Thiết kế, tính toán, kiểm nghiệm độ bền giá chuyển hướng toa xe khách

Mục lục
Ch ơng i :giới thiệu chung một số chủng loại giá
chuyển hớng toa xe khách đang dùng ở việt
nam
1.1. Giá chuyển hớng ấn Độ

...
3
1.2.Giá chuyển hớng Kawasaki

...
4
1.3. Giá chuyển hớng Rumani

.
5
1.4. Giá chuyển hớng toa xe khách Đờng Sơn thế hệ 2
..
9
1.5. Giá chuyển hớng sử dụng lò xo không khí
..
11
1.5.1. Khung giá chuyển hớng

12
1.5.2. Lò xo không khí

.
13
1.5.3. Hệ thống hãm

.
14
1.5.4. Hệ thống lò xo bầu dầu

..
15
1.5.5. Thanh kéo nén

.
15
Ch ơng II: đặc điểm cấu tạo của giá chuyển hớng
toa xe khách kiểu ấn độ
2.1. Lựa chọn giá chuyển hớng toa xe khách kiểu Ân Độ

..
16
2.2. Đặc điểm cấu tạo giá chuyển hớng TX khách kiểu Ân
Độ

.
18
2.2.1.Khung giá chuyển hớng.
19
2.2.2. Cối chuyển và xà nhún
20
2.2.3. Cơ cấu thanh nối.
20
2.2.4. Tay treo...
20
2.2.5. Bàn trợt.

20

2.2.6. Bộ quang treo
21
2.2.7. Lò xo trung ơng
21

2.2.8. Giảm chấn thuỷ lực
22
2.2.9 .Tổ hợp lò xo bầu
22
dầu
Ch ơng III : Thiết kế, tính toán, kiểm nghiệm độ
bền giá chuyển hớng toa xe khách ấn độ
3.1-Thiết kế kỹ thuật giá chuyển hớng

24
3.1.1.Thiết kế khung giá
24
3.1.2.Thiết kế xà nhún...
26
3.1.3. Hệ thống lò xo trung ơng
29
3.1.4. Hệ thống lò xo bầu dầu
29
3
.2-Tính toán , kiểm nghiệm độ bền khung giá chuyển hớng.
30
3.2.1. Đặc trng hình học của các mặt cắt
31

3.2.2.Phơng pháp tính toán bằng tay (phơng pháp lực)..
32
I.Các lực tác dụng lên khung giá chuyển hớng.
1.Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên giá chuyển hớng
32
32
2. Lực thẳng đứng phụ thêm do lực ngang sờn gây ra...
34
3. Lực tác dụng lên giá chuyển hớng do tác dụng của lực ngangsờn và
lực ray-bánh xe gây ra.
37
4. Lực sinh ra khi hãm đặt lên giá chuyển hớng..
41
5. Lực thẳng đứng đối xứng chéo tác dụng lên khung giá chuyển h-
ớng
44

II. Tính toán độ bền khung ......
50
1.Bài toán khung giá chịu hệ lực vuông góc với mặt phẳng
khung giá..
50
2.Bài toán khung giá chịu hệ lực trong mặt phẳng bản
thân
61
3.Xác định nội lực và ứng suất của cả khung giá chuyển h-
ớng.
69
3.2.3. Tính toán bằng phơng pháp phần tử hữu hạn ( sử
dụng phần mềm sap) ..

74
Tài liệu tham khảo
lời nói Đầu
Những năm gần đây cùng với những tiến bộ nhiều mặt của nền kinh tế n-
ớc nhà, ngành cơ khí Việt nam đã có nhiều phát triển mạnh mẽ, cơ khí Giao
thông đạt rất nhiều thành tựu, trong đó có cơ khí chế tạo đầu máy toa xe, chúng
ta đã, đang và sẽ tiến tới chế tạo hoàn toàn các bộ phận của đầu máy toa xe kể
cả giá chuyển hớng trong các điều kiện của Việt Nam mà không phải nhập khẩu
từ nớc ngoài.
Hiện nay việc thiết kế và chế tạo giá chuyển hớng cho toa xe nói chung
và giá chuyển hớng toa xe khách nói riêng phải đảm bảo đợc độ bền, độ tin cậy
và an toàn cao trong vận dụng là vấn đề rất quan trọng. Do vậy trong thiết kế và
chế tạo giá chuyển hớng toa xe thì các bộ phận nh :khung giá chuyển hớng, xà
nhún, trục bánh, hệ lò xo là các bộ phận chịu lực chính, chịu tải trọng phức
tạp, đòi hỏi phải đảm bảo độ chính xác cao bằng các phơng pháp và công cụ
tiên tiến. Việc tính toán thiết kế yêu cầu ứng dụng các phơng pháp và chơng
trình tính hiện đại có ý nghĩa về cả thực tiễn và khoa học.
Xét về mặt cơ sở lý thuyết tính toán thì có không ít các phơng pháp để
tính độ bền giá chuyển hớng. Hay dùng nhất vẫn là hai phơng pháp: Phơng pháp
lực và phơng pháp phần tử hữu hạn.Trớc kia, khi việc ứng dụng máy tính vào
công việc còn hạn chế thì phơng pháp lực đợc dùng trong đa số các bài toán kết
cấu mặc dù cơ sở của lý thuyết phần tử hữu hạn cũng đã có từ lâu và nó còn có
khả năng cho ra các kết quả chính xác hơn phơng pháp lực.Nguyên nhân cơ bản
mà phơng pháp lực không đợc dùng để tính toán trớc kia là vấn đề khối lợng tính
toán của nó là rất lớn. Ngời ta tính rằng số lợng các phơng trình tỷ lệ bình phơng
với số gia độ chính xác nếu sử dụng phơng pháp này.
Tuy nhiên, ngày nay với sự phát triển vợt bậc của ngành khoa học máy tính
và công nghệ thông tin thì vấn đề trên không còn là trở ngại nữa. Với những
máy tính có tốc độ trung bình hàng trăm triệu phép tính trên một giây thì phơng
pháp phần tử hữu hạn tỏ ra đặc biệt hiệu quả để xử lý các bài toán về kết cấu.

Nh một tất yếu, hiện nay trên thế giới và ngay cả trong nớc việc tính
toán, thiết kế cầu đờng cũng nh các công trình kiến trúc hầu hết đã áp dụng ph-
ơng pháp phần tử hữu hạn. Tuy nhiên trong ngành cơ khí nói chung và trong
ngành đờng sắt nói riêng, phơng pháp phần tử hữu hạn vẫn cha thấy xuất hiện
nhiều trong các công trình tính toán, thiết kế. Việc thiết kế giá chuyển hớng cho
toa xe vẫn sử dụng phơng pháp lực cổ điển.Vì vậy trong đồ án thiết kế của mình
em đa ra 2 phơng pháp để tính toán độ bền giá chuyển hớng , từ đó đem so sánh
2 phơng pháp để rút ra đợc phơng pháp tối u nhất.
Sau 15 tuần nghiên cứu và tính toán, dới sự hớng dẫn tận tình của thầy
Th.S. Kiều Công Thành em đã hoàn thành đồ án thiết kế của mình. Em xin
chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Đầu Máy Toa Xe và
Th.S. Kiều Công Thành đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp. Nhng do
nhận thức có hạn và thời gian không nhiều nên đồ án của em cha thực sự hoàn
thiện, còn nhiều thiếu sót, rất mong đợc sự góp ý,dạy bảo của thầy cô trong bộ
môn cũng nh của bạn bè trong lớp cho đồ án hoàn thiện hơn và có thể áp dụng
trong thực tế.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện:
Phạm Hữu Thởng
Khái quát về hệ thống vận tải đờng sắt Việt Nam
Đờng sắt Việt Nam đợc thực dân Pháp khởi công xây dựng từ năm 1881.
Tuyến đờng sắt đầu tiên là Sài Gòn - Mỹ Tho, chiều dài 70 km, đợc hoàn công
vào năm 1885. Năm 1900 tuyến Hà Nội - Lạng Sơn đợc đa vào khai thác, năm
1906 hoàn thành thêm 2 tuyến đờng nữa là Hà Nội - Lào Cai và Hà Nội - Hải
Phòng. Và đến năm 1926, thực dân Pháp đã xây dựng xong mạng lới đờng sắt
Việt Nam khổ hẹp 1000 mm, với tổng chiều dài là 2.705 kilômét.
Từ năm 1967 chúng ta đã xây dựng thêm tuyến Lu Xá - Kép - Bãi Cháy
khổ đờng tiêu chuẩn 1435 mm, với chiều dài 136 km, đồng thời đã cải tạo 2
tuyến Hà Nội - Lạng Sơn và Hà Nội - Quán Triều thành đờng lồng khổ 1000 và
1435 mm.

Trong những năm chiến tranh 1964-1974, mạng lới đờng sắt Việt Nam bị
tàn phá nặng nề. Sau khi miền Nam hoàn toàn giải phóng, năm 1976 chúng ta