Báo cáo khoa học: "Giới thiệu Phương pháp đo và các kết quả xác định hệ số bám bánh xe với ray trong vận hành"

Chia sẻ: Nguyễn Phương Hà Linh Nguyễn Phương Hà Linh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

74
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nâng cao tốc độ chuyển động đoàn tầu cần giải quyết một loạt vấn đề cơ bản để đảm bảo an toàn vận hành, đó là phải đảm bảo lực hãm nhỏ hơn hoặc bằng lực bám của bánh xe với ray. Lực bám phụ thuộc vào hệ số bám, tải trọng trục…

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo khoa học: "Giới thiệu Phương pháp đo và các kết quả xác định hệ số bám bánh xe với ray trong vận hành"

Giíi thiÖu Ph−¬ng ph¸p ®o vμ c¸c kÕt qu¶ x¸c ®Þnh hÖ sè b¸m b¸nh xe víi ray trong vËn hμnh PGS. TS. vò duy léc Bé m«n §Çu m¸y - Toa xe Khoa C¬ khÝ - Tr−êng §HGTVT Tãm t¾t: Bμi b¸o giíi thiÖu ph−¬ng ph¸p vμ nh÷ng kÕt qu¶ thÝ nghiÖm x¸c ®Þnh hÖ sè b¸m cña b¸nh xe víi ray cña ®oμn tÇu chuyÓn ®éng ë vËn tèc ®Õn 200km/h. Summary: The article is an introduction of test results and method of evaluating the adhesion coefficient between wheel and rail of the train moving with the speed up to 200km/h. i. ®Æt vÊn ®Ò N©ng cao tèc ®é chuyÓn ®éng ®oµn tÇu cÇn gi¶i quyÕt mét lo¹t vÊn ®Ò c¬ b¶n ®Ó ®¶m b¶o an toµn vËn hµnh, ®ã lµ ph¶i ®¶m b¶o lùc h·m nhá h¬n hoÆc b»ng lùc b¸m cña b¸nh xe víi ray. Lùc b¸m phô thuéc vµo hÖ sè b¸m, t¶i träng trôc… V× vËy cÇn nghiªn cøu, x¸c ®Þnh quan hÖ gi÷a hÖ sè b¸m thÝ nghiÖm víi hÖ sè b¸m tÝnh to¸n. Tõ kÕt qu¶ nghiªn cøu hÖ sè b¸m x¸c ®Þnh lùc h·m hîp lý vµ hoµn thiÖn thiÕt bÞ chèng lÕt b¸nh xe khi h·m. ii. Néi dung Víi môc ®Ých ph¶n ¸nh B¶ng 1 sù æn ®Þnh ®−îc thùc hiÖn TrÞ sè cña hÖ sè b¸m ψ(v) phô thuéc vµo trong vËn hµnh nh÷ng thay Lo¹i Tèc ®é t¶i träng trôc (tÊn) ®æi kÕt qu¶ nghiªn cøu theo toa xe (km/h) 6 10 15 20 22 giíi h¹n x¸c ®Þnh cña hÖ sè 20 0,131 0,126 0,121 0,116 0,113 b¸m b¸nh xe víi ray trong Hµng 100 0,097 0,094 0,090 0,086 0,084 chu kú theo dâi, trªn c¬ së 120 0,093 0,090 0,085 0,082 0,088 ®ã hiÖu chØnh nh÷ng chØ 40 0,138 0,130 0,124 0,122 tiªu nhËn ®−îc vµ mèi quan 120 0,107 0,102 0,097 0,090 hÖ trong tÝnh to¸n. Kh¸ch 140 0,102 0,098 0,094 0,088 160 0,092 0,094 0,090 0,082 HÇu hÕt nh÷ng nghiªn 200 0,087 0,080 0,076 cøu thö nghiÖm qu¸ tr×nh b¸m b¸nh xe víi ray khi h·m phô thuéc vµo thêi gian h·m. Trong nh÷ng n¨m 1970, tËp san ВНИИЖТ ®· giíi thiÖu 1500 thÝ nghiÖm trªn chiÒu dµi khu gian h¬n 30.000km ®Ó x©y dùng quan hÖ hÖ sè b¸m phô thuéc vµo tèc ®é, t¶i träng trôc ®èi víi c¸c lo¹i ®oµn tÇu kh¸ch, hµng vµ ®Çu m¸y.
§Ó thuËn tiÖn cho sö dông khi tÝnh to¸n h·m trong ®iÒu kiÖn cho phÐp, hÖ sè b¸m b¸nh xe víi ray giíi thiÖu trong b¶ng 1. Nh÷ng kinh nghiÖm vËn hµnh vµ nghiªn cøu chuyªn dïng thùc hiÖn trªn c¸c tuyÕn ®−êng s¾t thÊy r»ng, tû lÖ gi÷a lùc b¸m vµ lùc h·m ®oµn tÇu theo kÕt qu¶ tÝnh to¸n nhËn ®−îc nh÷ng gi¸ trÞ rÊt t¶n m¹n (th−êng kh«ng theo quy luËt), cã kho¶ng 10% s¸c xuÊt b¸nh xe bÞ tr−ît trong vËn hµnh (h×nh 1). v + 576 ψP = 0,17 - 0,0015 (qo - 5). 4v +576 ψk Trong tr−êng hîp chung, giíi h¹n lùc b¸m b¸nh xe víi 0,12 ray còng nh− hÖ sè b¸m yªu 0,1 cÇu ph¶i lín h¬n lùc h·m vµ 0,08 hÖ sè ma s¸t (x¸c ®Þnh theo lý 0,06 thuyÕt cña s¸c xuÊt vµ biÕn 0,04 d¹ng dÎo kim lo¹i). 0,02 HÖ sè b¸m ψ phô thuéc 0 60 80 100 120 140 160 180 200 V, km/s lo¹i ®oµn tÇu, ®iÒu kiÖn m«i tr−êng xung quanh, h−íng vËn H×nh 1. Giíi thiÖu hÖ sè b¸m b¸nh xe víi ray, phô thuéc vμo tèc ®é chuyÓn ®éng cña ®oμn tÇu trªn khu ®o¹n: chuyÓn, vËt liÖu chÕ t¹o guèc trong ®ã: h·m vµ tèc ®é vËn hµnh. ⎯⎯ HÖ sè b¸m tÝnh to¸n; Tõ kÕt qu¶ thÝ nghiÖm cña • HÖ sè b¸m theo kÕt qu¶ h·m dõng tÇu; nhµ m¸y chÕ t¹o toa xe o HÖ sè b¸m theo kÕt qu¶ lùc h·m trªn mét trôc. ТВЕРСКИЙ trong nh÷ng ®iÒu kiÖn vËn hµnh OAO, ng−êi ta ®· chÕ t¹o mét lo¹i toa xe míi cã tæng träng 57,9 tÊn (t¶i träng trôc qo = 14,475tÊn), toa xe ®−îc trang bÞ h·m ®Üa cã b¸n kÝnh ®Üa h·m r = 237mm, b¸n kÝnh b¸nh xe R = 475mm, cã thiÕt bÞ chèng lÕt bape - 4, van h·m lo¹i 182 - 01, cã thiÕt bÞ th«ng b¸o ¸p lùc lo¹i No 115A chÕ t¹o t¹i OAO “Транс-Маш". §¸t trÝch ®o lùc Mçi xi lanh h·m toa xe nèi trùc tiÕp víi h·m BT hÖ thèng truyÒn ®éng (xem h×nh 2) t¹o M¸ h·m Quang treo Gi¸ chuyÓn thµnh lùc Ðp K trªn hai m¸ h·m theo hai phÝa ®Üa h·m cña bé trôc b¸nh. §¸t trÝch ®o lùc nÐn K §Ó ®o trÞ sè lùc nÐn K, ng−êi ta ®· sö §Üa h·m dông ®¸t trÝch kÑp chÆt trªn c¸ h·m. Môc Xi lanh h·m B¸nh xe ®Ých ®Ó x¸c ®Þnh ®iÓm phï hîp víi trÞ sè Lùc h·m BT øng suÊt kÐo, nÐn trªn nh÷ng phÝa kh¸c nhau cña chi tiÕt. H×nh 2. C¨n cø vµo s¬ ®å giíi thiÖu ë trªn, ng−êi ta x¸c ®Þnh ®−îc lùc nÐn K, lùc h·m BT, hÖ sè ma s¸t ϕ trªn c¬ së biÕn d¹ng uèn cña biªn treo. Trong thÝ nghiÖm ®· sö dông lo¹i ®¸t trÝch ДДХ cã d¶i tõ 0 ÷ 10KG/cm2, ®é sai lÖch kh«ng
Pk, KG/cm2 qu¸ 0,5% ®Ó ®o ¸p lùc. 5 Ph©n tÝch biÓu ®å cho thÊy, ¸p suÊt giã Ðp èng h·m chÝnh 4 ¸p suÊt xilanh h·m lín nhÊt 4,1KG/cm2, thêi gian n¹p ®Çy 3 xilanh h·m 4,9 gi©y, toa xe ®−îc 2 trang bÞ guèc h·m comporits lo¹i ¸p suÊt giã xilanh h·m 1 max 140 - 42 - 70. 0 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 t, s Trong chu kú ®Çu tiªn thùc hiÖn 34 thÝ nghiÖm ®¸nh gi¸ møc H×nh 3. Giíi thiÖu biÓu ®å n¹p ®Çy giã xilanh h·m khi h·m khÈn ®é b¸m b¸nh xe víi ray khi h·m ë tèc ®é 80 ÷ 200km/h, cã 26 thÝ nghiÖm trÞ sè lùc b¸m ®¹t ®−îc n»m trong giíi h¹n cho phÐp, 5 thÝ nghiÖm nhËn ®−îc gi¸ trÞ lùc b¸m lín nhÊt, kho¶ng 20 ÷ 30% tr−êng hîp thiÕt bÞ tù ®éng chèng lÕt lµm viÖc, 3 tr−êng hîp cÆp trôc b¸nh xe bÞ tr−ît víi chiÒu dµi tõ 30 ÷ 50mm. BT P, atm Thùc tÕ trong mçi tr−êng hîp V,km/h 2,2 220 5,5 gi¸ trÞ cuèi cïng ¸p suÊt ®¹t ®−îc 2 200 5 1,8 180 4,5 cña xilanh h·m v−ît qu¸ gi¸ trÞ tÝnh 1,6 160 4 Tèc ®é chuyÓn ®éng cña 1,4 140 3,5 to¸n. KÕt qu¶ ghi l¹i cña 1 trong 26 trôc b¸nh 1,2 120 3 thÝ nghiÖm khi trÞ sè tr−ît bé trôc 1 100 2,5 0,8 80 2 b¸nh lín nhÊt do h·m cã quan hÖ víi 0,6 60 1,5 0,4 40 1 thiÕt bÞ chèng lÕt. 0,2 20 0,5 0 0 0 Râ rµng, trong tr−êng hîp ë khu -0,2 -0,5 -20 16 18 20 22 24 26 28 30 10 12 14 vùc bÞ lÕt, sù b¸m gi¶m t¹o ®iÒu kiÖn ph¸t triÓn lÕt, cßn sau khi b¸nh xe H×nh 4. Ghi kÕt qu¶ thÝ nghiÖm víi sù tr−ît t−¬ng ®èi ®−îc h·m cã lùc h·m nhá h¬n lùc kh«ng lín cña bé trôc b¸nh b¸m th× b¸nh xe tù kh«i phôc l¹i chuyÓn ®éng quay. Gi¸ trÞ hÖ sè b¸m khi thÝ nghiÖm b»ng kho¶ng 75% gi¸ trÞ tÝnh to¸n. Khi lùc h·m b»ng lùc b¸m, mét trong nh÷ng cÆp b¸nh xe gi¶m sù quay, trong thêi gian ®ã tån t¹i mét trôc b¸nh xe nµo ®ã quay xung quanh nã. D−íi t¸c dông cña lùc h·m t¸c dông vµo cÆp trôc b¸nh lµm gi¶m gia tèc chuyÓn ®éng víi trÞ sè lín nhÊt lµ 15 km/h/s (4m/s2) th× sù tr−ît t−¬ng ®èi xÈy ra kho¶ng 8%. §iÒu ®ã phï hîp víi nhÞp lµm viÖc cña thiÕt bÞ chèng lÕt, ®ãng van cung cÊp giã Ðp vµo xilanh h·m vµ më van x¶ giã Ðp xi lanh h·m ra ngoµi trêi cho ®Õn khi sù tr−ît bé trôc b¸nh gi¶m ®Õn ng−ìng (møc ) quy ®Þnh. Sau ®ã van x¶ ®ãng, më van cung cÊp vµ qu¸ tr×nh h·m ®−îc lÆp l¹i. KiÓm tra tèc ®é quay mçi bé trôc b¸nh xe, x¸c ®Þnh nh÷ng trÞ sè cña sè lÇn tr−ît b¸nh xe, gi¶m gia tèc vµ so s¸nh nh÷ng trÞ sè nhËn ®−îc víi nh÷ng ng−ìng cho tr−íc cã h¬n 40 lÇn cho mçi cÆp b¸nh xe quay khi tèc ®é chuyÓn ®éng toa xe ®Õn 200km/giê. (Khi h·m toa xe cña ®oµn tÇu vËn hµnh víi tèc ®é cao, trang bÞ guèc h·m gang h·m suÊt cã thÓ lÊy B¸nh xe = 90 ÷ 100%). KÕt qu¶ thÝ nghiÖm x¸c ®Þnh hÖ sè b¸m b¸nh xe víi ray ®oµn tÇu kh¸ch khi h·m víi tèc ®é b¾t ®Çu h·m ®Õn 200km/h giíi thiÖu trong b¶ng 2.
B¶ng 2 Víi guèc h·m chÊt dÎo lo¹i 140-42-70 HÖ sè HÖ sè b¸m VÞ trÝ ®øng ¸p suÊt èng ¸p suÊt thùc tÕ Tèc ®é b¾t km+c tÝnh to¸n αP = ψp/ψK §−êng h·m h·m chÝnh xilanh h·m b¸nh xe ®Çu h·m C - sè cét lùc nÐn kG/cm2 kG/cm2 trªn ray ψp mèc vP 100 4,92 3,55 480,9 0,39 0,100 0,926 109 4,95 1,13 586,9 0,38 0,096 0,914 154,7 4,90 4,10 1554,1 0,28 0,067 0,705 155 4,93 4,11 1404,7 0,29 0,064 0,728 184,2 4,89 1,04 1778 0,33 0,077 0,854 82,2 4,80 4,00 282,3 0,49 0,130 1,130 99 4,8 4,00 387,7 0,51 0,131 1,202 100,7 4,85 4,04 412,2 0,49 0,126 1,161 141 4,80 4,01 1036,4 0,34 0,082 0,837 162 4,90 4,00 1596 0,28 0,066 0,691 125 4,83 4,00 939,4 0,29 0,072 0,713 84 4,93 4,08 378,4 0,35 0,093 0,830 157,9 4,99 4,16 1112,4 0,41 0,098 1,032 198,8 4,95 4,08 1792 0,39 0,089 1,011 202,2 4,94 4,07 1862,3 0,39 0,089 1,023 §Ó thuËn lîi cho nghiªn cøu thùc tÕ, ta ®Æt hÖ sè αP x¸c ®Þnh b»ng tØ lÖ t−¬ng øng gi÷a hÖ sè b¸m thÝ nghiÖm ψP víi hÖ sè b¸m tÝnh to¸n [ψK] trong nh÷ng ®iÒu kiÖn gièng nhau vÒ tèc ®é ψp chuyÓn ®éng vµ t¶i träng: αP = ψK Trong mét lo¹i 15 thÝ nghiÖm giíi thiÖu trªn b¶ng, hÖ sè h·m (h·m suÊt) trung b×nh lµ 0,374 = v P , sai lÖch lín nhÊt so víi v P lµ 30%, hÖ sè b¸m trung b×nh ψP = 0,092 b»ng kho¶ng 90% hÖ sè b¸m tÝnh to¸n ψK = 0,9176. ψ iii. KÕt luËn 0,14 1 0,12 1. Nghiªn cøu vµ chuÈn bÞ thiÕt 0,1 bÞ ®o tæng hîp cho phÐp n©ng cao ®é 3 0,08 chÝnh x¸c vµ ®¸nh gi¸ ®óng gi¸ trÞ lùc 2 nÐn guèc h·m (®Üa h·m) vµ lùc h·m 0,06 V, km/h 40 80 120 160 0 khi h·m còng nh− ®éng lùc häc qu¸ tr×nh h·m víi sù tr−ît trong thêi gian H×nh 5. §å thÞ hÖ sè b¸m b¸nh xe víi ray phô thuéc vμo tèc ®é HÖ sè b¸m tÝnh to¸n (ψk); ng¾n. 2,3 - hÖ sè b¸m thùc tÕ t−¬ng øng víi lùc nÐn K = 2,1tÊn/trôc vµ K = 2,85tÊn/trôc 2. Nh÷ng kÕt qu¶ ®o thùc tÕ nhËn ®−îc cho phÐp ®¸nh gi¸ ®iÒu kiÖn b¸m b¸nh xe víi ray trªn khu gian so víi hÖ sè b¸m tÝnh to¸n vµ nh÷ng kÕt qu¶ ®o trong ®iÒu kiÖn cña nh÷ng n¨m trªn ®©y. 3. KÕt qu¶ nghiªn cøu lµ c¬ së x¸c ®Þnh hÖ sè b¸m b¸nh xe víi ray vµ hîp lý ho¸ sö dông thiÕt bÞ chèng lÕt bé trôc b¸nh xe.
Tµi liÖu tham kh¶o [1]. КАЗАРИНОВ В.М ВУКОЛОВЛА. КОЭФФИЦЕЛТЫ СЦЕПЛЕНИЯ КОЛЕС С РЕЛЬСАМИПРИ ТОРМОЖЕНИИ. ТРУДЫ ВНИИЖТ“ ИССЛЕДОВАНИЕ АВТО-ТОРМОЗНОИ ТЕХНИКИ НА ЖЕЛЗНЫХ ДОРОГАХ СССР. ВЫП 212.1961. [2]. РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИИ ОПЫТНЫХ КОНСТРУКЦИИ В. Г ИНОЗЕМЦЕВ М.Д. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ и ТЕПЛОВОЗНАЯ ТЯГА 1994. [3]. КАЗАРИНОВ В.А ПОВЫЫЩЕНИЕ СЦЕПЛЕНИЯ КОЛЕС С РЕЛЬСАМИ В РЕЖИМАХ ПОЕЗДОВ. ВНИИЖТ ВЫП 604.М.Транепорм. 1979. [4]. Казаринов А.В. ВЫбОР ОПМИЦАЛЬНОГО РАСЪЕМНОГО КОЭФИЦИЕНМА СЦЕЛЕМИЯ КОЛЕС С РЕЛЬСАМИ ГЛЯ ВАЪОНОВ С ГИИЕККОВЫИ ТОРИОЗОЦ. ВНИИЖТ ВЫП 629.М.Транепорм. 1980♦