NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG HÃM TOA XE MẶT BẰNG VẬN VẬN CHUYỂN CONTAINER TẢI TRỌNG LỚN VẬN HÀNH TỐC ĐỘ CAO pdf

GIỚI THIỆU KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG HÃM
TOA XE MẶT BẰNG VẬN CHUYỂN CONTAINER
TẢI TRỌNG LỚN VẬN HÀNH TỐC ĐỘ CAO



PGS.TS. VŨ DUY LỘC

ThS. VŨ THỊ HOÀI THU
Bộ môn Đầu máy - Toa xe
Trường Đại học Giao thông Vận tải


Tóm tắt: Bài báo giới thiệu quá trình và kết quả thí nghiệm hãm những toa xe mặt bằng
vận chuyển container tải trọng lớn vận hành tốc độ cao.
Summary: This report presents the process and output parameters of brake test of the a
flat wagon carrying heavy containers at high operational speed.
.

I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong thời gian gần đây khả năng hợp lý hóa tổ chức vận chuyển loại hàng hóa container,
cấu kiện lớn trên đoàn tầu vận hành tốc độ cao ngày càng phát triển chiếm tỷ lệ lớn hơn 20%
theo kế hoạch vận chuyển hàng hóa. Với mục đích đảm bảo ổn định lực nén guốc hãm không
phụ thuộc tải trọng tác dụng lên toa xe và giảm chi phí vận hành. Vì vậy cần phải nghiên cứu sử
dụng thiết bị tự động điều chỉnh lực hãm theo tải trọng trên hệ thống hãm gió ép mỗi giá chuyển
toa xe mặt bằng.
CT 2
II. NỘI DUNG
Toa xe mặt bằng vận chuyển containe trọng tải lớn trên mạng lưới đường sắt tiêu chuẩn với
tốc độ đến 140km/h sử dụng giá chuyển hướng toa xe khách. Toa xe có tự nặng 24 tấn, khối

lượng chuyên chở lớn nhất 48 tấn.
Hệ thống hãm toa xe mặt bằng thí nghiệm có 2 xilanh hãm đường kính 14” (356mm),
truyền lực riêng từ mỗi xilanh hãm đến hệ thống truyền động hãm giá chuyển, điều chỉnh hành
trình pittong xilanh hãm kiểu SAB, tỷ số truyền động hãm giá chuyển đối với guốc hãm chất
dẻo là 3,5. Hệ thống hãm sử dụng van phân phối loại N
o
483M, thể tích thùng gió phụ 133 lít.
Bước thứ nhất thử hãm toa xe mặt bằng theo chỉ tiêu kỹ thuật quy định của toa xe không có
bộ phận tự đông điều chỉnh chế độ tải trọng hợp lý.
Bước thứ hai thử hãm toa xe mặt bằng có thiết bị tự động điều chỉnh lực hãm theo chế độ
tải trọng tác dụng lên toa xe loại N
o
256A-1 (xem hình 1).



Hình 1. Sơ đồ hệ thống hãm gió ép toa xe mặt bằng
1. Xilanh hãm; 2. Thiết bị điều chỉnh N
o
256A-1;
3. Thùng gió phụ; 4. Van phân phối; 5.Ống hãm chính
Độ nén của bộ phận lò xo trung ương tương đương với giá chuyển hướng tác dụng lên mặt
tiếp xúc bộ phận tự động điều chỉnh chế độ tải trọng xe nặng, xe nhẹ tác dụng lên toa xe làm
thay đổi tỷ số cánh tay đòn điều chỉnh áp suất gió ép nạp vào xilanh hãm phù hợp với tải trọng
toa xe. Điểm tiếp xúc của bộ phận điều chỉnh tải trọng khi tiếp xúc trọng tâm hình học đặt trên
mặt phẳng của khung giá, vuông góc với tim đường, trùng với trục dọc toa xe.
Kết cấu điểm tựa cho phép điều chỉnh trục của thiết bị tự động điều chỉnh áp lực gió ép nạp
vào xilanh hãm phù hợp với tải trọng tác dụng lên toa xe ở chế độ xe rỗng. Sau đó kiểm tra hoạt
động của thiết bị trong quá trình làm việc.
CT 2

Hình 2. Áp suất trong xilanh hãm phụ thuộc tải trọng tác dụng lên 1 trục toa xe

Tải trọng trên một trục toa xe (tấn)
MPa

- Đường cong 1 - 2 là áp suất gió ép xilanh hãm lớn nhất và nhỏ nhất cho phép tác dụng lên
trục xe phụ thuộc đường đặc tính loại thiết bị điều chỉnh.
- Đường cong 3 - 4 là áp lực gió ép nạp vào xilanh hãm lớn nhất và nhỏ nhất phụ thuộc tải
trọng tác dụng lên trục xe theo đường đặc tính ở chế độ đủ tải của thiết bị tự động điều chỉnh
(thiết bị điều chỉnh đến 80% toàn bộ tải trọng tính toán).





Tải trọng trên giá chuyển (tấn)
δ
P
Hình 3. Hệ số lực nén guốc hãm phụ thuộc tải trọng tác dụng lên giá chuyển khi hãm
bằng guốc hãm comporit có thiết bị điều chỉnh lực hãm loại N
o
265A-1
- Đường cong 1, 2 phù hợp với giá trị tính toán δ
P
ở chế độ xe nhẹ.
- Đường cong 3 - 4 phù hợp với giá trị tính toán δ
P

bằng 90% lực bám bánh xe và ray. Giá
trị δ
P
phụ thuộc tải trọng tác dụng lên giá chuyển.
Những kết quả thí nghiệm trên bệ thử cố định và thí nghiệm vận hành được thực hiện với
tải trọng toa xe thay đổi (toa xe rông, xe nhẹ, xe đủ tải) dùng để vận chuyển container. Trước
mỗi lần móc toa xe vào đoàn tầu thử nghiệm tiến hành đo độ nén của lò xo trung tâm, áp suất
gió ép của xilanh hãm, chiều dài trục bộ phận điều chỉnh theo tải trọng (xem bảng 1).
CT 2
Bảng 1. Kết quả thử nghiệm
Kết quả thử nghiệm đối với giá chuyển
1- Hệ thống hãm giá chuyển không sử dụng thiết bị điều
chỉnh
2- Hệ thống hãm giá chuyển có sử dụng thiết bị điều
chỉnh
Rỗng Nhẹ Đủ tải
Các tham số
1 2 1 2 1 2
Trọng lượng container (tấn) 0 0 14,7 5 24,65 24,45
Tải trọng trên giá chuyển 0 0 13,20 5,45 24,6 24,5
Độ nhún lò xo TW (mm) 0 0 23 12 45 42
Trị số áp suất gió ép trong
xilanh hãm (MPa)
0,145 0,145 0,32 0,22 0,32 0,32
Hành trình của bộ phận tự động
điều chỉnh
- 105 - 93 - 63


Từ bảng 1 ta thấy: khi tải trọng trên 1 trục bằng 6,6 tấn thì độ nén lò xo là 23mm bằng 55%

tải trọng toa xe khi đủ tải.
Trong quá trình kiểm tra, mỗi thí nghiệm thực hiện với khoảng tốc độ từ 80; 100; 120; 140
km/h. Kiểm tra tốc độ bắt đầu hãm, đường hãm, hành trình pittong xilanh hãm, áp suất gió ép
nạp vào xilanh hãm, trạng thái bề mặt lăn bánh xe sau mỗi lần toa xe dừng.
Khi kiểm tra kết quả thí nghiệm xác định hệ số nén guốc hãm δP ở chế độ tải trọng toa xe
nhẹ từ (6 ÷ 16) tấn/ trục (giới thiệu trong bảng 1) vượt quá giá trị giới hạn theo hệ số bám bánh
xe và ray (xem hình 3). Như vậy, khi toa xe vận hành có thể lết cặp trục bánh khi hãm thường,
hãm khẩn.
Trên cơ sở những kết quả tính toán và thí nghiệm nhận được, đưa ra kết luận: để loại trừ
khả năng lết đối với toa xe mặt bằng chở container ở chế độ tải trọng nhẹ cần tăng dải điều
chỉnh của thiết bị tự động điều chỉnh lực nén guốc hãm theo tải trọng đến 80% tải trọng đủ tải
(tải trọng thiết kế), xem hình 2 đường cong 3 - 4. Khi đó giá trị hệ số δP sẽ phân bố ở vùng giới
hạn những trị số cho phép: nhỏ nhất theo hệ số hãm và lớn nhất theo điều kiện lực bám bánh xe
và ray (xem hình 4 đường cong 1 - 2).

CT 2

Tải trọng trên giá chuyển (tấn)
δ
P
Hình 4. Hệ số lực nén guốc hãm phụ thuộc tải trọng tác dụng lên giá chuyển
khi sử dụng guốc hãm composit và thiết bị tự động điều chỉnh N
o
265A-1.
Một trong những biện pháp tăng dải điều chỉnh áp suất gió ép trong xilanh hãm phụ thuộc
tải trọng khi sử dụng thiết bị điều chỉnh N
o
265A-1 là xác định điểm tác dụng trung gian giữa
hai gối của thiết bị tự động điều chỉnh. Điểm tác dụng giữa hai gối cần có tỷ số truyền là 1,67
khi tỷ lệ cánh tay đòn giữa hai gối và điểm tác dụng là 3:2.

Trong bảng 2 giới thiệu kết quả thử những toa xe mặt bằng trong đoàn tầu thí nghiệm gồm
50 toa xe cùng loại. Chiều dài đường hãm phụ thuộc tốc độ ban đầu khi hãm, thời gian chuẩn bị
hãm các toa xe trong đoàn tầu. Hệ số hãm đoàn tầu tính từ một loại toa xe mặt bằng sử dụng
guốc hãm gang trong dải tốc độ từ 80 ÷ 140km/h.


Toa xe Rống Nhẹ Đủ tải
Hệ số hãm 0,88 ÷ 0,98 0,85 ÷ 0,86 0,8 ÷ 0,82
Hệ số hãm đoàn tầu những toa xe mặt bằng sử dụng guốc hãm composit có bộ phận điều
chỉnh lực nén guốc hãm theo tải trọng khi áp suất gió ép trong xilanh hãm đạt giá trị lớn nhất
cho phép, ổn định trong dải tải trọng thay đổi và lực hãm không vượt quá 90% giá trị lực bám
bánh xe và ray. Chiều dài đường hãm nhỏ hơn khoảng cách giới hạn quy định vị trí an toàn.
Bảng 2.
Những kết quả thí nghiệm hãm đoàn tầu đường tiêu chuẩn
Đường hãm (m) Áp suất gió ép
xilanh hãm (MPa)
Hành trình pittong
(mm)
Toàn bộ
tải trọng
toa xe
(tấn)
Tốc độ
bắt đầu
hãm
(km/h)
Đoàn tầu
thí nghiệm
Đoàn tầu
tính toán

Xilanh
thứ nhất
Xilanh
thứ hai
Xilanh
thứ nhất
Xilanh
thứ hai
103 471 616
120 528 685
133 713 918
24
(12/12)
142 895 1092
0,14 0,15 45 45
104 440 585
119 633 860
129 729 903
43
(25/18)
138 947 1139
0,32 0,22 48 48
105 571 717
122 831 1000
130 948 1128
72
(36/36)
139 1188 1381
0,32 0,32 45 45
CT 2

III. KẾT LUẬN
Toa xe mặt bằng vận chuyển hàng hóa loại container tải trọng lớn được trang bị hai thiết bị
tự động điều chỉnh lực hãm theo tải trọng tác dụng lên toa xe, đảm bảo làm việc ổn định đạt
hiệu suất hãm tốt khi đoàn tầu chuyển động đến tốc độ 140km/h.

Tài liệu tham khảo
1. Khuất Tất Nhưỡng, Nguyễn Văn Chuyên, Vũ Duy Lộc, Kiều Duy Sức.Hãm đoàn tầu – Trường Đại học
Giao thông Vận tải, Hà Nội 1996.
2. Kaнд. Теҳн.наук.Г.Б.НИКИТИН, Тормозная сисмема платформа гля перевозок крупнотон
наҗныҳ контейнеров с максимальной. Скоростью двиҗения до 140км/ч. Вестник внииҗт, 5/2005♦