Kết Cấu Thùng Xe Đang Sử Dụng Trên ĐSVN

B Mụn u Mỏy Toa Xe

Khoa C Khớ

Li Núi u



ầu máy toa xe là một phơng tiện vận chuyển rất quan
trọng trong ngành Đờng sắt nói riêng và ngành Giao

thông vận tải nói chung. Nó có nhiệm vụ vận chuyển một
khối lợng lớn hành khách và hàng hoá lu thông trong nớc và
quốc tế. Trong tình hình hiện nay, phơng tiện giao thông
rất đa dạng và phong phú với nhu cầu đi lại ngày càng tăng
của đại bộ phận dân chúng. Sự đòi hỏi ngày càng cao về
chất lợng phục vụ cũng nh độ an toàn tuyệt đối, yêu cầu của
ngành Giao thông vận tải nói chung và của ngành Đờng sắt
nói riêng là đáp ứng đợc những yêu cầu đó. Một trong những
công việc hết sức quan trọng của ngời thiết kế là tính toán
kiểm nghiệm độ bền toa xe, trong đó chủ yếu là thùng xe,
bệ xe, động lực học và độ bền giá chuyển.
Trong quá trình làm đề tài đợc sự giúp đỡ tận tình của
giỏo viờn hớng dẫn, cũng nh các giáo viờn trong bộ môn Đầu máy
toa xe, đề tài đã hoàn thành theo đúng thời gian quy định.
Mặc dù em đã có nhiều cố gắng trong thu thập tài liệu và
tìm hiểu thực tế, nhng vì thiếu kinh nghiệm nên không thể
tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong đợc sự đánh giá,
góp ý kiến của các thầy cô để đề tài của em đợc hoàn
thiện hơn.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn giỏo cụ cùng các

thầy trong tổ môn Đầu máy toa xe đã giúp đỡ em hoàn thành
đề tài này.

Lp Tu in Metro K56


B Mụn u Mỏy Toa Xe

Khoa C Khớ

TP. H Chớ Minh, ngày 29,tháng 6, năm 2018

Phần mở đầu
Thực trạng ngành Đờng sắt Việt Nam
1. Hạ tầng cơ sở
Đờng sắt Việt Nam ra đời muộn so với thế giới, nhng cho
đến nay cũng phát triển tơng đối nhanh do sự quan tâm
đầu t của Nhà nớc và nhu cầu đi lại của ngời dân. Đờng sắt
nớc ta có một trục dọc nối liền ba miền Bắc Trung Nam.
- Tổng chiều dài chính tuyến là 2523 km, gồm ba loại khổ
đờng:
+ Khổ 1000 mm có tổng chiều dài là 2011Km chiếm 84,5%.
+ Khổ 1435 mm có tổng chiều dài là 136 Km chiếm 5,4%
(khổ này còn ít đợc vận dụng vì hầu hết Đầu máy toa xe
vận dụng ở nớc ta thuộc khổ đờng 1000 mm).
+ Khổ lồng 1435 mm và 1000 mm có tổng chiều dài là:256
Km chiếm10,1%.
Do nhiều nguyên nhân khác nhau (chiến tranh, thiên tai,
đầu t còn thiếu) nhiều tuyến đờng đã xuống cấp không
đáp ứng đợc khả năng vận dụng.

- Việc bố trí mạng lới đờng sắt còn cha phù hợp với tình
hình phát triển kinh tế, về mức độ thu hút phối kết hợp
giữa các phơng thức vận tải, tiêu chuẩn kỹ thuật, trang thiết
bị cho hạ tầng Đờng sắt nớc ta còn ở mức thấp và lạc hậu.
- Với tình hình hiện nay, Nhà nớc đã có kế hoạch đầu t
lớn cho ngành Đờng sắt với khả năng đóng mới và nhập các
đầu máy có công suất lớn vận dụng cho ngành Đờng sắt.

Lp Tu in Metro K56


B Mụn u Mỏy Toa Xe

Khoa C Khớ

Về mặt quản lý cũng mang tính chất quy mô lớn, hy vọng
trong tơng lai sẽ là ngành không thể thiếu đợc trong lĩnh vực
Giao thông vận tải.
2. Các loại toa xe khách vận dụng ở Việt Nam.
- Toa xe khách là một trong những loại toa xe góp phần
quan trọng trong vận tải chuyên trở hành khách. Hiện tại tính
đến năm 2005 co 902 toa xe khổ đờng 1000mm và 8 xe
khổ đờng 1432mm

Trong đó:
+ Toa xe chạy đờng 1000 mm là 902 toa xe.
+ Toa xe chạy đờng 1435 mm là 8 toa xe.
- Chủng loại toa xe khách:
+ Toa xe khách khổ 1000 mm có 8 chủng loại.
+ Toa xe khách khổ 1435 mm có 4 chủng loại.

- Chất lợng toa xe: trong tổng số toa xe khách hiện có, số
toa xe cũ chiếm 29%. Các loại xe cũ phần lớn tuổi thọ trên 30
năm, quá lạc hậu so với sự phát triển chung của thế giới và khu
vực. Không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật chạy ở tốc độ lớn hơn
80 km/h.
+ Nhợc điểm của toa xe cũ là kết cấu lạc hậu, mức độ
chịu tải thấp không cho phép chạy ở tốc độ cao, không đáp
ứng đợc yêu cầu vận dụng.
+. Mặt khác, do kết cấu không phù hợp với công nghệ
mới nếu khả năng lắp lẫn kém và khả năng lập tầu, cắt móc
với đoàn tàu công nghệ cao kém gây khó khăn cho công tác
vận dụng khai thác vận tải.
Các loại toa xe khách ở Việt Nam cha đợc tiêu chuẩn hoá, lại
đợc nhập từ nhiều nớc khác nhau nên rất phức tạp, quá nhiều

Lp Tu in Metro K56


B Mụn u Mỏy Toa Xe

Khoa C Khớ

chủng loại, loại hình gây rất nhiều khó khăn cho công tác
quản lý vận dụng cũng nh sửa chữa cải tạo, đóng mới.
- Trang thiết bị toa xe khách nói chung còn lạc hậu, số lợng
toa xe khách giờng ngủ hay những tiện nghi sinh hoạt còn lạc
hậu không kịp đáp ứng cho nhu cầu đi lại cũng nh du
lịch,tham quan.
Nói chung, toa xe khách của Đờng sắt Việt Nam hiện nay
còn thiếu về số lợng, kém về chất lợng, không đồng bộ về

chủng loại. Vì vậy, việc ra đời loại toa xe chất lợng cao, hiện
đại, tiện lợi là nhu cầu thiết yếu trong tình hình hiện nay.
3. Tình hình thực tế và yêu cầu kỹ thuật của toa xe
khách
Từ năm 1989 đến nay, cùng với sự đổi mới của đất nớc,
ngành Đờng sắt đã và đang tiến hành công cuộc đổi mới
trong toàn ngành trên mọi lĩnh vực, đặc biệt là từng bớc
hiện đại hoá toa xe khách. Trong quá trình cạnh tranh gay
gắt giữa các phơng tiện vận tải trong cả nớc. Ngành Đờng
sắt chú trọng đến việc thu hút lợng khách đi tầu nhàm tăng
doanh thu cho ngành. Việc nâng cao tốc độ chạy tàu, lắp
đặt trang thiết bị tiện lợi, hiện đại, đảm bảo an toàn tuyệt
đối đóng vai trò rất quan trọng.
- Hành khách là đối tợng vận chuyển đặc biệt, nên ngoài
việc đảm bảo an toàn tuyệt đối thì yêu cầu phục vụ phải
cần đợc coi trọng và nâng cao thờng xuyên để đáp ứng nhu
cầu ngày càng cao của hành khách.
- Nhiệm vụ lớn của các nhà thiết kế và ngành Đờng sắt là
đa toa xe có chất lợng cao về trang thiết bị, độ bền, kết
cấu vào vận dụng sao cho:
+ Hành khách đi tầu phải đợc bảo đảm an toàn tuyệt
đối.

Lp Tu in Metro K56


B Mụn u Mỏy Toa Xe

Khoa C Khớ

+ Chất lợng phục vụ hành khách phải đợc nâng cao,
các yêu cầu phục vụ hành khách đợc đáp ứng ngày càng tốt
hơn.
+ Tiện nghi đầy đủ, thoải mái.
+ Tốc độ chạy tàu đợc nâng cao, đảm bảo tầu đi,
đến đúng giờ.
- Khẩn trơng thay các toa xe đã sử dụng trên 20 năm để
đảm bảo an toàn chạy tàu. Đồng thời đóng mới toa xe có
trang thiết bị nội thất hiện đại, trang nhã, các tiện nghi phục
vụ hành khách đợc nâng cao hơn.

GiớI THIệU CáC LOạI TOA XE KHáCH Sử DụNG TRÊN Đờng sắt việt nam.

1.Tổng quan về toa xe khách
Bảng thống kê s lng toa xe nm 2007

Lp Tu in Metro K56


B Mụn u Mỏy Toa Xe

Khoa C Khớ

(Bảng 1.1)
Toa xe khách
1. Toa xe 1.000m
- Xe ng mm
- Xe ng cng
- Xe ngi mm
- Xe ngi cng

- Xe gh dc
- Xe hng cm
- Xe hnh lý
- Xe hnh lý + MP

2. Toa xe 1.435m
- Xe ngi mm
- Xe gh ngang
- Xe gh dc
- Xe hnh lý
- Xe hng cm

S lng
hin dùng
910
128
160
146
280
70
50
30
48

8
2
5
1
-

Bảng số liệu và kích thớc của một số loại toa xe
vận dụng trên đsvn (Bảng 1.2&Bảng 1.3)

Lp Tu in Metro K56


B Mụn u Mỏy Toa Xe

Khoa C Khớ

BảNG KíCH THƯớc một số loại toa xe khách vận dụng trên đsvn
(Bảng 1.2)

Toa xe vận
dụng

Chiều
dàI toàn
xe

TX ghế
mềm
TX giờng
nằm mềm

20676m
m
20676m
m

Toa xe 2
tầng

Lp Tu in Metro K56

Chiều dàI
thùng xe

Chiều rộng
thùng xe

Chiều cao
mui xe

Chiều cao
sàn xe

Chiều cao
đầu
đấm

Cự ly cối
chuyển

20005mm

29000mm

3900mm

1100mm

825mm

14000mm

20005mm

2900mm

3900mm

1100mm

835mm

14000mm

21000mm

29000mm

4100mm

2 đầu
xe:1100mm
phần giữa xe:
+
tầngtrên:2165m
m

+tầng dới:290mm

15000mm


B Mụn u Mỏy Toa Xe

Khoa C Khớ

Bảng đặc điểm của một số loại toa xe khách
vận dụng trên đsvn
(Bảng 1.3)
Toa
xe
vận
dụng

thé
p
thùn
g xe

Hệ
thống
điện

TX
Toàn Tập
ghế
thâ chung

mềm n
220/380
chị VAC50H
u lực z

Hệ
thống
hãm

Hãm tay
kiểu:trụ
c vít,
Van
hãm
oelinco
n
TX
Toàn Tập
Dùng
giờng thâ chung
van
nằm n
220/380 hãm
mềm chị VAC50H knorrek
u lực z
sl
Toa
Toàn Tập
Hãm
xe 2

thâ chung
từng giá
tầng n
220/380 chuyển
chị VAC50H ,
Lp Tu in Metro K56

đhkk

Loại máy
thermoki
ng LRV12

Loại máy
thermoki
ng LRV10
Loại máy
thermoki
ng LRV12

Khu
Tay
ng
Tự
Trần
Vách
nắm
che
nặn
toa xe ngăn

khoá
gió
g
cửa
đầu
xe
Cômpz Gỗ
Loại cao Kiểu 35,5
it cao
dán,d cấp của kết
Tấn
cấp
án
trung
cấu
pốmic quốc
thép
a
Cômpz Gỗ
it cao
dán,d
cấp
án
pốmic
a
Cômpz Gỗ
it cao
dán,d
cấp
án

pốmic

TảI
trọng

Tốc
độ
cấu
tạo

8,5
Tấn

100
Km/
h

Loại cao
cấp của
trung
quốc

Kiểu 36
kết
Tấn
cấu
thép

8 Tấn

100
Km/
h

Loại cao
cấp của
trung
quốc

Kiểu 40
kết
Tấn
cấu
thép

10
Tấn

100
Km/
h


Bộ Môn Đầu Máy Toa Xe
u lùc z

Lớp Tàu Điện Metro K56

Khoa Cơ Khí
van

h·m
ke1csl

a


B Mụn u Mỏy Toa Xe

Khoa C Khớ

1.2. kết cấu thép CủA TOA XE
Kết cấu thép của toa xe giờng nằm.

Hình 1.1: Kêt cấu thép toa xe khách
- Kết cấu thùng của toa xe là loại kết cấu mới phù hợp với
việc lắp đặt thiết bị máy lạnh và điều hoà không khí trên
nóc xe, là kết cấu thép toàn thân chịu lực. Bệ xe không có
xà dọc giữa đợc lắp ghép theo kiểu tổng thành bằng phơng
pháp hàn điện hồ quang.
- Kết cấu thép thùng xe bao gồm các phần sau:
+ Kết cấu thép bệ xe và sàn tôn
+ Kết cấu thép thành bên 1 và bên 2
+ Kết cấu thép thành đầu 1 và đầu 2
+ Kết cấu thép mui xe
Bên cạnh đó còn có các chi tiết phụ của bệ xe, thành xe
và mui xe để liên kết với các bộ phận khác của toa xe và làm

Lp Tu in Metro K56

Bộ Môn Đầu Máy Toa Xe

Khoa Cơ Khí

cho kÕt kÊu cøng v÷ng h¬n phï hîp víi kÕt cÊu tæng thµnh
toa xe.

Lớp Tàu Điện Metro K56


Bộ Môn Đầu Máy Toa Xe
KÕt cÊu bÖ xe vµ sµn t«n

H×nh 1.2: kÕt cÊu thÐp bÖ xe

Lớp Tàu Điện Metro K56

Khoa Cơ Khí


B Mụn u Mỏy Toa Xe

Khoa C Khớ

Hình 1.3: Kết cấu thép sàn tôn
Bệ toa xe là loại bệ không có xà dọc giữa bao gồm:
- 02 xà đầu ngoài bằng tôn dập dày 10 mm
- 02 xà cạnh bằng thép hình [ 20 ì 75 ì 8
- 04 thanh xà kéo bằng thép hình [ 260 ì 100 ì10 .
- 02 xà gối thép dày 10 mm hàn thành hộp và 18 thanh

làm bằng tôn dập hình chữ [.
- Các xà dọc phụ, xà ngang phụ, và chống chéo để tăng
cờng độ cứng vững của bệ xe.
Các xà của bệ xe đợc liên kết với nhau bằng phơng pháp
hàn điện.
b. Kết cấu sàn xe: chia làm hai phần
- Phần bằng tôn tấm dày 3 mm từ xà đầu ngoài đến xà
gối.
- Phần bằng tôn dày 2,5 mm, dập gân ở khoảng giữa hai
xà gối gân dập có dạng dập sóng cao 32 mm theo chiều dọc
xe và đợc hàn liên kết với bệ xe tạo thành khoảng cách hàn
vững chắc.
c. Kết cấu thành bên .

Lp Tu in Metro K56


B Mụn u Mỏy Toa Xe

Khoa C Khớ

(a)

(b)
Hình 1.4a. Kết cấu thép thành B1 .4b. Kết cấu thép
thành B2
Bao gồm khung thép và vỏ thép:
- Khung thép thành bên có cột cửa và cột đứng ở các ô
cửa sổ. Các cột đứng làm bằng tôn dày 2,5 mm và đợc dập
gân tăng độ cứng theo dọc chiều xe. để giảm ứng suất tập

trung tại góc các lỗ khoét cửa sổ đợc làm thành góc lợn trên
R=120 mm. Khung thép và vỏ thép đợc hàn ghép chắc
chắn và đợc liên kết hàn với bệ xe.
- Yêu cầu kỹ thuật của thành xe
+ Độ vồng lên của thành bên từ 5 ữ 12 mm.
+ Độ không vuông góc của cột thành xe với mặt bệ xe
không lớn hơn 1,5 mm.
+ Toàn bộ thành bên không đợc vênh vặn, khoảng cách
hai đờng chéo góc của thành xe chênh lệch không quá 5
mm.
Lp Tu in Metro K56


B Mụn u Mỏy Toa Xe

Khoa C Khớ

d. Kết cấu thép thành đầu.

(a)

(b)
Hình 1.5: Kết cấu thép thành dầu
(a)Thành đầu lắp ĐHKK (b) Thành đầu không lắp
ĐHKK
Bao gồm kết cấu khung thép và vỏ thép.
- Khung thép gồm hai cột đầu xe với kết cấu hình chữ
nhật 115 ì 15 ì 4 hai cột bên là thép chữ [ 95 ì 34 ì 4 hai đoạn bên là
thép [115 ì 75 ì 4 trên cùng là vành mai L 60 ì 25 ì 3 ngoài ra còn có
các thanh ngang phụ để tăng cờng độ cứng. Một bộ phận

cấu thành quan trọng của khung thép thành đầu xe là khung
che gió đầu xe đợc hàn với hai cột đứng hình hộp và thanh
ngang trên tạo cho thành đầu thêm cứng vững. Phía ngoài là
tôn bọc dày 2,5 mm đợc hàn chắc với khung thép.
Lp Tu in Metro K56


B Mụn u Mỏy Toa Xe

Khoa C Khớ

Các chân cột thành đầu và vỏ thép thành đầu đợc liên
kết hàn với bệ xe
e. Kết cấu thép mui xe.

D

E

D

E

B

o
|

||

B

A

A

a-a
TL 1:10

M-M
TL 1:2

e-e
TL 1:10

|
B-B
TL 1:10

L
M

f -f

TL 1:2

f

Đ 2- 3

3

TL 1:2

M

L
D-D

f

L-L

TL 1:10

TL 1:2
T3- 3

G-g
TL 1:2
Đ 2- 3
T1- 5

|||

k

V

||

TL 1:2

TL 1:2

g
j

j

h
k-k

o

TL 1:5

TL 1:5

N

k
j -j

N-N
TL 1:5

Đ 2- 3

g
h-h

TL 1:2

TL 1:2

T3- 3

T3- 3

N

Hình 1.6. Kết cấu thép mui xe
- Gồm kết cấu khung thép và vỏ thép. Đặc điểm của loại
toa xe có điều hoà không khí và kết cấu thép mui xe phải
thiết kế để bố trí đợc máy điều hoà không khí kiểu nóc
xe.
- Khung thép mui xe bao gồm : Các vành mai có mặt cắt
hình Z 60 ì 25 ì 25 ì 3 . Vành mai hình Z đợc tăng cứng tôn dày 2
mm hình Z 60 ì 50 ì 25 ì 3 để ghánh đỡ máy lạnh và thùng nớc
mui xe. Các thanh dọc mui hình Z 40 ì 25 ì 25 ì 3 và hai thanh
dọc cạnh L 60 ì 30 ì 4 .
- Tại chỗ trần bằng đỡ máy lạnh ở đầu xe bố trí các xà hộp
100 ì 49 ì 3 và 50 ì 49 ì 3 . Các xà của khung thép mui đợc hàn

Lp Tu in Metro K56


B Mụn u Mỏy Toa Xe

Khoa C Khớ

chắc chắn và toàn bộ đợc phủ tấm thép dày 2 mm. Tôn mui
xe đợc hàn ghép với nhau bằng mối hàn liền để chống dột nớc và đợc hàn ghép với khung thép bằng hàn phân đoạn.
u nhợc điểm của thùng toa xe khách toàn thép kiểu
thành thẳng.
Ưu điểm:
- Tính chịu lực tốt
- Không gian rộng
- Quy trình công nghệ dễ làm hơn thùng xe thành cong
- Vỏ thép có gân gia cờng để tăng độ cứng vững và chịu
lực của toa xe
Nhợc điểm:
- Khi gia công vỏ thép phải dập gân
- Vệ sinh bề mặt khó
- Giá trị thẩm mỹ hơn vỏ xe thành cong
- Hệ số cản gió khi vận hành lớn hơn thùng xe cong

Kết cấu toa xe thành cong

Lp Tu in Metro K56


Bộ Môn Đầu Máy Toa Xe

Khoa Cơ Khí

H×nh 1.7. KÕt cÊu toa xe thµnh cong

Lớp Tàu Điện Metro K56

B Mụn u Mỏy Toa Xe

Khoa C Khớ

Ưu nhợc điểm của toa xe khách toàn thép kiểu thành
cong
+ Ưu điểm:
- Dễ dàng vệ sinh toa xe
- Gia công bề mặt sàn thành xe thuận lợi, dễ làm
- Khi vận hành giảm đợc sức cản của gió
- Có giá trị thẩm mỹ hơn thùng xe thành phẳng
+ Nhợc điểm:
- Trang trí nội thất khó khăn phức tạp, vì vậy phải gia công
trụ theo dạng cong.
- Do hình dạng cong nên vỏ thép cũng phải uốn cong
- Phần sát dới bệ xe rất dễ bị đọng nớc làm rỉ mục vỏ tôn.
- Thùng xe thành cong có miệng xe nhỏ hơn bệ xe của toa
kiểu thành thẳng.
- Bệ xe có xà dọc cạnh có kết cấu khác nhau
* Từ u và nhợc điểm của hai loại thùng xe trên ta thấy kiểu xe
thành thẳng có tính u việt hơn vì:
- Quy trình gia công chế tạo dễ dàng hơn cho nên tăng đợc
năng suất.
- Tính chịu lực cao do toàn thân xe chịu lực còn có vỏ thép
cũng tham gia chịu lực.
- Do không gian rộng nen tạo sự thoải mái cho hành khách
hơn. Chính vì u điểm này cho nên kiểu loại thùng toa xe
khách toàn thép kiểu thành thẳng đang đợc áp dụng và vận
hành rộng rãi.

Từ đó ta có thể nhận thấy việc chọn chế tạo khung toa xe
khách kiểu thành thẳng không có xà dọc giữa hiện nay ở nớc
ta là hợp lý phù hợp với công nghệ chế tạo của nhà máy chế tạo
toa xe trong nớc.
Lp Tu in Metro K56


Bộ Môn Đầu Máy Toa Xe

Lớp Tàu Điện Metro K56

Khoa Cơ Khí