Một số kết quả tính toán
trong quá trình nghiên cứu lắp ghép
bánh xe đầu máy ucraina vo trục đầu máy úc d5hTS. nguyễn văn chuyên
Bộ môn Đầu máy - Toa xe - ĐH GTVT
Tóm tắt: Bi báo giới thiệu một số kết quả nghiên cứu việc lắp bánh xe của đầu máy
ucraina vo trục đầu máy úc D5H v ứng dụng kết quả ny trong ngnh đờng sắt Việt nam.
Summary: The article presents some results of fitting the wheels of Ukrainian locomotives
to axles of Australian locomotives and the application in Vietnam Raiways Sector.

I. Đặt vấn đề
Đầu máy D5H đợc nhập từ úc vào Việt
nam. Trong quá trình vận dụng đã đem lại
hiệu quả rất lớn cho ngành đờng sắt. Do quá
trình vận dụng đã lâu, một số bộ phận trong
đầu máy đã bị h hỏng, hết hạn độ sử dụng.
Đặc biệt bánh xe do vận hành trong điều kiện
phụ tải hết sức nặng nề và phức tạp, lại không
phù hợp với đờng sắt Việt nam, nên tốc độ
mài mòn càng nhanh. Các bộ phận khác của
đầu máy còn rất tốt song chỉ có hỏng bộ phận
chạy dẫn tới đầu máy không làm việc đợc.
Việc nhập các bộ phận của đầu máy từ úc rất
khó khăn và đắt, hơn nữa các thiết bị này
không đợc sản xuất nữa. Nếu không nghiên
cứu lựa chọn các phụ tùng thay thế sẽ gây
thiệt hại rất lớn đến kinh tế.
Đứng trớc yêu cầu của nghành đờng
sắt, cụ thể là xí nghiệp đầu máy Hà Lào,

b
- trọng lợng bám trên một bánh;
P
b
= 5000 [KG] x 9,8 [KG/cm
2
]
= 49000 [N]

b
- hệ số bám của bánh xe với đờng
ray lấy bằng 0,33.

Vậy:
F
Kmax
= 49000 x 0,33 = 16170 [N]
+ Mômen xoắn lớn nhất tác dụng lên
bánh xe là:
M
x
= F
Kmax
.r [N.m] (2)
Với r là bán kính vòng lăn, r = 0,451 m
(tính cho bán kính vòng lăn khi đờng kính
bánh xe còn ở giới hạn dới)
M
x
= 16170 [N] x 0,451 [m]

áp lực ngang của khung giá:
Y
P
= 0,6.P
b
= 0,6.49000
= 29400 [N] (4)
Độ tăng giảm ở một phía cổ trục:
P = 0,1.P
b

= 0,1.49000 = 4900 [N] (5)
Lực ma sát giữa bánh xe và đờng ray về
phía Y
b
là:

Q
B
=
(
)











+

924,0
2565,01805,14900
49000

25,0.
924,0
451,0.29400





Q
B
= 6757,4 [N] B
Lực dọc tác dụng lên mối ghép:
P =Y
P
+ Q
B
[N] (7) B
P = 29400 + 6757,4 = 36157,4 [N]
Sau khi xác định đợc mômen xoắn M
x

lớn nhất trong hai giá trị mômen xoắn do hãm

M
x
= 7292,6 Nm
d
DN
= 0,1685 m
L = 0,1935 m
f = 0,08
[P
min
] =
08,0.1935,0.1685,0.14,3
1685,0
6,7292.2
4,36157
2
2






+

= 11453456 [N/m
2
]
1.2. Tính toán độ dôi nhỏ nhất cần thiết
N

C
1
=
2
DN
1
2
DN
1
d
d
1
d
d
1

























-
2
(11)
E
1
, E
2
- mô đun đàn hồi của chi tiết bao
và bị bao. Hai chi tiết đều bằng thép nên
E
1
= E
2
= 2.10
11
[N/m
2
].

1
,

2
265,0
1685,0
1
265,0
1685,0
1














+ 0,3 = 2,655
Thay vào ta có:
N
min tt
= [p
min
].d
DN
.

655,2
10.2
7,0

N
min tt
= 3237419,6.10
-11
m = 32,4 m
1.3. Xác định độ dôi cho phép nhỏ nhất
có tính tới các ảnh hởng do gia công lắp
ghép

[N
min
] = N
min tt
+ K
1
+ K
2
[m] (12)
Trong đó:
K
1
- hệ số ảnh hởng của độ nhám,
K
1
= 1,2.(R
zd


[N
min
] = 32,4 + 19,8 + 0 = 52,2 m
1.4. Xác định áp lực riêng cho phép lớn
nhất
á
p lực riêng cho phép lớn nhất đợc lấy
bằng giá trị nhỏ nhất trong hai giá trị áp lực
riêng sau:
P
1
= 0,58.
c1




















2
DN
1
d
d
1[N/m
2
] (14)
Vì trục đầu máy là trục đặc nên d
1
= 0.
d
DN
= 0,1685 m
d
2
= 0,265 m

c1
,
c2
đều là thép,

c1








2
265,0
1685,0
1

= 12,09.10
7
[N/m
2
]
Từ hai giá trị P
1
và P
2
ta chọn
[P
max]
] = 12,09.10
7
N/m
2
.
1.5. Xác định độ dôi tính toán N






+
11
10.2
655,27,0

N
max tt
= 314.10
-6
m = 341m

1.6. Xác định độ dôi lớn nhất cho phép
N
max
khi tính đến các yếu tố ảnh hởng của
quá trình gia công
[N
max
] = N
max tt
+ K
1
+ K
2
[m] (16)

N
max
= 0,277 - 0 = 0,277 mm
và độ dôi bé nhất của mối ghép là:
N
min
= 0,252 - 0,046 = 0,206 mm
Lắp ghép này có đặc tính thoả mãn điều
kiện tính toán là:
N
max
= 277 m = 0,277 mm
< [N
max
] = 360,8 m = 0,3608 mm.
N
min
= 206 m = 0,206 mm
> [N
min
] = 52,2 m = 0,0522 mm.
2. Quy trình lắp ghép
Hiện nay trong ngành đờng sắt Việt
nam, lắp ghép các mối ghép có độ dôi lớn,
chịu phụ tải nặng là rất khó khăn và phức tạp.
Trong quá trình nghiên cứu thực tế chúng tôi
chỉ định cho xí nghiệp đầu máy Hà Lào cần
chở các bộ phận của đầu máy vào xí nghiệp
đầu máy Đà Nẵng để gia công và ép vì xí
nghiệp này có loại máy ép trục bánh xe kiểu

hành tốt. Đầu máy chạy thử hết thời gian cho
phép tức là chạy đợc 35.000 km, mối ghép
vẫn làm việc bình thờng, đến nay Liên hiệp
đờng sắt Việt nam đã cho áp dụng hàng loạt
việc thay thế bánh xe đầu máy
úc bằng bánh
xe đầu máy Ucraina.
Việc sử dụng bánh xe Ucraina để thay
cho bánh xe đầu máy
úc đã đem lại hiệu quả
kinh tế cao, tận dụng đợc các thiết bị hiện
có, mà đầu máy lại vận hành bình thờng, bảo
đảm cho việc vận tải của ngành tại tuyến
miền Tây ổn định. Vấn đề phụ tùng để gia
công bánh xe vào trục đầu máy không còn
phải phụ thuộc vào việc nhập khẩu từ
úc. Đây
cũng chính là ý nghĩa của việc nghiên cứu. Tài liệu tham khảo
[1]. An Hiệp - Trần Vĩnh Hng. Dung sai và đo
lờng cơ khí. Nxb GTVT, Hà nội, 1999.
[2]. V. N. IVANOB Kontruksian, D. NAMIKA
Teplovozop. Moscow, 1968.
[3]. Nguyễn Văn Chuyên, Nguyễn Hữu Dũng.
Kết cấu tính toán đầu máy. Hà nội, 1985
[4]. Queensland Railways.
[5]. Hydranlic Wheel Prees Type PR 300/1000 Ă