Nghiên cứu xác định các thông số hợp lý cho máy đặt cụm tà vẹt đường sắt Việt Nam (Luận án tiến sĩ)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
-------o0o-------

NGÔ VIẾT DÂN

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ HỢP LÝ
CHO MÁY ĐẶT CỤM TÀ VẸT ĐƯỜNG SẮT VIỆT NAM
Ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÁY VÀ THIẾT BỊ XÂY DỰNG, NÂNG CHUYỂN
Mã số: 62.52.01.16.01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1- PGS.TS NGUYỄN BÍNH
2- PGS.TS NGUYỄN VĂN VỊNH

Hà Nội - 2017


i

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên tôi xin được gửi đến PGS.TS Nguyễn Bính và PGS.TS Nguyễn
Văn Vịnh - Bộ môn Máy xây dựng và Xếp dỡ Trường Đại học Giao thông Vận tải lời
cảm ơn sâu sắc, hai thày đã tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi
hoàn thành luận án này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các Thày giáo, Cô giáo tại bộ môn Máy xây dựng
Xếp dỡ, các nhà khoa học của Trường Đại học Giao thông Vận tải, Học viện Kỹ thuật
Quân sự, Đại học Xây dựng ... đã góp ý, giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt quá trình thực
hiện luận án.

Tôi xin trân trọng cảm ơn Lãnh đạo Trường Đại học Giao thông Vận tải, phòng
Đào tạo Sau Đại học, Phòng Khoa học Công nghệ, Trung tâm Nghiên cứu Thực
nghiệm Máy xây dựng, Trung tâm Đào tạo thực hành và Chuyển giao Công nghệ giao
thông Vận tải, Trung tâm Khoa học Công nghệ Giao thông Vận tải cùng các phòng
ban chức năng trong nhà trường đã tạo điều kiện vật chất, thiết bị đo đạc thực nghiệm,
mặt bằng thực nghiệm máy, giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu để đạt được kết quả
mong muốn.
Xin trân trọng cảm ơn tới Lãnh đạo các đơn vị Cục Đường sắt Việt Nam, Công
ty Cổ phần Xây dựng Bảo tàng Hồ Chí Minh, Công ty TNHH Thương Mại và Xây
dựng Linh Hà, Công ty Cổ phần Sản xuất Thương mại Đại Dương đã tạo mọi điều
kiện thuận lợi giúp tôi vượt khó khăn để hoàn thành luận án này.
Tôi xin cảm ơn những người bạn chân tình, đồng nghiệp, những người thân
trong gia đình và đặc biệt là vợ tôi đã hỗ trợ và dành tình cảm tốt đẹp nhất động viên
tôi hoàn thành luận án.
Ngô Viết Dân


ii

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả
nghiên cứu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong công trình
nào khác và không sao chép từ bất kỳ nguồn nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu
đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng qui định.
Tác giả luận án

Ngô Viết Dân


iii

MỤC LỤC
Trang
Lời cảm ơn............................................................................................................

i

Lời cam đoan..........................................................................................................

ii

Mục lục.................................................................................................................

iii

Danh mục các hình vẽ, đồ thị................................................................................

v

Danh mục các bảng, biểu.....................................................................................

xi

Danh mục các các ký hiệu....................................................................................

xii

Danh mục các chữ viết tắt....................................................................................

xiv

Mở đầu..................................................................................................................

1

CHƯƠNG 1: Nghiên cứu tổng quan về máy đặt cụm tà vẹt đường sắt............

5

1.1. Nhu cầu cơ giới hóa lắp đặt kết cấu tầng trên đường sắt Việt Nam..........

5

1.2. Tổng quan về máy lắp đặt tà vẹt đường sắt..............................................

11

1.3. Tổng quan về các công trình nghiên cứu liên quan đến đề tài luận án.......

16

Kết luận chương 1 và định hướng nghiên cứu...............................................

28

CHƯƠNG 2: Nghiên cứu chọn dạng máy và nghiên cứu động lực học máy
MĐR đặt cụm tà vẹt.............................................................................

29

2.1. Chọn dạng máy lắp đặt cụm tà vẹt đường sắt Việt Nam............................

29

2.2. Đánh giá công năng và các thông số của máy MĐR lắp đặt cụm tà vẹt.....

35

2.3. Nghiên cứu động lực học hệ thống thủy lực nâng hàng của máy MĐR....

39

2.4. Nghiên cứu động lực học hệ thống thủy lực di chuyển máy MĐR...........

46

2.5. Nghiên cứu động lực học máy MĐR khi nâng hàng.................................

51

2.6. Nghiên cứu động lực học máy MĐR khi di chuyển..................................

61

Kết luận chương 2............................................................................................

73

CHƯƠNG 3: Thực nghiệm máy MĐR khi đặt cụm tà vẹt.................................

74

3.1. Mục đích thực nghiệm...............................................................................

74

3.2. Phương án thực nghiệm máy MĐR đặt cụm tà vẹt....................................

74

3.3. Các thiết bị phục vụ đo đạc thực nghiệm..................................................

78

3.4. Sơ đồ khối các nội dung thực nghiệm.......................................................

79

3.5. Trình tự tiến hành thực nghiệm trên máy MĐR........................................

80


iv
3.6. Kết quả thực nghiệm máy MĐR và xử lý số liệu......................................

82

3.7. Phân tích và so sánh kết quả nghiên cứu lý thuyết với thực nghiệm.........

86

Kết luận chương 3............................................................................................

89

CHƯƠNG 4: Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến đặc trưng động lực học và
xác định các thông số hợp lý của máy MĐR......................................................

90

4.1. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến các thông số động lực học của máy
MĐR trong trường hợp nâng hạ hàng.......................................................

90

4.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến các thông số động lực học của máy
MĐR trong trường hợp di chuyển có hàng...............................................

96

4.3. Xác định các thông số hợp lý của máy MĐR............................................

100

4.4. Kiểm tra sự biến dạng của ray di chuyển máy MĐR khi tăng khối lượng
cụm tà vẹt..................................................................................................

105

4.5. Xác định khả năng di chuyển của máy MĐR trên đường cong khi dùng

ray hiện có................................................................................................

109

4.6. Đề xuất các thông số hợp lý của máy MĐR theo quan điểm động lực học

111

4.7. Phân tích, đánh giá kết quả nghiên cứu và khả năng áp dụng......................

111

Kết luận chương 4..............................................................................................

112

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................

113

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ....................

115

TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................................

116

PHỤ LỤC................................................................................................................

120


v
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ẢNH TRONG LUẬN ÁN
TT

Tên hình vẽ

Trang

1

Hình 1-1. Mạng lưới đường sắt Việt Nam

5

2

Hình 1-2. Tà vẹt khổ 1435 mm đường đơn

7

3

Hình 1-3. Tà vẹt BTCTDƯL đường lồng

7

4

Hình 1-4. Các yếu tố ảnh hưởng đến công tác cơ giới hóa xây dựng
đường sắt

8

5

Hình 1-5. Các yếu tố thích nghi của công nghệ lắp đặt đường sắt

9

6

Hình 1-6. Sơ đồ các yếu tố kinh tế xã hội ảnh hưởng đến công tác cơ
giới hóa xây dựng đường sắt ở Việt Nam

10

7

Hình 1-7. Tổ máy và thiết bị đặt ray bằng cần trục.

11

8

Hình 1-8. Sơ đồ cấu tạo máy đặt ray DESEC TL 50.

12

9

Hình 1-9. Sơ đồ dây chuyền đặt tà vẹt và ray bằng máy SVM1000S

13

10

Hình 1-10. Máy đặt cầu ray dạng cổng trục thi công đường sắt Kép-Bãi
Cháy

14

11

Hình 1-11: Sơ đồ dây chuyền lắp đặt tà vẹt và ray bằng máy MĐR

14

12

Hình 1-12: Mối quan hệ giữa các thông số cơ bản của máy lắp đặt
đường sắt

15

13

Hình 1-13. Các phương án máy đặt cụm tà vẹt và ray ở Liên Xô (cũ).

16

14

Hình 1-14. Phương pháp đánh giá chi phí, chỉ tiêu kỹ thuật để lựa chọn
máy.

16

15

Hình 1-15. Sử dụng tổ máy TCM60 để đặt tà vẹt ở Trung Quốc.

17

16

Hình 1-16. Công nghệ lắp đặt tà vẹt và ray bằng máy MĐR

17

17

Hình 1-17. Sơ đồ tính toán kết cấu khung máy MĐR bằng phần mềm
SAP2000

17

18

Hình 1-18. Mô hình tính toán ảnh hưởng bởi xe con mang hàng di
chuyển trên dầm

18

19

Hình 1-19. Xác định hệ số động lực khi di chuyển xe con trên dầm chính

18

20

Hình 1-20. Mô hình cổng trục khi nâng hàng

19

21

Hình 1-21. Mô hình cổng trục khi di chuyển

19

22

Hình 1-22. Mô hình tính toán động lực học cơ cấu nâng có kể đến đàn
hồi của kết cấu thép

20

23

Hình 1-23. Mô hình phân tích động lực học cổng trục di chuyển xe con

21

24

Hình 1-24. Mô hình tính toán động lực học cơ cấu nâng và
cơ cấu di chuyển cổng trục

21


vi
25

Hình 1-25. Mô hình tính toán động lực học cơ cấu nâng và cơ cấu di
chuyển

22

26

Hình 1-26. Mô hình tính toán động lực học cơ cấu nâng và cơ cấu di
chuyển cổng trục bánh lốp

22

27

Hình 1-27. Mô hình tính toán động lực học cơ cấu nâng cổng trục

23

28

Hình 1-28. Mô hình động lực học cổng trục lắp đặt trên xà mũ trụ cầu
khi nâng hàng có độ chùng cáp

23

29

Hình 1-29. Sơ đồ tính và cách đánh số phần tử của kết cấu

24

30

Hình 1-30. Sơ đồ tính tối ưu hệ khung theo phương pháp chuyển vị

24

31

Hình 1-31. Sơ đồ xác định độ cứng của xi lanh thủy lực

25

32

Hình 1-32. Sơ đồ truyền động mô tơ thủy lực quay

25

33

Hình 1-33. Sơ đồ tính toán truyền động thủy lực cầu trục

26

34

Hình 1-34. Mô hình truyền động xi lanh nâng hàng của xe nâng

26

35

Hình 1-35. Sơ đồ các trường hợp thực nghiệm đánh giá kết quả tính
toán lý thuyết với thực nghiệm

27

36

Hình 2-1. Sơ đồ tiêu chí đánh giá cho công tác chọn dạng máy

29

37

Hình 2-2. Sơ đồ cấu trúc tiêu chí chọn dạng máy lắp đặt tà vẹt theo
AHP

30

38

Hình 2-3. Trị số đánh giá các phương án máy

33

39

Hình 2-4. Trị số ưu tiên tổng hợp của phương án máy

34

40

Hình 2-5. Đồ thị kết quả đánh giá chọn dạng máy

34

41

Hình 2-6. Sơ đồ cấu tạo tổng thể máy MĐR.

35

42

Hình 2-7. Sơ đồ cơ cấu nâng tà vẹt

35

43

Hình 2-8. Cơ cấu di chuyển

36

44

Hình 2-9. Sơ đồ hệ thống thủy lực

36

45

Hình 2-10. Sơ đồ thi công đặt tà vẹt bằng máy MĐR

38

46

Hình 2-11. Mặt cắt mô tả vị trí ray di chuyển của máy MĐR và khối tà

vẹt BTCT DƯL trên lớp ba lát

38

47

Hình 2-12. Lắp đặt ray di chuyển máy và kiểm tra khoảng cách hai ray

38

48

Hình 2-13. Sơ đồ máy MĐR nâng, chuyển cụm tà vẹt

39

49

Hình 2-14. Mô hình động lực học của hệ thống nâng hạ cụm tà
vẹt bằng xi lanh thủy lực

40

50

Hình 2-15. Chương trình tính lực tác động lên xi lanh (Fxl) bằng phần
mềm Matlab_Simulink

43

51

Hình 2-16. Chương trình tính các thông số động lực học bằng phần

44


vii
mềm Matlab_Simulink
52

Hình 2-17. Áp suất dầu thủy lực khi nâng cụm tà vẹt P1 (Pa)

44

53

Hình 2-18. Vận tốc của móc nâng hàng khi nâng cụm tà vẹt (Vh) (m/s)

45

54

Hình 2-19. Lực căng cáp khi máy MĐR nâng hàng từ trạng thái cáp
chùng

45

55

Hình 2-20. Mô hình động lực học của mô tơ thủy lực cơ cấu di chuyển
máy

46

56

Hình 2-21. Chương trình tính toán thông số động lực học hệ thống thủy
lực di chuyển máy MĐR bằng phần mềm MatlabSimulink.

49

57

Hình 2-22. Sự thay đổi áp suất dầu thủy lực di chuyển máy theo thời
gian, P1(Pa)

50

58

Hình 2-23. Tốc độ quay của trục mô tơ thủy lực di chuyển, Wd(vòng/s)

50

59

Hình 2-24. Vận tốc di chuyển máy MĐR khi mang cụm 5 tà vẹt, Vdc
(m/phút)

50

60

Hình 2-25. Mô hình động lực học máy MĐR khi nâng hàng không có độ
chùng cáp

52

61

Hình 2-26. Chương trình tính toán thông số động lực học máy MĐR khi
nâng hàng bằng Matlab-Simulink

57

62

Hình 2-27. Áp suất dầu thủy lực P1

58

63

Hình 2-28. Tốc độ nâng hàng Vh

58

64

Hình 2-29. Lực căng cáp Fcap

58

65

Hình 2-30. Chiều cao nâng hàng Hh

59

66

Hình 2-31. Tỷ lệ lưu lượng dầu thủy lực từ bơm cấp cho xi lanh nâng
hàng

59

67

Hình 2-32. Lực căng cáp Fcap(N)

60

68

Hình 2-33. Áp suất dầu thủy lực P1(Pa)

60

69

Hình 2-34. Vận tốc nâng hàng Vh (m/s)

60

70

Hình 2-35. Dao động q3 của khối lượng m3

61

71

Hình 2-36. Mô hình máy MĐR di chuyển mang cụm tà vẹt

62

72

Hình 2-37. Chương trình nhập thông số đầu vào và tính áp suất dầu
thủy lực

67

73

Hình 2-38. Chương trình tính toán các thông số động lực học máy MĐR
di chuyển mang cụm tà vẹt

68

74

Hình 2-39. Khoảng cách di chuyển máy khi có hàng, q4 (m)

69

75

Hình 2-40. Vận tốc di chuyểnmáy khi có hàng, Vdc (m/s)

69


viii
76

Hình 2-41. Áp lực dầu thủy lực khi di chuyển máy, P1(Pa)

69

77

Hình 2-42. Góc lắc hàng khi máy di chuyển q8(rad)

70

78

Hình 2-43. Vận tốc quay của mô tơ thủy lực q 5 (vòng/s)

70

79

Hình 2-44. Lực căng của nhánh cáp Fcap(N) khi máy di chuyển

70

80

Hình 2-45. Tỷ lệ lưu lượng dầu thủy lực từ bơm cấp cho mô tơ thủy lưc
di chuyển

71

81

Hình 2-46. Vận tốc quay của mô tơ thủy lực q 5 (vòng/s)

71

82

Hình 2-47. Vận tốc di chuyển Vdc (m/s) khi dừng hãm máy

71

83

Hình 2-48. Áp lực dầu thủy lực P1(Pa) khi dừng hãm máy

72

84

Hình 2-49. Góc lắc cáp nâng hàng khi dừng máy, q8(rad)

72

85

Hình 2-50. Lực căng cáp khi di chuyển và dừng hãm, Fcap(N)

72

86

Hình 2-51. Lực căng cáp Fcap(N) tại thời điểm dừng hãm

72

87

Hình 3-1. Mặt bằng ga Phú Diễn

74

88

Hình 3-2. Mặt bằng ga Bắc Hồng

74

89

Hình 3-3. Triển khai mặt bằng thực nghiệm máy MĐR lắp đặt cụm tà
vẹt

75

90

Hình 3-4. Thi công lớp ballast và lớp đất cho ray di chuyển máy MĐR

75

91

Hình 3-5. Đầm nền đất đạt độ chặt K=0,85÷0,95

76

92

Hình 3-6. Lắp đặt đường ray di chuyển dài 28m trên nền đất và ballast

76

93

Hình 3-7. Tập kết hai máy lên ray di chuyển đặt trên nền đá và nền đất

76

94

Hình 3-8. Sơ đồ vị trí gắn thiết bị đo

77

95

Hình 3-9. Lắp cảm biến và đồng hồ áp suất

77

96

Hình 3-10. Lắp tenxo đo biến dạng kết cấu khung

77

97

Hình 3-11. Cảm biến gia tốc tại khung dưới

77

98

Hình 3-12. Lắp kẹp khung nâng với tà vẹt thành cụm 05 thanh, 07 thanh

78

99

Hình 3-13. Gắn lắp các đầu đo lên máy MĐR

79

100 Hình 3-14. Thiết bị ghi lưu tín hiệu đo

79

101 Hình 3-15. Đo chuyển vị kết cấu khung máy khi nâng cụm tà vẹt

79

102 Hình 3-16. Sơ đồ các bài thực nghiệm theo các trường hợp làm việc của
máy

79

103 Hình 3-17. Đo đạc và kiểm soát số liệu thu nhận được trong quá trình
thử nghiệm

80

104 Hình 3-18. Đo đạc máy MĐR trong quá trình nâng cụm tà vẹt và di

chuyển trên nền ballast và nền đất đã đầm lèn

81


ix
105 Hình 3-19. Thu thập tín hiệu đo bằng các thiết bị của Trung tâm KHCN
Đại học Giao thông Vận tải và được lưu giữ trên máy tính

81

106 Hình 3-20. Hoàn thành công tác kiểm tra. đo thu thập số liệu thực
nghiệm

81

107 Hình 3-21. Tín hiệu của đầu đo trong quá trình máy MĐR nâng - di
chuyển - hạ cụm 5 tà vẹt khi máy làm việc với ray đặt trên nền đất

83

108 Hình 3-22. Thu thập tín hiệu đo khi máy MĐR nâng cụm tà vẹt trên nền
đất

84

109 Hình 3-23. Di chuyển máy có hàng với ray đặt trên nền đá

84

110 Hình 3-24. Di chuyển máy có hàng với ray đặt trên nền đất và nền
ballast

84

111 Hình 3-25. Đồ thị lực căng cáp Fcap đo được từ thực nghiệm khi MĐR
nâng hàng

85

112 Hình 3-26: Đồ thị áp suất dầu thủy lực P1 đo được từ thực nghiệm khi
MĐR di chuyển với cụm tà vẹt và dừng hãm

85

113 Hình 3-27. Đồ thị so sánh lực căng cáp Fcap (N) lý thuyết với thực
nghiệm

86

114 Hình 3-28. Đồ thị so sánh giá trị áp suất dầu thủy lực tính toán lý
thuyết với kết quả thực nghiệm máy MĐR.

87

115 Hình 3-29. Đồ thị so sánh giá trị lực căng cáp tính toán lý thuyết với
thực nghiệm

87

116 Hình 3-30. Đồ thị so sánh giá trị áp suất dầu tính toán lý thuyết với
thực nghiệm

88

117 Hình 4-1. Chương trình khảo sát thông số động lực học khi thay đổi khối
lượng hàng nâng bằng phần mềm Matlab-Simulink

91

118 Hình 4-2. Lực căng cáp Fcap(N)

91

119 Hình 4-3. Áp suất dầu thủy lực P1(Pa)

91

120 Hình 4-4. Vận tốc nâng hàng Vh (m/s)

91

121 Hình 4-5. Dao động q3 của khối lượng m3

91

122 Hình 4-6. Chương trình khảo sát thông số động lực học khi thay đổi
khối lượng kết cấu khung máy bằng Matlab-Simulink

92

123 Hình 4-7. Lực căng cáp Fcap(N)

92

124 Hình 4-8. Áp suất dầu thủy lực P1(Pa)

92

125 Hình 4-9. Vận tốc nâng hàng Vh (m/s)

92

126 Hình 4-10. Dao động q3 (m)

92

127 Hình 4-11. Chương trình khảo sát thông số động lực học khi thay đổi độ

93


x
cứng của nền đường đặt ray chuyên dùng bằng Matlab-Simulink
128 Hình 4-12. Lực căng cáp Fcap(N)

93

129 Hình 4-13. Áp suất dầu thủy lực P1(Pa)

93

130 Hình 4-14. Vận tốc nâng hàng Vh (m/s)

93

131 Hình 4-15. Dao động q3 (m)

93

132 Hình 4-16. Chương trình khảo sát thông số động lực học khi thay đổi
đường kính cáp nâng hàng bằng Matlab-Simulink

94

133 Hình 4-17. Lực căng cáp Fcap(N)

94

134 Hình 4-18. Áp suất dầu thủy lực P1(Pa)

94

135 Hình 4-19. Vận tốc nâng hàng Vh (m/s)

94

136 Hình 4-20. Dao động q3 (m)

94

137 Hình 4-21. Chương trình khảo sát thông số động lực học khi thay đổi
các thông số của bơm thủy lực và xi lanh nâng hàng bằng MatlabSimulink

95

138 Hình 4-22. Lực căng cáp Fcap(N)

95

139 Hình 4-23. Áp suất dầu thủy lực P1(Pa)

95

140 Hình 4-24. Vận tốc nâng hàng Vh (m/s)

95

141 Hình 4-25. Dao động q3 (m)

95

142 Hình 4-26. Chương trình khảo sát trường hợp di chuyển với khối lượng
hàng nâng khác nhau bằng Matlab-Simulink

96

143 Hình 4-27. Vận tốc di chuyển Vdc (m/s)

97

144 Hình 4-28. Khoảng cách di chuyển q4(m)

97

145 Hình 4-29. Áp suất dầu thủy lực P1 (Pa)

97

146 Hình 4-30. Lực căng cáp Fcap (N)

97

147 Hình 4-31. Góc lắc cáp nâng hàng q8(rad)

97

148 Hình 4-32. Vận tốc mô tơ thủy lực ωd(vòng/s)

97

149 Hình 4-33. Chương trình khảo sát trường hợp di chuyển với khối lượng
kết cấu khung máy khác nhau bằng Matlab-Simulink

98

150 Hình 4-34. Vận tốc di chuyển Vdc (m/s)

98

151 Hình 4-35. Khoảng cách di chuyển q4(m)

98

152 Hình 4-36. Áp suất dầu thủy lực P1 (Pa)

98

153 Hình 4-37. Góc lắc cáp nâng hàng q8(rad)

98

154 Hình 4-38. Chương trình khảo sát trường hợp di chuyển với lưu lượng
bơm thủy lực khác nhau bằng Matlab-Simulink

99

156 Hình 4-39. Vận tốc di chuyển Vdc (m/s)

99


xi
157

Hình 4-40. Khoảng cách di chuyển q4(m)

99

158 Hình 4-41. Áp suất dầu thủy lực P1 (Pa)

99

159 Hình 4-42. Góc lắc cáp nâng hàng q8(rad)

99

160 Hình 4-43. Vận tốc mô tơ thủy lực ωd(vòng/s)

99

161 Hình 4-44. Lực căng cáp Fcap (N)

99

162 Hình 4-45. Qui trình xác định các thông số hợp lý của máy đặt cụm tà
vẹt MĐR

100

163 Hình 4-46. Mặt cắt ngang đại diện kiến trúc tầng trên đường sắt Việt
Nam

101

164 Hình 4-47. Mặt cắt ngang hầm điển hình trên tuyến đường sắt Việt Nam

102

165 Hình 4-48. Cầu đường sắt Đò Lèn

102

166 Hình 4-49. Sơ đồ xác định chiều cao lấy tà vẹt của máy MĐR trên toa
xe

103

167 Hình 4-50 Sơ đồ xác định chiều cao lấy tà vẹt của máy MĐR trên ô tô

103

168 Hình 4-51. Cấu tạo ray cho máy MĐR di chuyển

105

169 Hình 4-52. Kết cấu dạng ray di chuyển

106

170 Hình 4-53. Mô hình ray làm việc trên nền đất

106

171 Hình 4-54. Đồ thị quan hệ độ lún của ray với trọng lượng nâng

108

172 Hình 4-55. Xác định bán kính cong của đường ray cho máy di chuyển

109

173 Hình 4-56. Sơ đồ áp lực thực tế

110

174 Hình 4-57. Sơ đồ áp lực tính toán

110

175 Hình 4-58. Đồ thị quan hệ R,Q và Vdc(m/ph)

110

176 Hình 4-59. Máy MĐR đặt cụm tà vẹt đường sắt tại ga Cái Lân

112

DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU DÙNG TRONG LUẬN ÁN
TT

Tên bảng biểu

Trang

1

Bảng 1-1. Chiều dài các tuyến đường sắt chính hiện có của ĐSVN

5

2

Bảng 1-2. Danh mục các dự án đường sắt đã được phê duyệt

6

3

Bảng 1-3. Danh mục các dự án xây dựng giai đoạn 2020- 2030

6

5

Bảng 1-4. Đánh giá mức độ cơ giới xây dựng ĐS Việt Nam hiện nay

8

6

Bảng 1-5. Đặc tính kỹ thuật máy YK25

11

7

Bảng 1-6. Đặc tính kỹ thuật máy DPG-25A

12

8

Bảng 1-7. Đặc tính kỹ thuật máy đặt đường sắt KGT/V

12

9

Bảng 1-8. Đặc tính kỹ thuật máy PTH350

12


xii
10

Bảng 1-9. Đặc tính kỹ thuật của máy SVM1000S

13

11

Bảng 1-10. Đặc tính kỹ thuật máy DPG500

13

12

Bảng 1-11. Đặc tính kỹ thuật máy MĐR

14

13

Bảng 1-12: Đặc tính kỹ thuật của các loại máy lắp đặt tà vẹt đường sắt

15

14

Bảng 2-1. Đánh giá các tiêu chí của máy lắp đặt đường sắt

31

15

Bảng 2-2: So sánh công suất và năng suất đặt tà vẹt của các phương án
máy

31

16

Bảng 2-3. So sánh chi phí lắp đặt tà vẹt theo các phương án máy

32

17

Bảng 2-4. Bảng tính chi phí ca máy lắp đặt tà vẹt đường sắt

32

18

Bảng 2-5. Thông số kỹ thuật của máy MĐR lắp đặt tà vẹt đường sắt

37

19

Bảng 2-6: Các thông số đầu vào cho chương trình tính thông số động
lực học

43

20

Bảng 2-7. Các thông số đầu vào cho chương trình tính hệ thống thủy
lực di chuyển

48

21

Bảng 2-8. Các thông số nhập vào chương trình tính toán thông số động
lực học máy MĐR khi nâng cụm tà vẹt

57

22

Bảng 2-9. Các thông số đầu vào của mô hình tính toán động lực học

66

23

Bảng 3-1. Danh mục thiết bị đo đạc thực nghiệm máy.

78

24

Bảng 3-2. Thứ tự tiến hành thực nghiệm máy MĐR đặt tà vẹt.

80

25

Bảng 3-3. Kết quả đo thông số khi vận hành máy MĐR không tải

82

26

Bảng 3-4. Kết quả đo thông số khi vận hành máy MĐR nâng cụm tà vẹt

82

27

Bảng 3-5. Thời gian thao tác trong một chu kì làm việc của máy

83

28

Bảng 3-6. Đánh giá sai số giữa tính toán lý thuyết và thực nghiệm

86

29

Bảng 3-7. So sánh kết quả tính toán lý thuyết với thực nghiệm

87

30

Bảng 4-1. Giá trị thay đổi của các yếu tố ảnh hưởng

90

31

Bảng 4-2. Giá trị thay đổi của các yếu tố ảnh hưởng

96

32

Bảng 4-3. Giá trị độ lún của ray ứng với các trường hợp làm việc

108

33

Bảng 4-4. Giá trị các thông số hợp lý của máy lắp đặt đường sắt Việt
Nam

111

34

Bảng 4-5. So sánh hiệu quả kinh tế- xã hội khi áp dụng máy MĐR thi
công đường sắt

112

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU DÙNG TRONG LUẬN ÁN
Ký hiệu
L

Diễn giải
Chiều dài cơ sở của máy

Đơn vị tính
m

xiii
W

Chiều rộng cơ sở của máy

m

H

Chiều cao của máy

m

m1

Khối lượng cụm puly động

kg

m2

Khối lượng hàng nâng

kg

m3

Khối lượng kết cấu khung máy

kg

S1

Độ cứng của cáp nâng hàng

N/m

S2

Độ cứng của nền đường đặt ray di chuyển

N/m

i1

Bội suất cáp ở cụm puly động

-

i2

Bội suất cáp ở puly móc câu

-

i3

Tỷ số truyền của cụm xích di chuyển

-

Ecap

Mô đun đàn hồi của cáp thép

Pa

Est

Mô đun đàn hồi của thép

Pa

Eoil

Mô đun đàn hồi của dầu thủy lực

Pa

Ep

Mô đun đàn hồi của ống cao su

Pa

E1

Mô đun qui dẫn của dầu và xi lanh nâng hàng

Pa

E2

Mô đun qui dẫn của dầu và ống cao su

Pa

D

Đường kính của bánh xe di chuyển

m

qi

Tọa độ suy rộng thứ i

-

Qi

Lực suy rộng thứ i

N

P1

Áp suất dầu cao áp

Pa

P2

Áp suất dầu hồi về thùng

Pa

Pat

Áp suất dầu an toàn

Pa

[Pb]

Áp lực định mức của bơm

Pa

[Pd]

Áp lực định mức của động cơ

Pa

[b]

Tốc độ quay định mức của bơm

vòng/s

[d]

Tốc độ quay định mức của động cơ thủy lực

vòng/s

Vb

Lưu lượng riêng của bơm

m3/s

Vd

Lưu lượng riêng của mô tơ thủy lực

m3/s

rb

Hệ số tổn thất lưu lượng của bơm thủy lực

-

rd

Hệ số tổn thất lưu lượng của mô tơ thủy lực

-

c

Hiệu suất truyền động của xi lanh thủy lực

%

b

Hiệu suất truyền động của bơm thủy lực

%

d

Hiệu suất truyền động của mô tơ thủy lực

%

L_tuyo

Chiều dài của tuy ô thủy lực

m

D_tuyo

Đường kính tuy ô thủy lực

m

Gia tốc trọng trường

m/s2

Vdc

Vận tốc di chuyển

m/s

Fcap

Lực căng một nhánh cáp

Vh

Vận tốc nâng hàng

g

N
m/s


xiv
Kđ

Hệ số động

-

Gm

Trọng lượng máy

N

Q

Trọng lượng vật nâng

N

U

Chỉ tiêu tổng hợp

-

wi

Trọng số so sánh chỉ tiêu

-

fms

Hệ số ma sát

-

Fms

Lực ma sát

N

Ea

Hệ số tích lũy đàn hồi của đường ống dẫn dầu

-

Qrd

Lưu lượng rò rỉ của bơm

m3/s

Qrd

Lưu lượng rò rỉ của mô tơ thủy lực

m3/s

Kat

Hệ số lưu lượng qua van an toàn

Ar

Diện tích nền ảnh hưởng ở dưới bánh xe di chuyển máy

Kf

Hệ số nền

m2
T/m3

Ecap

Mô đun đàn hồi cáp thép

Pa

Acap

Diện tích tiết diện cáp thép

m2

Lcap

Chiều dài cáp

m

Mcl

Mô men cản lăn

Nm

Mô men quán tính trên trục mô tơ thủy lực

Jd

kgm2

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN
Ký hiệu

Diễn giải

AHP

Phương pháp phân tích thứ bậc (Analytic Hierarchy Process)

BTCT DƯL

Bê tông cốt thép dự ứng lực

CGH

Cơ giới hóa

CSHT

Cơ sở hạ tầng

CBCNV

Cán bộ công nhân viên

ĐSVN

Đường sắt Việt Nam

ĐS

Đường sắt

ĐLH

Động lực học

MĐR

Máy đặt tà vẹt đường sắt, mã hiệu MĐR

MĐR-01

Máy MĐR số 01

MĐR-02

Máy MĐR số 02

NCKH

Nghiên cứu khoa học

GTVT

Giao thông vận tải

KTTT

Kiến trúc tầng trên (đường sắt)

KCTT

Kết cấu tầng trên (đường sắt)

PA1, PA2,
PA4, PA5
TĐTL

PA3, Phương án 1, phương án 2, phương án 3, phương án 4, phương án 5
Truyền động thủy lực


Luận án đầy đủ ở file: Luận án full