Công trình đường sắt Tập 1 - Phần 2 Kết cấu tầng trên đường sắt, nền đường sắt - Chương 2

Chia sẻ: doquyenhong

Tài liệu tham khảo giáo trình Công trình đường sắt Tập 1 ( chủ biên Lê Hải Hà - Nxb Giao thông vận tải ) dùng cho các lớp không chuyên Phần 2 Kết cấu tầng trên đường sắt, nền đường sắt - Chương 2 Thiết kế đường ray

Bạn đang xem 10 trang mẫu tài liệu này, vui lòng download file gốc để xem toàn bộ.

Nội dung Text: Công trình đường sắt Tập 1 - Phần 2 Kết cấu tầng trên đường sắt, nền đường sắt - Chương 2

 

  1. CHƯƠNG 2 THI T K ðƯ NG RAY 2.1. ð C ðI M C U T O C A ðÔI BÁNH XE ðư ng ray có tác d ng d n hư ng cho ñôi bánh xe và ch u l c t bánh xe truy n xu ng. C u t o b ph n lăn ch y c a ñ u máy toa xe có quan h m t thi t v i c u t o và hình d ng c a ñư ng ray. Vì v y, c n nghiên c u ñ c ñi m c u t o c a ñôi bánh xe. ðôi bánh xe g m hai bánh l p c ñ nh vào m t tr c. Ngư i ta dùng áp l c c c m nh kho ng 100 t n ñ l p bánh xe vào ñ u tr c. Bánh xe có hai lo i: Lo i l p ghép và lo i toàn kh i. Lo i l p ghép có ph n trong b ng thép, ph n ngoài (ñai bánh xe) b ng thép t t. Lo i bánh toàn kh i ñư c ñúc b ng thép ho c b ng gang. L i bánh xe có tác d ng d n hư ng cho bánh xe lăn trên ray không b tr t ra ngoài. Chi u dày l i bánh h xác ñ nh t i m t ño tính toán cách m t lăn trung bình c a bánh xe theo chi u th ng ñ ng là 10 mm. Do m t lăn trung bình c a bánh xe có th thay ñ i v trí khi bánh xe b mòn, trong khi ñó ñ nh l i bánh xe không b mòn th ng ñ ng nên chi u dày g bánh thư ng ñư c xác ñ nh t i m t ño tính toán cách ñ nh l i bánh xe 18 mm theo chi u th ng ñ ng. Hình 2-1 C ly ñôi bánh xe q và c ly ray S Khi bánh xe còn m i, chi u dày g bánh hmax= 30 mm (ñư ng 1m ), chi u dày hmin= 18 mm ( bánh xe ñã s d ng ) µ - Chi u dày ph thêm c a l i bánh xe, ñ i v i bánh xe c a ñ u máy µ = 0 mm, bánh xe c a toa xe có µ = 1 mm (hình 2-1). M t lăn c a ñai bánh xe là m t nghiêng 1/20, phía ngoài có ñ nghiêng 1/10 ( ho c 1/7 ñ i v i bánh xe ñ u máy c a Liên Xô ). ð nghiêng 1/20 c a m t lăn t o ñi u ki n cho bánh xe có th xê d ch ngang, do ñó bánh xe không b mòn t p trung m t ch theo d ng yên ng a, tăng ñư c th i gian s d ng ñai bánh xe. ð nghiêng 1/10 có tác d ng làm cho bánh xe không b vư ng vào tâm ghi ho c lư i ghi, ñ m b o an toàn ch y tàu. Chi u dày bánh xe a = 125 mm – 140 mm (Hình 2-2). ðư ng kính bánh xe ñư c xác ñ nh t i m t lăn trung bình cách m t ph ng ño chi u dày g bánh 10 mm theo chi u th ng ñ ng. ðư ng kính bánh xe có nh hư ng r t l n ñ n m t kinh t . Bánh xe có ñư ng kính nh tuy ti t ki m ñư c s t thép, nhưng bánh xe ph i quay s vòng nhi u hơn, ñai và g i tr c chóng mòn hơn. Vi t Nam dùng bánh xe toa xe ñư ng kh h p có ñư ng kính 750 mm 780 mm. Bánh xe c a toa xe ñư ng tiêu chu n có ñư ng kính d = 840 mm ÷915 mm. C ly phía trong c a ñôi bánh t : Là kho ng cách giưã hai m t trong c a bánh xe, ñ i v i m t kh ñư ng, tr s t c a m i ñôi bánh ñ u như nhau : ñư ng tiêu chu n t = 1353 ± 3 mm, ñư ng kh h p t = 924 ± 3 mm. Chi u r ng ñôi bánh q (hay c ly ñôi bánh): Là kho ng cách gi a hai m t ngoài c a l i bánh xe, xác ñ nh t i m t ño tính toán (Xem hình 2-1). q = t +2h + 2 µ ± ε (mm) Trong ñó: t- C ly phía trong c a ñôi bánh. 165
  2. h- Chi u dày l i bánh xe. µ - chi u dày ph thêm c a l i bánh. ε - ð tăng gi m c ly ñôi bánh xe tuỳ theo v trí g i tr c, thư ng ε = 3-4 mm. Hình 2-2C u t o bánh xe ñ u máy còn m i ñư ng tiêu chu n Các tr c bánh xe có th ñư c g n c ñ nh trên giá xe c a ñ u máy ho c toa xe. C ly c ñ nh L0 c a các tr c là kho ng cách gi a hai tr c ngoài cùng mà trong quá trình chuy n ñ ng chúng luôn song song nhau (hình 2-3). Hình 2-3C ly c ñ nh c a toa xe có hai tr c ð c i thi n ñi u ki n ñi l i c a ñ u máy trên ñư ng cong, ngư i ta l p m t s tr c trên giá chuy n hư ng (Hình 2- 4) Ví d : ñ u máy D12E có hai giá chuy n hư ng, m i giá có hai tr c, c ly c ñ nh L0 là kho ng cách gi a hai tr c trên giá chuy n hư ng. ð u máy D18E có hai giá chuy n hư ng , m i giá có ba tr c, c ly c ñ nh L0 là kho ng cách gi a hai tr c ngoài cùng trên m t giá chuy n hư ng, c ly toàn b Ltb c a các tr c là kho ng cách gi a hai tr c ngoài cùng (Hình 2-4) 166
  3. Hình 2-4Xác ñ nh chi u dài các b ph n c a toa xe Trong ñó Lk- chi u dài thân toa xe Ln- chi u dài toàn b giá xe Lc- chi u dài c a toa xe L0- kho ng cách tr c c ñ nh Thí d : Chi u dài tiêu chu n c a toa xe là 11.28 m, toa xe khách dài 18.84 m thì l tính ñ i là 1.7, toa xe hàng dài 13.62 m thì l tính ñ i là 1.2 Trong b ng 2-1 dư i ñây gi i thi u kích thư c c a bánh xe và ñôi bánh xe c a ñ u máy, toa xe ñư ng kh h p và ñư ng tiêu chu n. B ng 2-1 Kh h (mm) t (mm) q (mm) Tên bánh xe ñư ng hmax hmin tmax tmin t0 qmax qmin q0 1000 C a ñ u máy 30 18 927 921 924 987 959 985 mm C a toa xe 30 18 927 921 924 989 956 986 C a ñ u máy 33 23 1356 1350 1353 1422 1396 1419 C a xe than 34 22 1356 1350 1353 1424 1394 1421 nư c 1435 Bánh gang toa mm 34 22 1355 1351 1353 1424 1394 1421 xe Bánh ñúc l nh 28.5 23.5 1352 1349 1351 1429 1396 1428 c a toa xe B ng 2-1a: Lo i ñ u máy toa xe và Rmin ðư ng kính Di ñ ng ngang C ly tr c c Kh ñư ng Lo i ñ u máy Rmin (m) ∑ η (mm) ñ nh Lo (mm) bánh xe d (mm) T l c 1- 4-1 4050 1200 11 1000 mm D12E 2400 1000 75 D18E 3300 1016 75 JF6 4410 1370 6 88 SL1 3352 6 50 1435 mm GL 3000 6 40 Toa xe khách 2400 Toa xa trư ng 2700 Ghi chú: ð i v i δmin = 9; ε 1= 2; ð u máy ñi n và ñiezel δmin =13; ε 2 = -2. Trên hình (2-5) là sơ ñ b trí các tr c bánh xe trên ñ u máy ñi n B 23. Hình (2-6) là sơ ñ ñ u máy ñiezel Tí7. Hình (2-7) là sơ ñ b trí các tr c c a ñ u máy hơi nư c Ä c a Liên Xô. Trong các hình v ñó, Lo là c ly c ñ nh; là ñ xê d ch ngang c a các tr c. 167
  4. Hình 2-5 Sơ ñ b trí các tr c c a ñ u máy ñi n BЛ23. Hình 2-6 Sơ ñ b trí các tr c trên ñ u máy ñiezel TЭ7 (Liên Xô). Hình 2-7 Sơ ñ b trí các tr c c a ñ u máy D12E 168
  5. B ng 2-2 ð c tính k thu t cơ b n c a ñ u máy ðiêzel truy n ñ ng thu l c ñang s d ng trên ñư ng s t Vi t Nam TT ð c tính k thu t D4H D5H D8H D11H 1 Nư c ch t o Liên Xô Australia Liên Xô Rumani 2 Năm ch t o 1976-1986 1966 1981 1978 3 Năm s d ng t i VN 1976 1993 1978 1978 4 Kh ñư ng (mm) 1000 1000 1435 1000 5 Công d ng kéo tàu H+K H+K H+K H+K 6 Lo i ñ ng cơ ðiêzel ID12-400 Caterpilla 84H25/25 I2V - 7 Công su t ñ ng cơ (ML) 400 500 800 1100 8 Phương th c truy n ñ ng Thu l c Thu l c Thu l c Thu l c 9 B truy n ñ ng thu l c YƠ Voith YƠ GSR30/5.7 10 H th ng hãm Gió ép Gió ép Gió ép Gió ép 11 Công th c tr c B-B (2-2) B-B (2-2) B-B (2-2) B-B (2-2) 12 T i tr ng tr c (T/tr c) 6 10 19.5 14 13 T i tr ng ch nh b (T) 24 40 78 56 14 Công su t thi t k (ML) 400 500 800 1100 15 S c kéo kh i ñ ng (KG) 7200 12000 - 16200 16 S c kéo dài h n (KG) 5000 - - 9500 17 T c ñ c u t o (km/h) 50 65 90 100 18 T c ñ dài h n (km/h) 15 - - 20 19 Bán kính ñưòng cong Rmin 60 46 - 90 Kích thư c gi i h n(mm) 9400 10060 14290 14006 Dài 20 2717 2820 3200 2780 R ng 3435 3825 4440 3680 Cao u cao ñ u ñ m (mm) 21 Chi 825 825 825 825 22 C ly tâm c i chuy n (mm) 4700 5310 - 7200 23 C ly tâm tr c bánh (mm) 1400 2134 - 2350 24 ðư ng kính bánh xe (mm) 600 910 - 1000 25 Dung tích nhiên li u (kg) 600 22701 - 2000 26 Dung tích d u bôi trơn (kg) 551 - 27 Dung tích nư c làm mát (l) 10.5 2701 - 28 Dung tích cát (kg) 457 57/thùng - 300 29 S lư ng ñ u máy hi n có 166 13 - 17 169
  6. B ng 2-3 ð c tính k thu t cơ b n c a ñ u máy ñiezel truy n ñ ng ñi n ñang s d ng trên ñư ng s t Vi t Nam TT ð c tính k thu t D9E D12E D13E D18E 1 Nư c ch t o M CH Séc nð B 2 Năm ch t o - 1985 1983 1983 3 Năm s d ng t i VN 1963 1986 1985 1984 4 Kh ñư ng (mm) 1000 1000 1000 1000 5 Công d ng kéo tàu H+K H+K H+K H 6 Lo i ñ ng cơ ðiêzel Caterpilla K6S 230DR ALCO251-D CKL-8TR 240 7 Công su t ñ ng cơ (ML) 900 1200 1300 1800 8 Phương th c truy n ñ ng ði nMC-MC ði nMC-MC ði nMC-MC ði nXC-MC 9 Tr ng lư ng ðC-MP (kg) 9000 11400 16123 15905 10 Tr ng lư ng MPðC (kg) 2935 3940 4046 4000 11 Tr ng lư ng ðCðK (kg) 1638 1760 1816 1590 12 H th ng hãm 28LV1 Dako Dvitmencadi Knorr 13 Công th c tr c B0-B0(20-20) B0-B0(20-20) C0-C0 (30-30) C0-C0 (30-30) 14 T i tr ng tr c (T/tr c) 13 14 12 14 15 T i tr ng ch nh b (T) 52 56 72 84 16 Công su t thi t k (ML) 900 1200 1300 1800 17 S c kéo kh i ñ ng (KG) 15600 14600 21600 25500 18 S c kéo dài h n (KG) 12000 11700 16050 19000 19 T c ñ c u t o (km/h) 114 80 96 105 20 T c ñ dài h n (km/h) 12 16 15.5 15.6 21 Bán kính ñưòng cong Rmin 75 75 75 75 Kích thư c gi i h n (mm) 11644 13306 14328 15500 Dài 22 2473 2754 2730 2880 R ng 3784 3854 3635 3875 Cao u cao ñ u ñ m (mm) 23 Chi 825 825 825 825 24 C ly tâm c i chuy n (mm) 5689 6700 9550 7900 25 C ly tâm tr c bánh (mm) 2028 2400 1829-2388 1650 26 ðư ng kính bánh xe (mm) 1016 1000 925 1016 27 D tr nhiên li u (l) 2200 2200 3000 3000 28 D tr d u bôi trơn (kg) 3421 385 280 350 29 Dung tích nư c làm mát (l) 456 400 30 D tr cát (kg) - 300 280 260 31 S lư ng ñ u máy hi n có 32 40 14 16 170
  7. 2.2. ðƯ NG RAY TRÊN ðƯ NG TH NG 2.2.1. C ly ray trên ñư ng th ng S0 C ly gi a hai ray là kho ng cách gi a hai má tác d ng c a ray ño t i m t ño tính toán (Hình 2-8). S0 = q+ δ Trong ñó: q- Chi u r ng ñôi bánh xe. δ – Chi u r ng ho t ñ ng c a ñôi bánh xe . Hình 2-8C ly ray Quy trình qu n lý k thu t ñư ng s t Vi t Nam quy ñ nh c ly ray S0 ñư c ño t i v trí cách m t ph ng qua ñ nh hai ray m t ño n f = 16 mm. Trên th gi i có nhi u lo i c ly ray (kh ñư ng), ngư i ta quy ñ nh khi S0 = 1435 mm là ñư ng tiêu chu n. Khi S0 > 1435 mm là ñư ng kh r ng. Khi S0 < 1435 mm là ñư ng kh h p. Vi t Nam, tuy n ñư ng s t Lưu Xá- Kép – Bãi Cháy là ñư ng tiêu chu n. Tuy n Yên Viên - Lưu Xá và Yên Viên - ð ng ðăng là ñư ng l ng (1435 mm và 1000 mm). Còn l i là ñư ng s t kh 1000 mm. Sai s cho phép v c ly ray, ñư ng s t nư c ta quy ñ nh: ðư ng tiêu chu n : S0 = 1435 ±26 mm ðư ng kh h p : S0 = 1000 ±24 mm Xét theo chi u dài, c ly ray không ñư c thay ñ i quá ñ t ng t, khi t c ñ V≤100 km/h, s bi n ñ i c ly ray theo chi u dài ph i nh hơn 1mm/m. ð i v i các tuy n ñư ng có t c ñ v > 100 Km/h, m c ñ thay ñ i c ly không ñư c vư t quá 0,5 mm/m. Nghĩa là, mu n chuy n t c ly 998 mm sang 1003 mm thì ph i th c hi n trên m t ño n dài t i thi u là 5 m(≤ 1 ‰)v i ñư ng ch y t c ñ v ≤ 100 Km/h, còn khi v >100 Km/h thì ph i th c hi n trên m t ño n dài t i thi u 10 m (≤ 0,5 ‰). N u ñ t ñôi bánh xe th ng góc v i tim ñư ng, l i m t bánh xe áp sát vào ray, thì gi a l i bánh xe và và má tác d ng c a ray phía bên kia có m t khe h δ (Hình 2-9). d Hình 2-9 Khe h g bánh t ng c ng δ 171
  8. Tr s khe h tiêu chu n tương ng v i trư ng h p khi ñôi bánh xe còn m i có chi u r ng ñôi bánh là q0 và c 0 ly ray tiêu chu n S0 : δ 0 = S0 – q0 Tr s δ quá nh s làm l i bánh xe và ray chóng mòn, l c c n l n. Tr s δ quá l n s sinh l c l c ngang l n khi tàu chuy n ñ ng. Tr s δ max = 45 mm và δ min = 11 mm ñ i v i ñư ng tiêu chu n cũng như ñư ng kh h p. 2.2.2. ð nghiêng c a ray M t lăn bánh xe có ñ nghiêng 1/20 . Vì v y, ñ bánh xe ti p xúc t t v i ray, l c truy n t bánh xe trùng v i tr c ray thì hai ray ph i ñ t nghiêng vào trong lòng ñư ng v i ñ nghiêng 1/20. ð th c hi n ñ nghiêng c a ray, ñ i v i tà v t g , n u dùng ph ki n gi ray ki u ñơn gi n, ngư i ta ph i ñ o tà v t ch ñ t ray. Khi dùng ñ m s t, trên m t t m ñ m ñã làm nghiêng 1/20 nên không c n ñ o tà v t. ð i v i tà v t bê tông, m t tà v t thư ng ñư c làm nghiêng ñ th c hi n ñ nghiêng ray ð nghiêng ñ ray không ñư c l n hơn 1/12 và không nh hơn 1/60. Ngư i ta có th căn c vào v t sáng trên ñ nh ray ñ ki m tra ñ nghiêng c a ray. N u v t sáng l ch ra phía ngoài thì ray ñ t nghiêng quá. N u v t sáng l ch vào phía trong có nghĩa là ñ nghiêng chưa ñ . N u v t sáng n m chính giưã ñ nh ray nghĩa là ñ nghiêng c a ray ñã ñúng quy ñ nh. 2.2.3. V trí m t ngang ñ nh hai ray (thu bình) Trên ñư ng th ng ,ñ nh hai ray ph i n m trên m t m t ph ng n m ngang. ðư ng s t kh 1000 mm cho phép m t bên ray luôn th p hơn 3mm (ñ i v i ñư ng s t tiêu chu n là 4mm) trên m t ño n dài t i thi u 500m. Như v y có th gi m b t hi n tư ng lư n sóng khi tàu chuy n ñ ng. ð chênh cao này ñư c ki m tra b ng thư c ño c ly có ng thu (thư c thu bình). M c ñ cao th p không ñư c vư t quá 1mm/1m. 2.3. ðƯ NG RAY TRÊN DƯ NG CONG 2.3.1. Các ñ c ñi m c a ñư ng ray trên ñư ng cong Trên ñư ng cong, ñư ng ray có m t s ñ c ñi m sau: 1- C ly gi a hai ray có th ñư c n i r ng hơn so v i ñư ng th ng ñ ñ u máy, toa xe ñi l i d dàng. 2- Ray lưng có th ñ t cao hơn ray b ng (siêu cao). 3- Dùng ñư ng cong chuy n ti p L0 ñ n i ñư ng th ng v i ñư ng cong tròn. 4- Ph i dùng ray ng n k t h p ray tiêu chu n ñ t phía b ng ñư ng cong ñ ñ m b o các m i n i ñ i x ng. 5- Trên các ñư ng cong bán kính nh , có th dùng ray ph và các thi t b gia c khác. 6- Ph i n i r ng kho ng cách gi a tim hai ñư ng c nh nhau trên ñư ng cong. C ly ray trên ñư ng cong ph i ñư c n i r ng ñ tho mãn yêu c u v m t n i ti p c a ñ u máy, toa xe. Y u t nh hư ng l n nh t ñ n c ly ray trên ñư ng cong là c ly c ñ nh Lo . Khi L0 càng l n ñòi h i c ly hai ray càng ph i n i r ng. Nhưng c ly ray cũng ch có th n i r ng ñ n m c nào ñó, n u quá r ng, tàu s tr t bánh. ð c i thi n ñi u ki n chuy n ñ ng c a ñ u máy trên ñư ng cong, ngư i ta dùng các bi n pháp sau: - Gi a g i và tr c bánh xe có ñ dơ ngang (Hình 2-10) - Khi giá xe c ñ nh có nhi u tr c, các tr c gi a có th dùng lo i bánh xe không có l i ho c l i m ng hơn . - Các bánh d n ho c bánh sau c a ñ u máy thư ng ñư c b trí thành các giá xe ñơn gi n và có ch t liên k t v i giá xe c ñ nh. Các bánh này có th quay ngang m t góc r t l n, vi c n i ti p c a ñ u máy ch b kh ng ch b i kho ng cách tr c c ñ nh. 172
  9. Hình 2-10 ð dơ ngang c a ñôi bánh xe 2.3.2. N i ti p c a ñ u máy toa xe trên ñư ng cong N i ti p c a ñ u máy, toa xe trên ñư ng cong có th là d ng n i ti p tĩnh ho c n i ti p ñ ng. N i ti p ñ ng ch hình thành khi tàu ch y v i t c ñ v > 100 Km/h. N i ti p tĩnh có các d ng sau: - N i ti p t do tĩnh: hình thành khi c ly gi a hai ray ñ r ng, tr c bánh cu i cùng c a giá c ñ nh d dàng chi m ñư c phương bán kính ñư ng cong. (Hình 2-11; 2-12; 2-14). Tâm quay t c th i là giao ñi m gi a tr c d c c a giá xe và ñư ng th ng góc v i tr c d c qua tâm ñư ng cong. n i ti p t do tĩnh, tâm quay n m trên tr c cu i cùng c a giá xe c ñ nh hai tr c. Khi s tr c c a giá xe c ñ nh tăng lên, do nh hư ng c a ma sát gi a ñai bánh xe và ray, tâm quay t c th i b d ch lên phía trư c. Theo k t qu nghiên c u c a K.J Seglinski, ñ i v i giá xe c ñ nh có ba tr c, tâm quay này d ch lên phía trư c r t ít nên có th xem là v n n m trên tr c sau cùng c a giá xe c ñ nh. ð i v i giá xe c ñ nh có 4 tr c, tâm quay t c th i n m gi a kh ang tr c th 3 và th 4 c a giá xe c ñ nh. (Xem hình 2-14). - N i ti p gò bó tĩnh: n u c ly gi a hai ray thu h p d n, tr c sau cùng c a giá xe c ñ nh không th chi m ñư c phương bán kính n a, khi ñó tâm quay t c th i b kích lên phía trư c và hình thành n i ti p gò bó tĩnh. - N i ti p nêm tĩnh: n u c ly hai ray ti p t c thu h p, tâm quay t c th i b kích lên phía trư c cho ñ n khi nó trùng v i tâm c a giá xe c ñ nh, hình thành lên n i ti p nêm tĩnh. - N i ti p gò bó tĩnh bình thư ng: T d ng n i ti p nêm, n u c ly gi a hai ray trong trư ng h p này ñư c m r ng thêm m t lư ng b ng tr s khe h t ng c ng δ min ta ñư c n i ti p gò bó tĩnh bình thư ng. Trong ñi u ki n khai thác bình thư ng, không ñư c dùng d ng n i ti p gò bó vì như v y l c ma sát r t l n, t n s c kéo, ray lưng ñư ng cong mòn nhanh và kém n ñ nh ngang. 2.3.3. Tính ñ n i r ng c ly ray trên ñư ng cong Vi c tính ñ n i r ng c ly ray trên ñư ng cong ñư c xu t phát t nh ng ñi u ki n cơ b n sau: 1- C ly ray S c n ph i t i ưu, có nghĩa là c n ñ m b o l c c n chuy n ñ ng nh nh t cũng như ñ hao mòn c a ray và bánh xe là ít nh t, ñ m b o ray và bánh xe ít b hư h ng, ñư ng ray không b sai l ch trên bình ñ , bánh xe không b tr t kh i ñư ng ray, khi ñ c ly ray không ñư c vư t quá c ly l n nh t cho phép. 2- C ly ray không ñư c nh hơn c ly ray nh nh t cho phép , nghĩa là c n ñ m b o các b ph n lăn ch y c a giá xe không b k t ch t gi a ray lưng và ray b ng. 2.3.3.1. Tính c ly ray t i ưu - Khi tính c ly ray t i ưu trên ñư ng cong, ngư i ta dùng sơ ñ tính toán là d ng n i ti p t do tĩnh. 173
  10. - Trong m i trư ng h p, c ly ray t i ưu không ñư c l n hơn Smax. - N u k t qu tính toán c ly ray t i ưu S < So (C ly ray tiêu chu n trên ñư ng th ng), thì ñi u ñó có nghĩa là kích thư c và ñ c ñi m c a các b ph n lăn ch y c a giá xe nghiên c u có th chuy n ñ ng trên ñư ng cong ñã cho mà không c n m r ng c ly ray. Trong trư ng h p ñó c ly ray s l y theo quy ph m k thu t khai thác, tuỳ thu c vào bán kính ñư ng cong. 1- Tính c ly ray t i ưu t ñi u ki n n i ti p c a giá xe c ñ nh hai tr c trong ñư ng cong bán kính R (Hình 2- 11). Hình 2-11 Sơ ñ tính c ly ray t i ưu khi ñ u máy có hai tr c trong c ly c ñ nh Trong hình 2-11: q = t + 2h + 2 – Chi u r ng ñôi bánh xe C- Trung tâm quay c a giá xe λ - Kho λ ng cách t trung tâm quay ñ n tr c bánh xe ñ u tiên (Trong trư ng h p này = Lo) b1- Kho ng cách t tr c hình h c c a bánh ñ u tiên ñ n ñi m ti p xúc gi a g bánh và ray lưng. L0- C ly c ñ nh c a các tr c. S- C l y ray trên ñư ng cong. T hình 2-11 ta có : S = q + fH (2-1) ð tho mãn trư ng h p b t l i nh t, c ly ray S ph i ñ m b o các ñôi bánh xe có chi u r ng qmax có th qua ñư ng cong ñư c, m t khác, theo quy ph m k thu t khai thác c a Liên Xô, lư ng d tr c ly b ng 4mm, ta có: S = qmax + fH + 4mm ≤ Smax (2-2) Trong ñó: fH là ñư ng tên c a ray lưng ñư c tính theo công th c g n ñúng: (λ + b1 )2 fH ≈ (2-3) 2R 174
  11. Tr s b1 trong công th c (2-3), theo giáo sư G.M Xakhunhian, ñư c tính ñ i v i trư ng h p g bánh không b mòn ñư c tính theo công th c sau: λ (r + t )tgτ b1 = (2-4) S R + 0 − (r + t )tgτ 2 Trong ñó : λ và R có ý nghĩa như ph n trên ñã nêu. So- C ly ray tiêu chu n trên ñư ng th ng. r- Bán kính m t lăn trung bình c a bánh xe . t- Kho ng cách theo chi u th ng ñ ng t m t lăn trung bình c a bánh xe ñ n ñi m ti p xúc gi a g bánh v i ray, l y b ng 10mm. (Xem hình 2-12). t- góc nghiêng c a m t trong g bánh xe v i m t ngang, l y t = 700 ñ i v i bánh xe ñ u máy và t = 600 ñ i v i bánh xe toa xe. Hình 2-12 Ví d 1: Tính c ly ray t i ưu trên ñư ng cong bán kính R = 200 m ñ ñ u máy có hai tr c trong c ly c ñ nh chuy n ñ ng qua ñư ng cong. S li u v ñ u máy: bán kính bánh xe r = 500 mm chi u dài c ly c ñ nh Lo = 2400 mm, chi u r ng phía trong c a ñôi bánh tmax= 927 mm, chi u dày ph thêm c a g bánh xe mmax= 0 mm, chi u dày g bánh xe hmax = 30 mm. Sơ ñ tính toán như hình 2-11. Theo công th c (2-4) ta có: λ (r + t )tgτ b1= S0 − (r + t )tgτ R+ 2 2400(500 + 10 )2.747 ≈ 16.88 mm b1= 1000 − (500 + 10 )2.747 200000 + 2 L y b1= 17 mm Trong ñó: l = L0=2400 mm t = 10mm tg t = tg700= 2,747 S0= 1000 mm Tính ñư ng tên c a ray lưng theo công th c (2-3): 175
  12. (λ + b1 )2 (2400 + 17 )2 ≈ 15 mm = fH = 2R 2 x 200000 C ly ray t i ưu: S = qmax+ fH+ 4 mm ≤ Smax S = (tmax+ 2mmax+2hmax) + fH+ 4 mm S = (927 + 0 + 2x30) + 15 + 4 = 1006 mm ≤ Smax=1020 mm ð ñ m b o các lo i ñ u máy khác có th chuy n ñ ng qua ñư ng cong, ta l y S = 1020 mm tương ng R = 200 m theo quy ph m k thu t khai thác ñư ng s t VN 1999 Hình 2-13 Sơ ñ tính c ly ray t i ưu khi giá xe c ñ nh có 3 tr c 2- Tính c ly ray t i ưu t ñi u ki n n i ti p c a giá xe c ñ nh có 3 tr c trong ñư ng cong bán kính R (Hình 2- 13) ð tho mãn trư ng h p b t l i nh t ñ m b o nh ng ñôi bánh xe có chi u r ng qmax qua ñư ng cong ñư c d dàng, t hình 2-13 ta có: S = qmax+ fH + 4 mm ≤ Smax (2-2’) N u xét ñ n ñ d ch ngang c a các tr c ∑ (xem hình 2-13) ta có: S = qmax + fH + 4mm - ∑ ≤ Smax (2-5) Trong ñó qmax và fH có ý nghĩa như trong công th c (2-2), fH là ñư ng tên tính theo công th c (2-3) khi l và b1 ñư c tính theo công th c (2-4), ∑ là t ng ñ xê d ch ngang c a các tr c. Ví d 2: Tính c ly ray t i ưu trên ñư ng cong có bán kính R = 200 m ñ u máy có 3 tr c trong c ly c ñ nh. S li u ñ u máy: c ly c ñ nh L0 =1650x2 = 3300 mm, bán kính bánh xe r = 1016:2 = 508 mm, t ng ñ xê d ch ngang c a các tr c ∑ = 3 mm Sơ ñ tính toán như hình 2-13 Tính b1 theo công th c: λ (r + t )tgτ b1 = S0 − (r + t )tgτ R+ 2 3300(508 + 10 )2.747 ≈ 24 mm b1= 1000 − (508 + 10 )2.747 200000 + 2 Trong ñó 176
  13. l = L0 = 3300 mm t = 10 mm; tgt = tg700 = 2.747 S0 = 1000 mm Tính fH theo công th c (2-3) (λ + b1 )2 (3300 + 24)2 ≈ 28mm = fH = 2R 2 x 200000 S = (tmax+2hmax+2µmax)+fH+4mm-∑ S = (927+2x30+0)+28+4-3=1016 mm < Smax = 1020 mm Ta l y S = 1020 mm tương ng R = 200 m theo quy ph m KTKTñư ng s t VN 1999 3- Tính c ly ray t i ưu t ñi u ki n n i ti p c a giá xe c ñ nh có b n tr c trong ñư ng cong bán kính R (Hình 2-14) T Hình 2-14 ta có: S = q + fH - fB Tương t các trư ng h p trên, ñ ñ m b o các ñôi bánh xe có chi u r ng qmax có th chuy n ñ ng qua ñư ng cong, ta có: S = qmax+fH-fB+4mm ≤ Smax (2-6) Trong ñó: qmax và fH có ý nghĩa như trong công th c (2-2) và (2-3) 4 mm- Lư ng d tr v c ly ray fB- ñư ng tên c a ray b ng ng v i dây cung DE trên hình 2-14 (i − b2 )2 fB = (2-7) 2R V i i- kho ng cách t trung tâm quay C c a giá xe ñ n tr c hình h c c a ñôi bánh xe cu i cùng. b2- kho ng cách t tr c hình h c c a bánh xe cu i cùng ñ n ñi m ti p xúc c a g bánh xe v i ray. ð i v i các bánh xe có g bánh chưa b mòn, theo giao sư Ơ.M Xakhunhian tính b2 theo công th c sau: i (r + t )tgτ b2 ≈ (2-8) S R − + (r + t )tgτ 2 Trong ñó: R, r, t và t có ý nghĩa như trong bi u th c (2-4) S- l y theo quy ph m k thu t khai thác tương ng v i bán kính R c a ñưòng cong. Hình 2-14 Sơ ñ tính c ly ray t i ưu khi ñ u máy có 4 tr c trong c ly c ñ nh L0 177
  14. Ví d 3: Tính c ly ray t i ưu trên ñư ng cong có bán kính R = 200 m ñ i v i ñ u máy có 4 tr c trong c ly c ñ nh. Bán kính bánh xe r = 600 mm; c ly c ñ nh L0 = 1350x3 = 4050 mm. Sơ ñ tính toán như hình 2-14 Theo công th c (2-4) ta có: λ (r + t )tgτ b1 = S0 − (r + t )tgτ R+ 2 3375(600 + 10 )2.747 b1 = =28.44 mm 1000 − (600 + 10 )2.747 200000 + 2 L y b1= 28 mm Trong ñó: l = L0- i = 4050 – 1350/2 = 3375 mm r = 600 mm tgt = tg700=2.747 S0 = 1000 mm Theo công th c (2-8) ta có: i (r + t )tgτ b2 = S R − + (r + t )tgτ 2 675(600 + 10 )2.747 ≈ 6 mm = 1020 + (600 + 10)2.747 200000 − 2 Trong ñó: i = 1350/2 = 675 mm S = 1020 mm tương ng v i R = 200 m (Quy ph m KTKT ñư ng s t) Tính fH theo công th c (2-3), tính fB theo công th c (2-7): (λ + b1 )2 (3375 + 28)2 Ta có: fH = = = 28 mm 2R 2 x 200000 (i − b2 )2 (675 − 6)2 ≈ 1 mm fB = = 2R 2 x 200000 S = qmax + fH – fB + 4 mm S = 987 + 28 -1 + 4 = 1018 mm < Smax = 1020 mm Ta dùng c ly ray S = 1020 mm tương ng v i R = 200 m theo quy ph m KTKT ñư ng s t VN 1999. Câu h i ôn t p: Chương 3 . C u t o ghi ñơn 1. V b ghi ñơn ph thông r ph i cho tàu vào ñư ng th ng ( ghi chú chi ti t). 2. V b ghi ñơn ph thông r ph i cho tàu vào ñư ng r . C u t o b ph n ñ u, n i gi a, tâm ghi. 178
  15. 2.3.3.2. Xác ñ nh c ly ray nh nh t cho phép Khi xác ñ nh c ly ray nh nh t cho phép Smin, tương t như khi xác ñ nh c ly ray t i ưu, ta d a vào các gi thi t sau: a/ Sơ ñ tính toán Smin: dùng sơ ñ n i ti p nêm, k t qu tính toán nh n ñư c t sơ ñ ñó ñư c c ng thêm m t lư ng b ng tr s khe h t ng c ng δmin. b/ N u tính ra c ly ray Smin< So (c ly tiêu chu n trên ñư ng th ng) thì ta hi u r ng ñ u máy ho c toa xe ñó có th ñi qua ñư ng cong mà không c n n i r ng c ly. Trong trư ng h p ñó c n l y c ly ray S theo quy ph m k thu t khai thác tuỳ thu c bán kính R c a ñư ng cong. 1/ Tính Smin t ñi u ki n n i ti p c a giá xe c ñ nh 2 tr c trong ñư ng cong bán kính R (hình 2-15) Hình 2-15 Sơ ñ tính toán c ly ray Smin khi giá xe c ñ nh có 2 tr c Trong hình 2-15: C: trung tâm quay c a giá xe q = t + 2h + 2µ : chi u r ng ñôi bánh xe λ: Kho ng cách t trung tâm quay C ñ n tr c hình h c c a bánh xe ñ u tiên, trong trư ng h p này, theo sơ ñ tính toán nó b ng kho ng cách i t trung tâm quay C ñ n tr c hình h c c a bánh xe tr c sau (tr c th 2 ) và b ng m t n a c ly c ñ nh. fH :ðư ng tên c a ray lưng ( ng v i dây cung AB ) fB : ðư ng tên c a ray b ng (khi dây cung là A1B1) b1 : Kho ng cách t tr c hình h c c a bánh xe ñ n ñi m ti p xúc c a g bánh xe v i ray lưng. b2: Kho ng cách t tr c hình h c c a bánh xe ñ n ñi m ti p xúc c a g bánh v i ray b ng. T hình 2-15 ta có: S = q + fH - fB Theo gi thi t 1 và ñ ñ m b o các ñôi bánh xe có chi u r ng qmax có th qua ñư ng cong, ta có: Smin = qmax + fH -fB + 4mm + δmin ≤ Smax ( 2-9) Trong ñó: 183
  16. 4mm: lư ng d tr v c ly ray fH và fB tính theo các công th c sau: L0 + b1 ) 2 ( (λ + b1 ) 2 2 fH ≈ = 2R 2R L ( 0 − b2 ) 2 (i − b2 ) 2 =2 fB ≈ 2R 2R Trong ñó: b1 ñư c tính theo công th c (2-4) b2 ñư c tính theo công th c (2-8) δmin = 11mm Ví d 4: Tính c ly ray nh nh t cho phép trên ñư ng cong bán kính R = 200m ñ ñ u máy có 2 tr c trong c ly c ñ nh có th chuy n ñ ng trên ñư ng cong. Bán kính bánh xe c a ñ u máy r = 508mm; tmax = 927mm; hmax = 30mm; c ly c ñ nh Lo = 2028mm. Sơ ñ tính toán như hình 2-15. Tính b1 theo công th c (2-4) và b2 theo công th c (2-8) ta có: λ ( r + t )tg τ 1014 (508 + 10 ). 2, 747 b1 = = = 7 , 213 mm 1000 S0 − ( r + t )tg τ 200000 + − (508 + 10 ). 2,747 R+ 2 2 Trong ñó: λ = i = 2028/2 = 1014mm t = 10mm; So = 1000mm tgτ = tg70o = 2,747 i ( r + t ) tg τ 1014 ( 508 + 10 ). 2 , 747 b2 = = = 7 ,18 mm 1020 S R − + ( r + t ) tg τ 200000 − + ( 508 + 10 ). 2 , 747 2 2 Tính ñư ng tên c a ray lưng fH và ñư ng tên c a ray b ng fB : (λ + b1 ) 2 (1014 + 7,21) 2 fH = = = 2,6mm 2R 2.200000 (i − b2 ) 2 (1014 − 7,18) 2 fB = = = 2,5mm 2R 2.200000 Tính c ly ray nh nh t cho phép S: Smin = qmax + fH -fB + 4mm + δmin Smin = (tmax +2µmax+ 2hmax ) + fH -fB + 4mm + δmin ≤ Smax Smin = (927 + 0 + 2.30) + 2,6 - 2,5 + 4 + 11 = 1002mm<1020mm Như v y, v i s li u c a ñ u máy ñã cho yêu c u c ly ray nh nh t cho phép là 1002mm. Tuy nhiên, ñ tho mãn cho các lo i ñ u máy toa xe khác có th chuy n ñ ng qua ñư ng cong, ta l y c ly ray S = 1020mm tương ng v i bán kính R = 200m (theo quy ph m k thu t khai thác ñư ng s t 1999). 184
  17. 2/ Xác ñ nh c ly ray nh nh t cho phép t ñi u ki n n i ti p trong ñư ng cong bán kính R c a giá xe c ñ nh có 3 tr c Hình 2.16 Sơ ñ tính c ly ray nh nh t cho phép khi ∑η = 0 Khi các tr c không có ñ dơ ngang (∑η = 0), t hình 2-16 ta có: S = q + fH Tương t các trư ng h p trên ta có: Smin = qmax + fH + δmin + 4mm ≤ Smax (2-10) Hình 2-17. Sơ ñ tính c ly ray nh nh t cho phép khi ∑η ≠ 0 Khi t ng ñ xê d ch ngang c a các tr c ∑η ≠ 0. (hình 2-16), ta có: S = q + fH - ∑η . Tương t các trư ng h p trên ta có: Smin = qmax + fH - ∑η + 4mm + δmin ≤ Smax ( 2-11) 185
  18. Trong ñó fH ñư c tính theo công th c (2-3) Khe h t ng c ng δmin = 11mm; t ng ñ xê d ch ngang ∑η rút t lý l ch ñ u máy. Ví d 5: Tính c ly ray nh nh t cho phép trên ñư ng cong bán kính R = 200m, ñ u máy có 3 tr c trong c ly c ñ nh. Bán kính bánh xe r = 508mm, c ly c ñ nh Lo = 1650 +1650 = 3300mm. Sơ ñ tính toán theo hình 2-16. Tính b1 theo công th c (2-4) λ (r + t )tgτ 1650(508 + 10).2,747 b1 = = ≈ 12mm 1000 S0 − (r + t )tgτ 200000 + − (508 + 10).2,747 R+ 2 2 λ = Lo/2 = 3300/2 = 1650mm Trong ñó: So = 1000mm tgτ = tg70o = 2,747 Tính ñư ng tên c a ray lưng theo công th c (2-3): (λ + b1 ) 2 (1650 + 12) 2 fH = = = 6,9mm ≈ 7 mm 2R 2.200000 Smin = (tmax +2µmax+ 2hmax ) + fH + 4mm + δmin ≤ Smax Smin = (927 + 0 + 2.30) + 7 + 4 +11 = 1009mm < 1020mm. Theo k t qu tính toán ta có c ly ray nh nh t cho phép ñ i v i ñ u máy ñã cho là 1009mm < Smax = 1020mm. Ta l y c ly ray S = 1020mm tương ng R = 200m (theo QPKTKTðS VN . 1999) 3/ Xác ñ nh c ly ray nh nh t cho phép t ñi u ki n n i ti p c a ñ u máy có 5 tr c trong c ly c ñ nh trên ñư ng cong bán kính R Sơ ñ tính toán theo hình (2-18), bánh xe tr c gi a không có g bánh. Các bánh trên 2 tr c ngoài cùng có ñ xê d ch ngang. Theo sơ ñ hình (2-18), c ly ray nh nh t cho phép ñư c tính theo công th c sau: Smin = qmax + fH -fB - ∑η + 4mm + δmin ≤ Smax Trong ñó: fH và fB cũng ñư c xác ñ nh như trong các trư ng h p trên nhưng tính theo λ và i như trong hình 2-18. Ví d 6: Xác ñ nh c ly nh nh t trong ñư ng cong bán kính R = 300m ñ ñ u máy có 5 tr c trong c ly c ñ nh Lo = 1460 + 1430 +1430 + 1460 = 5780mm có th chuy n ñ ng qua ñư ng cong. (hình 2-19). tr c ñ u và tr c cu i là ±6mm, c a Bán kính bánh xe r = 660mm. ð xê d ch ngang c a tr c bánh xe tr c th ba là 0 và c a tr c th 2 và tr c 4 là ± 4mm, ∑η = 10mm. Bánh xe tr c d n có ñ nghiêng l ch ±125mm, nó không nh hư ng ñ n ñi u ki n n i ti p c a ñ u máy. 186
  19. Hình 2-18 Hình 2-19 Sơ ñ tính toán như hình (2-18). Tìm b1 theo công th c (2-4) và b2 theo công th c (2-8): λ (r + t )tgτ 2890(660 + 10).2,747 b1 ≈ = = 18mm 1524 S0 − (r + t )tgτ 300000 + − (660 + 10).2,747 R+ 2 2 i (r + t )tgτ 1430(660 + 10).2,747 b2 = = = 9mm 1540 S 300000 − + (660 + 10).2,747 R − + (r + t )tgτ 2 2 λ = 1430 + 1460 = 2890mm Trong ñó: i = 1430mm tgτ = tg700 = 2,747 S0 = 1524mm S = 1540mm. (λ + b1 ) 2 (2890 + 18) 2 fH ≈ = = 28mm 2R 2.300000 187
  20. (i − b2 ) 2 (1430 − 9) 2 fB ≈ = = 9mm 2R 2.300000 Smin = (tmax +2µmax+ 2hmax ) + fH -fB - ∑η + 4mm + δmin Smin = (1443 + 0 + 2.33) + 28 - 9 - 10 + 4 +11 = 1533mm > 1530mm Trong ñó: tmax = 1443mm, hmax = 33mm, δmin = 11mm, S = 1530mm tương ng R = 300m (theo quy ph m k thu t khai thác ñư ng s t Liên Xô). K t qu tính toán c ly ray nh nh t cho phép l n hơn c ly ray tương ng R = 300m theo QPKTKT, trong trư ng h p này l y c ly ray theo QPKTKT tương ng bán kính ñã cho. 2.3.3.3. C ly ray tiêu chu n trên ñư ng cong Quy ph m k thu t khai thác ñư ng s t Vi t Nam năm 1999 quy ñ nh v c ly ray trên ñư ng cong như sau: B ng 2.1 mm mm ðư ng kh 1000 ðư ng kh 1435 và ñư ng l ng Bán kính cong R(m) C ly ray Bán kính cong C ly ray S(mm) R(m) S(mm) ≥ 501 ≥ 651 1000 1435 T 401 ñ n 500 1005 T 650 ñ n 451 1440 T 301 ñ n 400 1010 T 450 ñ n 351 1445 ≤ 350 T 201 ñ n300 1015 1450 ≤ 200 1020 Do c ly ray trên ñư ng cong l n hơn c ly ray trên ñư ng th ng nên ph i vu t n i r ng c ly phía ray b ng. Vu t c ly ray thư ng ñư c th c hi n trong ph m vi ñư ng cong chuy n ti p, ñ bi n ñ i c ly không vư t quá 1mm trên m t mét dài (≤1) 2.3.4.ð t ray h bánh trên ñư ng cong Trên các ñư ng cong bán kính nh , do nh hư ng c a n i ti p, má c a ray lưng và l i bánh xe b mòn nhanh, ñ gi m b t ñ mòn c a má ray, ngư i ta ph i ñ t thêm m t thanh ray vào lòng ñư ng, c nh ray b ng g i là ray h bánh. Khi vào ñư ng cong, n u t t c các bánh xe ñ u không t a l i vào má ray thì má ray s không b mòn, ñi u ñó r t khó th c hi n vì các ñ u máy toa xe có c u t o giá xe c ñ nh r t khác nhau. a/ Xét riêng cho m t tr c bánh xe: khe h gi a ray h bánh và ray b ng ñ m b o l i bánh xe t a nh vào ray lưng ñư ng cong ñư c tính như sau: m = S - T - (h +µ) (2-12) Trong ñó m : khe h tính toán gi a ray b ng và ray h bánh S : c ly ray ñư c xác ñ nh t d ng n i ti p gò bó tĩnh bình thư ng h và µ: Chi u dày g bánh và chi u dày ph thêm c a nó T : c ly phía trong c a ñôi bánh Khi ñó ta có: } mmin = Smin - Tmax - (hmax +µ ) mmax = Smax - Tmin - (hmin + µ ) (2-13) 188
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản