Đồ án tốt nghiệp
Mục Lục
Lời nói đầu...........................................................................................................................03
Chơng 1 Giới thiệu các loại giá chuyển hớng đầu máy đang vận dụng
trên đờng sắt Việt Nam....................................................................................
....................................................................................................................................04
1.1. Giá chuyển hớng kiểu ke trợt..............................................................................04
1.2. Giá chuyển hớng kiểu đòn quay..........................................................................07
1.3. Giá chuyển hớng kiểu thanh kéo.........................................................................09
Chơng 2 Đặc điểm cấu tạo và nguyên lý hoạt động của giá chuyển hớng
đầu máy d19e......................................................................................................11
2.1. Tổng quan về đầu máy Đổi mới..........................................................................11
2.1.1. Giới thiệu chung......................................................................................11
2.1.2. Bố trí tổng thể đầu máy D19E................................................................
..........................................................................................................................11
2.2. Giá chuyển hớng đầu máy Đổi mới.....................................................................12
2.2.1. Những thông số kỹ thuật cơ bản của giá chuyển hớng D19E.................12
2.2.2. Đặc điểm cấu tạo từng bộ phận...............................................................13
Chơng 3 Những h hỏng thờng gặp của giá chuyển hớng
đầu máy Đổi mới D19E....................................................................................27
3.1. Khung giá chuyển hớng......................................................................................28
3.2. Hệ thống lò xo.....................................................................................................30
3.3. Hệ thống giảm chấn ...........................................................................................31
3.4. Hệ thống thanh kéo.............................................................................................32
3.5. Block hãm............................................................................................................32
3.6. Bộ trục bánh........................................................................................................32
3.7. Bầu dầu................................................................................................................34
Chơng 4 Quy trình sửa chữa giá chuyển hớng đầu máy D19E.......................................35
4.1. Quy trình công nghệ sửa chữa giá chuyển hớng đầu máy Đổi mới.....................36
4.2. Giải thể giá chuyển hớng.....................................................................................38
4.2.1. Giải thể giá chuyển hớng với thân xe......................................................38
một thời gian vận dụng, bản thân nó cũng xuất hiện một số h hỏng nhất định. Vì vậy, việc lập
ra quy trình sửa chữa đầu máy là một công việc hết sức quan trọng.
Trong các bộ phận của đầu máy, thì giá chuyển hớng có vai trò rất quan trọng, nó vừa có
nhiệm vụ đỡ toàn bộ tải trọng từ trên thân đầu máy, vừa phải làm nhiệm vụ dẫn hớng cho đầu
máy chuyển động trên đờng. Trong khi vận dụng trên đờng, nếu giá chuyển hớng bị h hỏng sẽ
có ảnh hởng rất lớn đến vấn đề an toàn chạy tàu.
Theo yêu cầu phát triển nền kinh tế của đất nớc nói chung và của ngành đờng sắt nói
riêng, tốc độ chạy tàu và tần suất khai thác đầu máy, toa xe sẽ ngày càng cao. Điều này cũng
đồng nghĩa với việc giá chuyển hớng sẽ phải làm việc trong trạng thái khốc liệt hơn, nguy cơ
xảy ra h hỏng cũng cao hơn.
Thực tế vận dụng đã ghi nhận những h hỏng rất đáng lo ngại xảy ra trên giá chuyển hớng
của đầu máy Đổi mới, nh rạn nứt trên khung giá, nứt gãy bệ đỡ lò xo bầu dầu, nứt vỡ bánh răng
truyền động của động cơ điện kéo
Xuất phát từ những lý do nêu trên, em quyết định nhận đề tài Lập quy trình công nghệ
sửa chữa giá chuyển hớng đầu máy D19E với nội dung của bản đồ án là đi sâu vào phân
tích đặc điểm cấu tạo, nguyên lý và điều kiện làm việc của các bộ phận trên giá chuyển hớng,
từ đó chỉ ra những h hỏng có thể gặp phải của các bộ phận, chi tiết trên giá chuyển, đồng thời
lập ra quy trình sửa chữa h hỏng của một số bộ phận chính, có ảnh hởng trực tiếp đến an toàn
chạy tàu.
Lơng Đức Chung, Đầu máy toa xe K43, GTVT 3
Đồ án tốt nghiệp
Chơng 1
Giới thiệu các loại giá chuyển hớng đầu máy
đang vận dụng trên đờng sắt việt nam
*************
Hiện nay trên các tuyến đờng sắt Việt Nam đang vận dụng rất nhiều loại đầu máy của rất
nhiều nớc khác nhau nh Liên Xô, Trung Quốc, Cộng hoà Séc, Australia, Bỉ, ấn Độ, Mỹ Kéo
theo đó, các loại giá chuyển hớng sử dụng trên các loại đầu máy này cũng rất khác nhau. Vì
vậy, nếu nắm chắc đợc đặc điểm cấu tạo, nguyên lý hoạt động của mỗi loại giá chuyển, thì sẽ
phục vụ tốt hơn cho công tác bảo dỡng, sửa chữa các loại giá chuyển đó, rút ngắn thời gian sửa
Lơng Đức Chung, Đầu máy toa xe K43, GTVT 6
Đồ án tốt nghiệp
phẳng bằng kim loại để có thể tự do nghiêng lệch và giảm mài mòn. Thớt dới là một mặt trợt
phẳng bằng thép đợc gắn lên khung giá chuyển. Khi đầu máy vào đờng cong, các giá chuyển h-
ớng quay tơng đối so với giá xe, làm cho các thớt trên và thớt dới của bàn trợt có sự trợt tơng
đối với nhau, sinh ra lực ma sát và moment ma sát, cản trở chuyển động quay của giá chuyển h-
ớng so với thân xe, giúp cho quá trình chuyển động của giá chuyển hớng đợc êm dịu hơn, đồng
thời chuyển động rắn bò của giá chuyển khi đi trên đờng thẳng cũng ổn định hơn.
1.2. Giá chuyển hớng kiểu đòn quay
Đặc trng cho loại này là giá chuyển hớng của đầu máy D12E (Cộng hoà Séc).
Lơng Đức Chung, Đầu máy toa xe K43, GTVT 7
Đồ án tốt nghiệp
Giá chuyển hớng đầu máy D12E
1.Điều chỉnh độ chênh cao khung giá
2.Bầu dầu
3.Khung giá chuyển hớng
4.Chốt liên kết bầu dầu với khung giá
5.Lò xo bầu dầu
6.Giảm chấn
Loại giá chuyển hớng này có điểm đặc biệt so với các loại giá chuyển hớng khác, đó là
việc giữa các bầu dầu và khung giá chuyển hớng không liên kết với nhau thông qua một đôi lò
xo bầu dầu nh bình thờng, mà lại thông qua một trụ lò xo và một chốt liên kết. Khi đầu máy
chuyển động nhấp nhô trên đờng, bầu dầu có sự quay tơng đối so với giá chuyển hớng với tâm
quay là các chốt liên kết. Chính nhờ đặc điểm cấu tạo đặc biệt nh vậy, nên chốt liên kết chính là
bộ phận truyền lực kéo từ bầu dầu lên khung giá chuyển hớng.
Trong giá chuyển hớng loại này, cối chuyển vừa đóng vai trò tiếp nhận lực thẳng đứng từ
giá xe, vừa có tác dụng tạo ra lực phục hồi khi đầu máy đi vào đờng cong. Khi đầu máy chạy
trên đờng cong, mặt trên và mặt dới cối chuyển có chuyển động tơng đối với nhau tạo ra
moment của lực ma sát, các moment ma sát này cản trở quá trình quay của giá chuyển hớng,
giúp cho quá trình chuyển động của giá chuyển hớng êm dịu hơn, và các chuyển động rắn bò
chuyển hớng.
- Hệ thống thanh kéo: gồm có 12 thanh kéo con liên kết bầu dầu với khung giá và 2 thanh
kéo lớn liên kết khung giá với thân đầu máy.
- Block hãm: mỗi giá chuyển hớng có 6 block hãm, hoạt động độc lập với nhau. Loại
block hãm này có đặc điểm là xylanh hãm gắn trực tiếp với thân block hãm, giúp quá trình hãm
nhanh nhạy hơn so với các hệ thống hãm của hai loại giá chuyển hớng kể trên.
Trên đây, em đã giới thiệu sơ qua về các loại giá chuyển hớng đang vận dụng trên các
tuyến đờng sắt ở Việt Nam. Do giới hạn phạm vi của bản đồ án, nên dới đây em xin đi sâu vào
phân tích những nguyên nhân gây ra h hỏng ở các bộ phận chính trên giá chuyển hớng đầu
máy Đổi mới, đồng thời đa ra những biện pháp khắc phục, sửa chữa những h hỏng đó.
Lơng Đức Chung, Đầu máy toa xe K43, GTVT 10
Chơng 2
Đặc điểm cấu tạo và nguyên lý hoạt động
của giá chuyển hớng đầu máy d19e
*****************
2.1. Tổng quan về đầu máy Đổi mới
2.1.1. Giới thiệu chung
Đầu máy Đổi mới D19E là loại đầu máy Diesel truyền động điện khổ đờng 1 mét, dùng
để kéo tàu hàng và tàu khách. Đầu máy lắp loại động cơ Carterpillar 3521B của Mỹ, máy phát
điện chính và máy phát điện phụ loại JF221 và động cơ điện kéo loại ZD310. Bộ phận chạy là
giá chuyển hớng 3 trục loại 13 tấn/trục. Trên đầu máy có thiết kế hệ thống điều khiển bằng vi
tính, hệ thống khống chế cấp điện đoàn tàu, hệ thống đón nhận tín hiệu tự động, hệ thống cấp
gió hai đờng và bộ phận hãm điện trở.
2.1.2. Bố trí tổng thể đầu máy D19E
2.1.2.1. Thân đầu máy
Thân đầu máy là kết cấu khung chịu lực. Các vách tờng bên trong chia thân đầu máy
thành 5 buồng:
+ Buồng lái I.
+ Gian điện khí.
+ Gian động lực.
Độ dịch ngang tự do tơng đối giữa khung giá với thân xe 20 mm
Độ dịch ngang đàn tính tơng đối giữa khung giá với thân xe 5 mm
Độ dịch ngang đàn tính tơng đối giữa khung giá với bầu dầu (5; 15; 5) mm
Độ dịch ngang tự do tơng đối giữa trục bánh với bầu dầu (0,5; 0,5; 0,5) mm
Góc quay tự do tơng đối giữa khung giá với thân xe 4,7
Chiều cao đầu đấm cách mặt ray
10
15
825
+
mm
Lắp phanh cơ sở kiểu QB-2 và QB-2S (phanh đơn nguyên) 06 bộ
Đờng kính nồi hãm 177,5 mm
Bội suất hãm 4
Tỷ suất hãm (khi hãm khẩn) 0,593
Tỷ suất hãm tay 0,1288
2.2.2. Đặc điểm cấu tạo các bộ phận
Giá chuyển hớng của đầu máy D19E gồm các phần chính:
- Hệ thống bầu dầu: 3 cặp bầu dầu ổ bi, truyền sức kéo bằng thanh kéo.
- Hệ thống lò xo:
Lò xo trung ơng: gồm 4 lò xo cao su, đợc bố trí thành hình chữ nhật trên mặt phẳng
khung giá.
Lò xo bầu dầu: gồm 6 nhóm lò xo tròn, mỗi nhóm gồm 2 lò xo có đờng kính khác
nhau đợc đặt lồng vào nhau.
- Hệ thống giảm chấn: + 4 giảm chấn theo phơng thẳng đứng.
+ 2 giảm chấn theo phơng ngang.
+ 2 giảm chấn theo phơng dọc.
- Động cơ điện kéo: một đầu tựa lên trục bánh xe, đầu kia đợc treo lên khung giá.
- Hệ thống thanh kéo: + 12 thanh kéo con, liên kết bầu dầu với khung giá.
06
05
04
03
02
01
165
150285
Kết cấu bầu dầu thanh kéo của đầu máy D19E
1.Thanh kéo con
2.Thân bầu dầu
3.Đệm giảm chấn lò xo
4.Đế lò xo
5.Lò xo bầu dầu
6.Đế trên
Bầu dầu của đầu máy D19E là loại bầu dầu ổ bi. Trong mỗi bầu dầu có bố trí 2 ổ bi trụ,
điều này giúp cho đờng kính ổ bi và đờng kính cổ trục giảm nhỏ, cho phép hạ thấp trọng tâm bộ
phận chạy của đầu máy, tạo điều kiện tăng tốc độ đầu máy. Mặt khác, việc sử dụng ổ bi trụ
giúp giá thành chế tạo và sửa chữa hạ, lắp ráp dễ dàng, tăng tải trọng hớng kính và cho phép
trục bánh xe có thể dịch chuyển ngang dễ dàng hơn so với các loại ổ bi khác.
Xét về phơng thức truyền sức kéo, bầu dầu của đầu máy D19E là loại bầu dầu truyền sức
kéo bằng thanh kéo. Các thanh kéo bầu dầu làm nhiệm vụ truyền sức kéo từ bầu dầu đến khung
giá chuyển hớng và ngợc lại. Khi động cơ điện kéo đợc cấp điện, sẽ làm quay bánh răng chủ
động trên trục của động cơ. Khi đó, nhờ cặp bánh răng ăn khớp trong hộp giảm tốc trục, sẽ làm
cho bánh xe quay. Lực kéo phát sinh tại điểm tiếp xúc giữa mặt lăn bánh xe và mặt ray đợc
truyền đến bầu dầu, thông qua các thanh kéo con truyền lên khung giá chuyển hớng.
Do cấu tạo đặc biệt của các thanh kéo, nên bầu dầu có thể di chuyển tơng đối theo các ph-
ơng thẳng đứng và phơng dọc so với khung giá chuyển. Ngoài ra nó còn có thể quay tơng đối
quanh trục bánh xe. Nhờ vậy chất lợng động lực học của giá chuyển đợc cải thiện rõ rệt so với
nhiều loại giá chuyển khác.
Kết cấu thanh kéo lớn trên đầu máy D19E
1.Tay khuỷu
2.Thanh giằng liên kết
3.Thanh kéo lớn
2.2.2.4. Hệ thống lò xo
Để đảm bảo cho sự ổn định tốt khi làm việc của đầu máy, tăng khả năng thông qua đờng
cong, trên đầu máy D19E có bố trí 2 loại lò xo, là lò xo cao su trên khung giá chuyển và lò xo
thép tròn ở bầu dầu.
*/ Lò xo trung ơng
Đây là loại lò xo đợc chế tạo từ cao su và các lá thép có hình dạng khối hộp chữ nhật.
Tổng cộng có 16 lớp xen kẽ theo chiều ngang, cứ một lớp cao su đến một lớp thép liên kết với
nhau tạo thành. Trong đó có 7 lớp cao su kích thớc 30,6x190x210 mm và 9 lớp thép (hai lớp
thép ngoài cùng đợc gọi là đế của lò xo) có kích thớc là 5x200x250 mm, chiều cao tự do toàn
bộ của nó là 264
2,5 mm. Lò xo cao su đợc bố trí trên 2 xà dọc của khung giá, tạo thành 4
góc hình chữ nhật, với độ chênh cao không vợt quá 1 mm.
Kết cấu và bố trí của lò xo cao su
Lò xo trung ơng có tác dụng truyền trọng lợng từ phía trên giá xe xuống khung giá và
giúp cho đầu máy đi vào đờng cong đợc dễ dàng hơn. Khi đầu máy thông qua đờng cong, giá
chuyển hớng bị quay đi so với giá xe l m cho 4 lò xo cao su bị xoắn, gây nên lực phục hồi đ a
giá xe về vị trí cân bằng.
Mặt khác, do có khả năng đàn hồi lớn và ma sát bản thân lớn, nên nó có thể tiêu hao năng
lợng, giảm tiếng ồn và dao động có tần số cao, tức là vừa làm nhiệm vụ giảm xóc vừa làm
nhiệm vụ giảm chấn.
Tuy nhiên, lò xo cao su còn có một số nhợc điểm cần phải đợc nghiên cứu khắc phục. Đó
là chịu ảnh hởng của nhiệt độ, dễ bị lão hoá, ăn mòn. Và điều này càng dễ xảy ra khi vận hành
ở Việt Nam vì đờng sắt thờng ở ven biển, nơi có môi trờng ẩm, nhiễm mặn nên các tấm cao su
càng dễ bị ăn mòn hơn. Ngoài ra cao su còn có đặc tính bị biến dạng chảy, nghĩa là khi tải
trọng tăng đến một trị số nhất định, sau đó tuy tải trọng không tăng nữa nhng cao su vẫn tiếp
giới hạn cho phép nào đó, sẽ gây ra những ảnh hởng xấu đến sự làm việc của các bộ phận trên
đầu máy, gây ra lực xung kích tác dụng xuống đờng và có thể gây nên các sự cố nguy hiểm nh
trật bánh, đổ tàu Do vậy, bên cạnh hệ thống lò xo tơng đối đầy đủ, trên đầu máy Đổi mới còn
đợc bố trí một hệ thống giảm chấn khá toàn diện, với mục đích dập tắt các dao động có hại,
nâng cao tính năng êm dịu và cải thiện tính năng động lực học của đầu máy.
Cấu tạo và bố trí hệ thống giảm chấn
1.Giảm chấn thẳng đứng
2.Giảm chấn dọc
3.Giảm chấn ngang
Mỗi giá chuyển hớng của đầu máy D19E đợc bố trí 3 loại giảm chấn, đều là kiểu giảm
chấn thuỷ lực. Đó là:
+ Giảm chấn thẳng đứng, đặt song song với lò xo bầu dầu, một đầu giảm chấn liên kết
với bầu dầu, đầu kia liên kết với khung giá chuyển hớng (trong mỗi giá chuyển hớng có 4 giảm
chấn thẳng đứng). Giảm chấn thẳng đứng nhằm dập tắt dao động theo phơng thẳng đứng của
khung giá và thân đầu máy khi đầu máy chịu các lực tác động từ trên truyền xuống đờng và từ
đờng truyền lên trên.
+ Giảm chấn dọc, một đầu liên kết với khung giá chuyển, đầu còn lại liên kết với giá xe
(trong một giá chuyển hớng có 2 giảm chấn dọc). Giảm chấn dọc nhằm dập tắt dao động lắc
đầu (chuyển động rắn bò) của đầu máy.
+ Giảm chấn ngang, một đầu liên kết với khung giá chuyển hớng, đầu kia liên kết với
giá xe (trong một giá chuyển hớng có 2 giảm chấn ngang). Các giảm chấn ngang làm nhiệm vụ
dập tắt dao động sàng ngang của đầu máy.
1
2
3
20
ỉ
14
136
108
a/. Cấu tạo hệ thống hãm giá chuyển hớng
Trên giá chuyển hớng của đầu máy D19E có điểm khác biệt so với các loại đầu máy khác,
đó là việc guốc hãm của đầu máy đợc gắn trực tiếp với xylanh hãm. Với cách bố trí nh vậy, tác
dụng hãm sẽ nhanh, nhạy và ổn định hơn rất nhiều so với hãm thông qua hệ thống giằng hãm.
Điều này là rất cần thiết đối với loại đầu máy có tốc độ vận dụng cao nh đầu máy D19E.
Nguyên lý hoạt động của block hãm: gió ép đợc cấp vào xylanh hãm, đẩy piston cùng ty
piston đi sang bên trái, sẽ làm cho đầu dới thanh giằng (tay biên) đi sang bên trái, đầu trên
thanh giằng sẽ tác động làm cho vòng ép xoay tròn, trục chính mang theo guốc hãm sẽ đợc đẩy
ra phía ngoài nhờ cơ cấu ren, làm cho guốc hãm tì vào mặt lăn bánh xe cho đến khi lực tì của
guốc hãm cân bằng với lực đẩy của piston của áp lực gió ép cấp vào xylanh hãm thì lực guốc
hãm không tăng, giảm. Khi nhả hãm, ta ngừng cấp gió ép vào xylanh hãm, lực hồi vị của lò xo
sẽ đẩy piston đi sang phải, các bộ phận ở trên chuyển động ngợc lại, tách guốc hãm khỏi mặt
lăn bánh xe.
b/. Bố trí hệ thống hãm
Mỗi giá chuyển hớng bố trí 6 block hãm (xylanh hãm và guốc hãm) đợc chia đều cho 3
trục bánh. Cách bố trí các block hãm nh vậy sẽ cải thiện tính năng hãm, giúp quá trình hãm êm
dịu và đồng đều hơn.
2.2.2.7. Bộ trục bánh xe
Bộ trục bánh xe gồm có một trục bánh, hai bánh xe có mâm bánh đúc liền và một bánh
răng truyền động, đợc lắp ghép chặt với nhau. Tất cả các chi tiết này đều chế tạo bằng thép đúc
sau đó gia công chính xác. Các mối lắp ghép giữa các bánh xe, bánh răng với trục bánh xe đều
là các mối ghép chặt có độ dôi, không có then.
Tác dụng của bộ trục bánh xe là đỡ toàn bộ phần trọng lợng ở phía trên nó và truyền
trọng lợng đó xuống đờng, đảm bảo cho đầu máy chuyển động an toàn cả trên đờng thẳng và đ-
ờng cong với hệ số bám cần thiết khi lên dốc và khởi động với hệ số ma sát nhỏ.
Bộ trục bánh xe đầu máy còn đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình hình thành lực
kéo và lực hãm, các lực này phát sinh tại vị trí tiếp xúc giữa mặt lăn bánh xe và mặt ray sẽ
truyền lên trục bánh xe, lên bầu dầu và khung giá chuyển hớng.
Các kích thớc chủ yếu của bộ trục bánh đầu máy Đổi mới nh sau:
Giang cách trục bánh xe 925 +1 mm.
Trong quá trình hoạt động sự toả nhiệt của động cơ là rất lớn, chính vì vậy mà ĐCĐK lấy
gió trực tiếp từ quạt làm mát thổi xuống thông qua đờng số (2).
Copyright: Tài liệu đại học ©