÊu gi¸ chuyÓn h−íng: §Ó gi¶m sù rµng buéc cña gi¸ chuyÓn h−íng khi toa xe chuyÓn ®éng trªn ®−êng cong ®èi víi thiÕt bÞ quay cña bé trôc b¸nh xe, khung gi¸ chuyÓn h−íng cÇn cã ®é tù do lín trong mÆt ph¼ng ngang, nghÜa lµ m¸ gi¸ chuyÓn h−íng cÇn cã ®é dÞch chuyÓn tù do t−¬ng ®èi gi÷a chóng víi nhau hoÆc chuyÓn dich gi¸ chuyÓn h−íng. Khi toa xe chuyÓn ®éng trªn khu vùc ®−êng th¼ng, gi¸ chuyÓn h−íng cÇn cã ®é tù do lín CBA ®èi víi xµ nhón trong mÆt ph¼ng n»m ngang ®Ó gi¶m chuyÓn ®éng quay cña cÆp trôc b¸nh xe vµ lùc ngang. Gi¸ chuyÓn h−íng sö dông thanh kÐo ®µn håi liªn kÕt khung gi¸ víi cÆp trôc b¸nh, trÞ sè lùc kÐo ban ®Çu ®−îc lùa chän tõ ®iÒu kiÖn kh«ng lµm thay ®æi th«ng sè h×nh häc, vÞ trÝ b¸nh xe t−¬ng ®èi víi gi¸ chuyÓn h−íng khi chuyÓn ®éng trªn khu vùc ®−êng th¼ng - kh«ng Ðp gê b¸nh xe. Khi chuyÓn ®éng trªn ®−êng cong, cã lùc Ðp gê b¸nh xe vµo ray, lùc bªn ngoµi t¸c dông lín h¬n trÞ sè ban ®Çu cña liªn kÕt ®µn håi bé trôc b¸nh víi m¸ gi¸ chuyÓn h−íng. Hay nãi c¸ch kh¸c, cÆp trôc b¸nh xe trong tr−êng hîp nµy cã ®é dÞch chuyÓn tù do trªn ®−êng ray lín vµ dÔ dµng. - Sù dÞch chuyÓn phï hîp sÏ gi¶m lùc ngang vµ mµi mßn gê b¸nh xe, mµi mßn mÆt bªn trong ®Çu gê nÊm ray. - T¨ng kho¶ng c¸ch trôc trong gi¸ chuyÓn cã t¸c dông gi¶m mµi mßn gê b¸nh xe v× khi ®ã t¨ng chiÒu dµi b−íc sãng chuyÓn ®éng r¾n bß. 2. Sö dông c«ng nghÖ ®Ó lµm gi¶m mµi mßn b¸nh xe - B«i tr¬n gê b¸nh xe b»ng vËt liÖu b«i tr¬n cøng. Ph−¬ng ph¸p b«i tr¬n gê b¸nh xe ®−îc tiÕn hµnh nghiªn cøu tõ vËt liÖu tr¬n cøng tiÕp xóc trªn bÒ mÆt gê b¸nh xe. - B«i tr¬n gê b¸nh xe theo nguyªn lý mao dÉn. Ph−¬ng ph¸p sö dông chÊt b«i tr¬n láng vµ ®−îc ®iÒu khiÓn b»ng giã Ðp. Nh÷ng ph−¬ng ph¸p b«i tr¬n nµy ®¶m b¶o n©ng cao kh¶ n¨ng chèng mßn bÒ mÆt lµm viÖc gê b¸nh xe vµ ray, gi¶m chi phÝ vËt liÖu b«i tr¬n. 3. N©ng ®é cøng bÒ mÆt tiÕp xóc cña b¸nh xe Sö dông c«ng nghÖ l¨n Ðp gê b¸nh xe trong qu¸ tr×nh söa ch÷a ®Ó n©ng cao ®é cøng bÒ
mÆt tiÕp xóc cña gê b¸nh xe víi ray b»ng ph−¬ng ph¸p gia c«ng nhiÖt bÒ mÆt lµm viÖc cña b¸nh xe. 4. N©ng cao ®é cøng b¸nh xe vµ ray N©ng cao ®é cøng b¸nh xe vµ ray trªn c¬ së x¸c ®Þnh ®é bÒ t−¬ng ®èi cña b¸nh xe vµ ®Ønh 1,2 1,4 ray, lùa chän quan hÖ ®é cøng b¸nh xe vµ ®Ønh ray tõ ®Õn .Xem h×nh 4. 1 1 σ HB B M∏a 360 1000 B¸nh toa 340 B¸nh toa xe hµng 900 xe hµng 320 800 Ray Ray 300 700 H×nh 4. Quan hÖ gi÷a ®é cøng b¸nh xe vµ ®Ønh ray v. KÕt luËn KÕt qu¶ thèng kª ph©n tÝch l−îng mµi mßn cña 1535 gê b¸nh xe vµ mÆt l¨n b¸nh xe khi CBA ®−a toa xe vµo nhµ m¸y söa ch÷a cho thÊy: h− háng chñ yÕu b¸nh xe lµ mµi mßn; møc ®é mµi mßn trung b×nh gê b¸nh xe lµ 6,82mm; mÆt l¨n lµ 2,92mm. Tû lÖ t−¬ng ®èi l−îng mµi mßn gê vµ mÆt l¨n b¸nh xe lµ 2,15:1. Chi phÝ söa ch÷a bé trôc b¸nh chiÕm 30% tæng chi phÝ khi ®−a toa xe vµo söa ch÷a. Nh− vËy, lµm gi¶m hiÖu qu¶ kinh tÕ khai th¸c toa xe. Do ®ã, t¸c gi¶ ®· nghiªn cøu ®Ò xuÊt biÖn ph¸p gi¶m thiÓu mµi mßn vµ kÐo dµi thêi gian lµm viÖc cña bé trôc b¸nh. - Thùc hiÖn c¸c biÖn ph¸p b«i tr¬n mÆt bªn ®−êng ray, ®Æc biÖt lµ ë khu vùc ®−êng cong. - Hoµn thiÖn kÕt cÊu gi¸ chuyÓn h−íng: sö dông gi¶m chÊn ma s¸t, thanh ®µn håi, t¨ng kho¶ng c¸ch trôc ®Ó t¨ng b−íc sãng chuyÓn ®éng r¾n bß gi¶m lùc ngang t¸c dông gi÷a gê b¸nh xe vµ ray. - Sö dông vËt liÖu chÕ t¹o b¸nh xe cã ®é bÒn, ®é cøng phï hîp víi vËt liÖu chÕ t¹o ray. Tµi liÖu tham kh¶o [1]. PGS. TS Vò Duy Léc. Mét sè vÊn ®Ò kinh tÕ kü thuËt chÕ t¹o vµ vËn dông toa xe, Hµ Néi 2005. [2]. PGS.TS Lª V¨n Doanh, PGS. TS Lª V¨n Häc, TS Vò Duy Léc. Nghiªn cøu biÖn ph¸p gi¶m mµi mßn chi tiÕt toa xe khi n©ng cao tèc ®é ch¹y tÇu. (§Ò tµi NCKH cÊp Bé m· sè B96 - 35 - 01T§). [3]. Hå s¬ kü thuËt toa xe cña C«ng ty vËn t¶i hµng hãa ®−êng s¾t (tõ n¨m 2002 ®Õn 2005) [4]. Quy tr×nh söa ch÷a, h¹n ®é söa ch÷a lín toa xe kh¸ch, hµng; Quy ph¹m kü thuËt khai th¸c ®−êng s¾t ViÖt Nam. (Nhµ xuÊt b¶n Giao th«ng vËn t¶i. Hµ néi 1999)♦