nghiên cứu mối quan hệ
giữa một số yếu tố có liên quan
đến vận tốc thông qua ghi
nhằm nâng cao tốc độ chạy tu ncs Đào trọng chơng
Khái quát về tốc độ thông qua ghi đờng sắt
Vận tốc đoàn tàu phụ thuộc rất nhiều yếu tố nh đầu máy toa xe, trạng thái đờng sắt, kiến
trúc tầng trên, thông tin tín hiệu, chiều dài ga, số lợng ga, đờng cong trên tuyến. Riêng xét về
đờng sắt đã có nhiều vấn đề ảnh hởng đến tốc độ đoàn tàu nh phơng hớng, thuỷ bình,
phụ kiện, loại ray, tà vẹt; loại hình ghi, kết cấu ghi Khi đoàn tàu qua ghi thì vận tốc phải giảm
nên ảnh hởng chung đến vận tốc đoàn tàu trên tuyến. Vì vậy, tính toán vận tốc qua ghi ngoài
việc phải xét đến một số yếu tố nh tổn thất động năng do va đập khi bánh xe vào ray; điều
kiện chống bánh xe trờn trên ray; khả năng tàu bị lật đổ qua ghi; sức chịu đựng của vật liệu ghi
và các liên kết; điều kiện đảm bảo êm thuận của khách đi tàu ta còn nghiên cứu mối quan hệ
giữa bán kính đờng cong; lực va đập thẳng đứng tâm ghi; góc xung kích của ghi; ảnh
hởng của độ hao mòn thẳng đứng tâm ghi với vận tốc. Trong báo cáo khoa học này sẽ
đề cập đến những vấn đề trên
Tốc độ đon tu qua ghi
Bao gồm tốc độ thông qua hớng thẳng và tốc độ thông qua hớng rẽ
1. Tốc độ qua ghi theo hớng thẳng: Có một số nguyên nhân ảnh hởng:
a. Góc va đập vào ray hộ bánh: (hình 1)
khoảng trống có hại do đó nếu để tàu chạy tốc độ lớn qua ghi cũng gây ra phá hỏng kết cấu ghi.
c. Góc va đập vào ray cánh ghi chỗ yết hầu ghi:
Khi đoàn tàu đi theo hớng B gờ bánh xe tựa sát vào ray cánh ghi, góc xung kích này phụ
thuộc vào số hiệu ghi.
d. Yếu tố không trơn phẳng ở chỗ khoảng trống có hại:
2. Tốc độ đon tu qua ghi theo hớng rẽ
Các nguyên nhân ảnh hởng đến tốc độ đoàn tàu qua ghi theo hớng rẽ và quan hệ của
các yếu tố đó với vận tốc
a. Tổn thất động năng:
Khi tàu đi từ đờng thẳng vào đờng rẽ (hình 2a) và từ đờng thẳng vào đờng cong của
ghi, do tốc độ tức thời của toa xe, gờ bánh xe đập vào đờng ray, lúc đó một phần động năng
của đoàn tàu bị tiêu trừ đợc tính nh sau:
= V
2
sin
2

c
(
c
là góc va đập)


c

Vcos

c
Vsin


V
2
2trong đó: V tốc độ đoàn tàu (km/h); R bán kính đờng cong dẫn (m).
Mối quan hệ giữa V,
c
,
c
,
c
, đợc biểu thị qua hình 4.

Hình 4. Biểu diễn mối quan hệ giữa giữa V,

c
,

c
,

c
,

.
c. Độ tăng gia tốc ly tâm cha đợc tiêu trừ:
=
L.R
V


2


v
n

v
o

Hình 5. Bánh xe đon tu khi qua tâm ghi có độ trắc dọc thay đổi.
Từ hình 5 cho thấy:
V
0
=
1
n
cos
V


trong đó: V
n
là vận tốc theo hớng chuyển động ngang sau khi ra tâm ghi; V
o
là vận tốc đoàn
tàu trớc khi vào tâm ghi.
Quan hệ giữa bán kính đờng cong với vận tốc
Do hớng rẽ của ghi có đờng cong trong ghi và bán kính đờng cong này cũng khác nhau
theo từng loại ghi nên đã ảnh hởng đến vận tốc của đoàn tàu khi thông qua.

Khi có siêu cao: R =
b
Sb6,3
ghV
6,3
V
0
3
3








+

Vì sự hạn chế của gia tốc chuyển hớng ta có quan hệ giữa bán kính đờng cong tròn với
tốc độ:
R =
.b.6.3
V
2
2Vì sự hạn chế của tổn thất động năng ta có quan hệ giữa bán kính đờng cong tròn với tốc
độ là: R =

bánh xe của nó dần dần rời khỏi
ray chân thỏ vì bánh xe là một
hình côn, làm cho bánh xe hạ
xuống, còn bánh xe lăn đến ray
tâm, do ray tâm có độ dốc dọc về
phía đầu phía tâm ghi làm cho
bánh xe nâng cao dần lên, xem
hình 7. Do đó bánh xe đi qua tâm
ghi ta coi nh cũng nh đi qua mối
nối của ray trên đờng.

Lực va đập lớn nhất R
y
max đối với ray chân thỏ, khi bánh xe đi thuận chiều vào tâm ghi, có
thể tính bằng công thức:
maxR
y
= V
knp
um

V - phần tốc độ thẳng đứng va đập của bánh xe đối với tâm ghi (cm

/sec);
m
np
- lợng chất tính đổi của tâm ghi tác dụng tơng hỗ với bánh xe (KGsec
2
/cm)
u

knp
y
umtg
kW4



m
np
= 1,9 KGsec
2
/cm;
m - lợng chất tâm ghi tính theo 1/2 khối lợng của mỗi m tâm ghi;
K - là hệ số cứng giữa ray và nền móng (hệ số nền đàn hồi).
K =
EI4
u
4
, cm
-1

E - môđun đàn hồi của tâm ghi KG/cm
2
;
I - mômen quán tính của mặt cắt ở chỗ ray tâm bắt đầu chịu tải là chỗ đầu ray tâm
rộng 20 mm;

u - môđun đàn hồi của nền móng (cm
4
);

(cm

/Sec); m
np
- lợng chất tính đổi của tâm ghi tác dụng tơng hỗ với bánh xe (KGsec
2
/cm);
u
k
là độ cứng tiếp xúc giữa bánh xe và ray KG(cm); tốc độ va đập V
0
bánh xe va đập tâm ghi là:
V
0
=
1
n
cos
V


trong công thức:
V
n
- là tốc độ tiến lên của bánh xe chạy
- góc hình thành giữa mặt ray chân với đờng nằm ngang vì góc tơng đối nhỏ có
thể coi trị số phân tốc độ V của tốc độ V
p
:
V = V

umtg
kW4

với: m
np
= 1,9 m/K và m - lợng chất tâm ghi tính theo 1/2 khối lợng của mỗi m tâm ghi;
K là hệ số cứng giữa ray và nền móng (hệ số nền đàn hồi):
K =
EI4
u
4
(cm
-1
)
E - môđun đàn hồi của tâm ghi KG/cm
2
;
I - mômen quán tính của mặt cắt ở chỗ ray tâm bắt đầu chịu tải tại vị trí chỗ đầu ray tâm
rộng 20 mm;

u - môđun đàn hồi của nền móng (cm
4
)
Kết luận
Những kết quả nghiên cứu và những đánh giá bằng thực nghiệm trên đã đều đợc kiểm
toán bằng nhiều số liệu của nớc ngoài để các nhà tính toán thiết kế ghi tham khảo, lựa chọn.
Một số công thức đợc chỉ ra sử dụng các phơng pháp tính toán gần đúng có độ tin cậy cao.