Đề Tài Tính toán kiểm nghiệm khối lượng kéo cho đoàn tàu hàng vận dụng trên tuyến đường sắt Hà Nội – Lào Cai

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.28 MB, 32 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VÂN TẢI

KHOA CƠ KHÍ

BỘ MƠN ĐẦU MÁY TOA XE VÀ TÀU ĐIỆN METRO

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đề Tài: Tính tốn kiểm nghiệm khối lượng kéo cho đoàn tàu hàng vận dụng trên tuyến đường sắt Hà Nội – Lào Cai

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Duy Kiên Lớp : 67DCDM21

Chuyên ngành : CNKT Cơ khí đầu máy toa xe và tàu điện metroGiảng viên hướng dẫn : ThS. Phạm Huy Khương

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

NỘI

CHƯƠNG 1. LÝ THUYẾT TÍNH TỐN VÀ KIỂM NGHIỆM KHỐI LƯỢNG KÉO ĐỒN TÀU

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

CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM KHỐI

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

CHƯƠNG 1

LÝ THUYẾT TÍNH TỐN VÀ KIỂM NGHIỆM KHỐI LƯỢNG KÉO ĐOÀN TÀU

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

1.1. Các loại lực tác dụng lên đầu máy khi vận hành

1.1.1. Lực kéo đầu máy

a. Khái niệm: Lực kéo đầu máy là ngoại lực cùng chiều với chiều chuyển động của đoàn tàu do thiết bị truyền động lực gây ra.

b. Kí hiệu và đơn vị. - Kí hiệu: F. - Đơn vị: kN.

c. Phân loại: Căn cứ vào q trình truyền cơng cơ giới, lực kéo đầu máy chia làm 4 loại:

1.1.2. Lực cản vận hành đoàn tàu

a. Khái niệm: Là lực cản tự nhiên cùng phương ngược chiều với chiều chuyển động, cản trở chuyển động đồn tàu.

- Kí hiệu: W - Đơn vị: kN b. Phân loại.

+ Theo thành phần đoàn tàu: Lực cản đầu máy và toa xe.

W = W’ + W” (N)

Trong đó:

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

1.1.3. Lực hãm đoàn tàu

a. Khái niệm và phân loại Khái niệm:

+ Ngoại lực ngược hướng vận động của đoàn tàu do thiết bị hãm sinh ra, có tác khi giảm tốc độ và dừng đoàn tàu, xuống dốc vào đường cong bán kính r nhỏ, vào hầm chạy quá tốc độ, vào ga… + Hãm khẩn: trong trường hợp khẩn cấp phải cho dừng đoàn tàu càng nhanh càng tốt

Theo phương thức: Phân

thành hai loại hãm guốc

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

1.2. Hợp lực tác dụng lên đoàn tàu khi vận hành

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

1.3. Lý thuyết tính tốn, kiểm nghiệm khối lượng kéo đồn tàu

1.3.1. Tính tốn khối lượng kéo theo độ dốc hạn chế

Gj = (1.60) Trong đó:

Fj – lực kéo tính tốn đầu máy, N P – khối lượng tính toán đầu máy, tấn

ω’o, ω”o – lực cản cơ bản đơn vị của đầu máy, toa xe ở độ dốc hạn chế, N/kN

ij – độ dốc quy đổi o/oo của độ dốc hạn chế G – khối lượng kéo

g – gia tốc trọng trường lấy g = 9,8m/s2.

Kiểm nghiệm: Nếu khối lượng đoàn tàu xác lập G < Gj thì đồn tàu có thể vượt dốc hạn chế an tồn.

▸

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

1.3.2. Tính tốn khối lượng kéo độ dốc đoạn khởi động

Gq = (1.64)

Trong đó:

Fq : lực kéo khởi động tính tốn của đầu máy, N

ω’q, ω”q: lực cản khởi động đơn vị của đầu máy toa xe, N/kN iq: độ dốc quy đổi 0/00 của đoạn khởi động.

Kiểm nghiệm: Nếu khối lượng đoàn tàu thành lập G < Gq thì đồn tàu có thể khởi động được.

▸

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

1.3.3. Tính tốn khối lượng kéo theo chiều dài hữu hiệu của nhà ga

Ge = Gc + Gs (1.65) Trong đó:

Le – chiều dài hữu hiệu nhà ga, m

Gc – tổng trọng lượng bình quân mỗi xe hàng, tấn Lc – chiều dài bình quân mỗi xe hàng, m

Lj – chiều dài đầu máy, m Ls – chiều dài toa trưởng tàu, m Gs – khối lượng toa trưởng tàu, tấn.

Kiểm nghiệm: Nếu khối lượng đoàn tàu xác lập G< Ge thì đồn tàu có thể dừng đỗ ở tất cả các ga trên tuyến.

▸

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

1.3.4. Tính tốn khối lượng kéo theo bán kính cong nhỏ nhất

Khối lượng kéo tính tốn theo bán kính đường cong nhỏ được xác định theo công thức như sau:

Gr = (1.66) Trong đó:

Fr – Lực kéo bám đầu máy, N

ω’o, ω”o – Lực cản cơ bản đơn vị đầu máy toa xe ở tốc độ tính tốn, N/kN

ir – Độ dốc quy đổi tại nơi có bán kính cong nhỏ nhất.

Kiểm nghiệm: Nếu khối lượng đoàn tàu xác lập G < Gr thì đồn tàu vận hành thơng qua đường cong có bán kính nhỏ an tồn.

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

CHƯƠNG 2

GIỚI THIỆU VỀ TUYẾN ĐƯỜNG SẮT HÀ NỘI – LÀO CAI

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

▸ Đường sắt Hà Nội - Lào Cai là một

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

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

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

của Trung Quốc.

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

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

2.3. Trắc dọc tuyến Hà Nội – Lào Cai

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

2.4. Công lệnh tốc độ trên tuyến

Ga Vũ Én đến ga Đoan Thượng:

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

2.5. Công lệnh tải trọng trên tuyến

2.5.1. Tải trọng đầu máy, toa xe.

2.5.1.1. Tải trọng đầu máy

Với khổ đường 1000mm

</div>Trang 18<div class="page_container" data-page="18">

CHƯƠNG 3

TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM KHỐI LƯỢNG KÉO CHO ĐOÀN TÀU HÀNG VẬN DỤNG TRÊN TUYẾN

ĐƯỜNG SẮT HÀ NỘI - LÀO CAI

Place your screenshot here

</div>Trang 19<div class="page_container" data-page="19">

3.1. Lựa chọn đoàn tàu tính tốn

Bảng 3.1. Thơng sớ đồn tàu hàng tính toán trên tuyến Hà Nội – Lào Cai

</div>Trang 20<div class="page_container" data-page="20">

Khối lượng đầu máy tính tốn: P = 78 (tấn) - Khối lượng của đoàn xe: G = 789,5 (tấn)

</div>Trang 21<div class="page_container" data-page="21">

Bảng 3.2 Thông số kỹ thuật đầu máy D19E

</div>Trang 22<div class="page_container" data-page="22">

3.2. Tính tốn kiểm nghiệm khối lượng kéo cho đoàn tàu hàng trên tuyến đường sắt Hà Nội – Lào Cai

3.2.1. Tính tốn khối lượng kéo theo độ dốc hạn chế trên

tuyến đường sắt Hà Nội – Lào Cai.

+ Khối lượng đoàn tàu tính tốn : P = 78 (tấn)

+ Lực cản cơ bản đơn vị toa xe tại vận tốc v = 14,7 (km/h).

ω”0 = 0,7 + 0,04V + 0,0032V2 = 0,7 + 0,04.14,7 + 0,00032 .14,72 = 1,357 (N/kN) + Lực cản cơ bản đơn vị đầu máy tại vận tốc v = 14,7 (km/h)

+ Gia tốc trọng trường g =9,8 m/s2.,tải trọng trục q = 13 tấn /trục.

ω'0 = 0,65 + + 0,0931V + . V2 = 0,65 + + 0,0931. 14,7 + . 14,72 = 3,159 (N/kN)

</div>Trang 23<div class="page_container" data-page="23">

3.2.2. Tính tốn khối lượng kéo theo độ dốc đoạn khởi động trên tuyến đường sắt Hà Nội – Lào Cai

Ta có khối lượng kéo đồn tàu theo độ dốc đoạn khởi động là: + Lực kéo đoạn khởi động : Fq = = = 1561,4 (kN)

+ Khối lượng đầu máy tính tốn: P = 78 (tấn)

+ Lực cản khởi động đơn vị đầu máy: ω’q = 5 (N/kN)

+ Chọn địa điểm xuất phát đoàn tàu là ga Yên Viên, từ đây ta có độ dốc quy đổi của địa điểm khởi động iq = 0,6

+ Lực cản khởi động đơn vị toa xe: ω”q = 3 + 0,4. iq = 3 + 0,4. 0,6 =3,24

</div>Trang 24<div class="page_container" data-page="24">

3.2.3. Tính tốn khối lượng kéo theo chiều dài hữu hiệu của nhà ga trên tuyến đường sắt Hà Nội - Lào Cai.

- Theo thơng số đồn tàu xác lập ta có số liệu sau:

+ Chiều dài đầu máy D19E: Lj = 16 (m) + Chiều dài toa trưởng tàu : Ls = 8,8 (m)

+ Chiều dài bình quân mỗi toa xe hàng: Lc = 14 (m)

+ Tổng trọng bình quân mỗi toa xe hàng: Gc = 41,6 (tấn) +Trọng lượng toa trưởng tàu : Gs = 26,2 (tấn)

+Chiều dài hữu hiệu nhà ga ngắn nhất trên tuyến: Le = 300 (m)  Khối lượng kéo lớn nhất theo chiều dài hữu hiệu nhà ga là:

Ge = Gc . + GS = 41,6. + 26,2 = 843,94 (tấn)

Ta thấy: G = 789,5 (tấn) < Gj = 843,94 (tấn)

Kết luận: Đoàn tầu hàng có thể dừng đỗ được ở tất cả các ga trên tuyến.

</div>Trang 25<div class="page_container" data-page="25">

3.2.4. Tính tốn Khối lượng kéo theo bán kính đường cong nhỏ trên tuyến đường sắt Hà Nội - Lào Cai

Khối lượng kéo tính tốn theo bán kính đường cong nhỏ được xác định theo công thức như sau:

+ Khối lượng bám của đầu máy : Pµ = q0 . 6 = 13 . 6 = 78 (tấn) + Hệ số bám của đầu máy tại tốc độ v = 14,7 (km/h)

= 0,25 + = 0,25 + = 0,294

+ Do đoàn tàu đi vào đường cong có bán kính cong R = 120 m < 600 m + Hệ số bám sau khi hiệu chỉnh:

µr = µ . (0,67 + 0,00055R) = 0,294 . (0,67 + 0,00055.120) = 0,216

+ Lực kéo bám của đầu máy là : Fµ = µ . Pµ .g = 0,261 . 78 . 9,8 = 165,11(kN) + Khối lượng đầu máy tính tốn : P = 78 (tấn)

+Lực cản cơ bản đơn vị toa xe tại vận tốc v = 14,7 (km/h)

ω”0 = 0,7 + 0,04V + 0,0032V2 = 0,7 + 0,04.14,7 + 0,00032 .14,72 = 1,357 (N/kN)

</div>Trang 26<div class="page_container" data-page="26">

+ Lực cản cơ bản đơn vị đầu máy tại vận tốc v = 14,7 (km/h)

</div>Trang 27<div class="page_container" data-page="27">

3.3. Xây dựng đồ thị tấn-km cho đoàn tàu hàng trên tuyến đường sắt Hà Nội – Lào Cai

Bảng 3.3.Các thông số tại các khu gian trên tuyến Hà Nội – Lào Cai

</div>Trang 29<div class="page_container" data-page="29">

Yên ViênB?c H?ngTiên KiênYên BáiPh? LuLào Cai

Đồ thị tấn-km cho đoàn tàu hàng D19E - 3208 vận hành trên tuyến đường sắt Hà Nội – Lào Cai

</div>Trang 30<div class="page_container" data-page="30">

3.3.1. Phân tích kết quả tính tốn

Từ các kết quả tính tốn trên Chương III ta thấy được rằng:

Với bất kỳ đoàn tàu nào, khi biết rõ thành phần đồn tàu, sử dụng phương pháp tính tốn đã xây dựng, chúng ta có thể tính tốn kiểm nghiệm khối lượng kéo đoàn tàu theo độ dốc hạn chế,theo độ dốc đoạn khởi động,theo chiều dài hữu hiệu nhà ga và bán kính đường cong nhỏ.

Phương pháp tính tốn khối lượng kéo đồn tàu đã tính tốn được ra khối lượng kéo tối đa đồn tàu có thể vận hành trên tuyến đường theo các chỉ tiêu về độ dốc hạn chế lớn nhất, chiều dài hữu hiệu của nhà ga, độ dốc đoạn khởi động và bán kính cong nhỏ nhất.Từ đây ta có thể kiểm nghiệm đoàn tàu khi ta xác lập

</div>Trang 31<div class="page_container" data-page="31">

KẾT LUẬN

Đồ án tốt nghiệp dưới sự hướng dẫn của Thầy ThS. Phạm Huy Khương cùng việc nghiên cứu, tìm

hiểu thực nghiệm em đã thu lại được những kết quả sau:

Qúa trình nghiên cứu đã giúp em tìm hiều được về hệ thống đường sắt Việt Nam, đặc biệt là về tuyến đường sắt Hà Nội - Lào Cai,việc nghiên cứu đã giúp em tìm hiểu được về các trắc dọc,khối lượng kéo của đoàn tàu vaanh hành trên tuyến và hệ thống mạng lưới đường sắt với các nhà ga hữu hiệu,độ dốc hạn chế lớn nhất và các khu gian có bán kính cong nhỏ nhất.

Quá trình nghiên cứu đã giúp em hiểu rõ hơn về phương pháp tính tốn, kiểm nghiệm cho một đoàn tàu hàng và từ đây lựa chon ra một đồn tàu hàng mang ra tính tốn, kiểm cho đồn tàu vận hành trên Đường sắt Việt Nam, cụ thể hơn đó là đồn tàu hàng D19E – 3208 Vận dụng trên tuyến đường sắt Hà Nội - Lào Cai. Nhờ đó, nhằm giúp cho việc tính tốn, kiểm nghiệm của đoàn tàu hàng trên tuyến đường này thêm thiết thực và chính xác hơn.

Việc phân tích các yếu tố độ dốc hạn chế lớn nhất, chiều dài hữu hiệu của nhà ga, độ dốc đoạn khởi động và bán kính cong nhỏ nhất, giúp em tìm ra được khối lượng kéo tối đa mà đồn tầu có thể vận hành được trên tuyến, từ đó xác lập đồn tàu vận dụng sao cho hiệu quả nhất.

Thơng qua kết quả tính tốn, kiểm nghiệm cho đồn tàu hàng, từ đó có thể đi sâu hơn trong việc nghiên cứu nhằm đưa ra giải pháp cụ thể hố cho các đồn tàu hàng giúp tận dụng tối đa hiệu quả trong quá trình chuyên chở và khai thác hàng hoá cách tốt nhất. Đảm bảo trong quá trình chun chở hàng hố vận dụng một cách an toàn, rút ngắn thời gian di chuyển.

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

Em xin chân thành cảm ơn!

</div>Trang 32<div class="page_container" data-page="32">