Phân tích nguyên nhân hư hỏng và biện pháp khắc phục của giá chuyển hướng 34B

c¸c nguyªn tö , ®iÖn tö , ion xuyªn thÊu cña líp b¶o vÖ cao th× th× tèc ®é ¨n mßn sÏ chËm 3. TÝnh n¨ng c¬ giíi cña líp b¶o vÖ : tÝnh n¨ng c¬ giíi bao gåm søc bÒn , tÝnh chÞu xung kÝch , chÊn ®éng vµ tÝnh b¸m dÝnh vµo mÆt ngoµi cña kim lo¹i.TÝnh c¬ giíi cña líp b¶o vÖ cµng cao th× líp b¶o vÖ cµng khã nøt nÎ , do ®ã t¸c dông b¶o vÖ cña nã cµng cao 4. Sù chªnh lÖch hÖ sè d·n në nhiÖt cña líp b¶o vÖ vµ kim lo¹i : NÕu hÖ sè d·n në cña líp b¶o vÖ vµ kim lo¹i chªnh lÖch nhau lín khi nhiÖt ®é thay ®æi líp b¶o vÖ dÔ sinh ra nøt nÎ , lµm mÊt t¸c dông b¶o vÖ cña nã 2.3.2.2. ¡n mßn ®iÖn ho¸ 2.3.2.2.1. C¬ chÕ cña ¨n mßn ®iÖn hãa ThÐp - cacbon ¨n mßn trong kh«ng khÝ Èm theo c¬ chÕ ¨n mßn ®iÖn hãa. Trong kh«ng khÝ cã chøa o xi, h¬i n­íc, khÝ CO2. Khi ta ®Ó thÐp - cacbon trong khÝ quyÓn Èm, t¹i bÒ mÆt tiÕp xóc cña thÐp cacbon, h¬i n­íc ng­ng tô t¹o thµnh mµng Èm. Mµng Èm nµy hÊp thô c¸c khÝ o xi vµ khÝ cacbonic t¹o ra dung dÞch ®iÖn ly: CO2 + H2O = H+ + HCO3- H2O = H+ + OH- ThÐp cacbon ngoµi Fe cßn chøa C vµ c¸c nguyªn tè t¹p chÊt kh¸c. Trong dung dÞch ®iÖn ly nh÷ng phÇn vi m« Fe - C t¹o ra vi pin Fe - C. Trªn toµn bé bÒ mÆt tiÕp xóc t¹o ra v« sè vi pin Fe - C, trong ®ã s¾t ho¹t ®éng hãa häc m¹nh h¬n cacbon nªn cùc ©m lµ s¾t (Fe) vµ cacbon trë thµnh cùc d­¬ng (ca tèt) trong ph¹m vi pin Fe - C. Ph¶n øng ë a nãt (cùc ©m): Fe - 2e à Fe2+ Fe2+ + 2OH- à Fe (OH)2 ¯ Trong kh«ng khÝ Fe (OH)2 mét phÇn biÕn thµnh Fe (OH)3 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O à 4Fe(OH)3 ¯ Fe(OH)2 vµ Fe (OH)3 mÊt n­íc t¹o ra rØ s¾t, cã c«ng thøc tæng qu¸t lµ: mFeO . nFe2O3 . qH2O : mµu n©u ®á Líp rØ nµy cã mµu n©u ®á, xèp do ®ã kh«ng khÝ Èm l¹i tiÕp xóc ®­îc víi kim lo¹i d­íi líp rØ lµm Fe bÞ tiÕp tôc ¨n mßn. Ph¶n øng phÇn ca tèt: c¸c ®iÖn tö chuyÓn tõ phÇn a nèt (Fe) tíi phÇn ca tèt . T¹i ®©y x¶y ra ph¶n øng khö ion H+ vµ O: H+ + 1e à 1/2 H2 ­ O2 + 4e + 2H2O = 4OH- Trong dung dÞch cã sù chuyÓn dÞch c¸c cation F32+ vµ anion OH- ®Ó t¹o thµnh Fe (OH)2 nh­ trªn. Dßng ¨n mßn ®­îc sinh ra cã chiÒu tõ cacbon sang s¾t. Nh­ vËy, thÐp cacbon theo thêi gian tiÕp tôc bÞ ¨n mßn. Tãm l¹i, trong ®iÒu kiÖn khÝ hËu ViÖt Nam : Èm ­ít, m­a nhiÒu, sù ¨n mßn c¸c chi tiÕt gi¸ chuyÓn nãi riªng vµ c¸c chi tiÕt bé phËn toa xe nãi chung chñ yÕu lµ ¨n mßn ®iÖn hãa. §©y lµ d¹ng ¨n mßn kh«ng thÓ tr¸nh khái trong ®iÒu kiÖn khÝ hËu n­íc ta. 2.3.2.2.2. C¸c nh©n tè ¶nh h­ëng ®Õn ¨n mßn ®iÖn hãa 1. B¶n chÊt cña kim lo¹i : §èi víi thÐp cacbon bÞ ¨n mßn ®iÖn hãa lµ do nã cã tæ chøc nhiÒu pha (thÐp cacbon cã 2 pha phe rÝt vµ xª men tÝt). Vµ c¸c pha nµy cã thÓ ®iÖn cùc kh¸c nhau t¹o nªn c¸c cÆp pin ¨n mßn. §Ó gi¶m ¨n mßn ®iÖn hãa ng­êi ta lµm cho thÐp cã tæ chøc 1 pha víi thµnh phÇn ®ång nhÊt hoÆc lµm cho thÕ ®iÖn cùc cña 2 pha phe Ýt vµ xª men tÝt trong thÐp Ýt chªnh lÖch nhau, sinh ra dßng ¨n mßn nhá, t¨ng tÝnh chèng mßn cña thÐp. ng­êi ta ®· chÕ t¹o ra ®­îc nh÷ng lo¹i thÐp kh«ng rØ 1 pha vµ 2 pha. Tuy nhiªn, do gi¸ thµnh cao nªn ®èi víi c¸c chi tiÕt gi¸ chuyÓn h­íng dïng chñ yÕu lµ thÐp cacbon, mµ thÐp nµy th× kh¶ n¨ng chèng mßn ®iÖn hãa kÐm. 2. ¶nh h­ëng cña thµnh phÇn dung dÞch : - ¶nh h­ëng cña ®é PH trong dung dÞch. YÕu tè nµy rÊt quan träng vµ ®Æc tr­ng c¶ trong ®iÒu kiÖn ¨n mßn víi sù gi¶i phãng H2 vµ trong ®iÒu kiÖn ¨n mßn víi sù khö o xi (O2). H×nh 2.17_ quan hÖ gi÷a ®é PH vµ tèc ®é ¨n mßn Nh÷ng kim lo¹i nh­ Fe, Ni, Cu, Mg, cd, Hg cã o xÝt cña nã tan ®­îc trong a xÝt nh­ng kh«ng tan trong dung dÞch kiÒm nªn tèc ®é ¨n mßn cña c¸c kim lo¹i nµy gi¶m khi ®é PH t¨ng. - ¶nh h­ëng cña o xi hßa tan: O xi hßa tan trong dung dÞch cã vai trß: lµ chÊt o xi hãa bÞ khö dÔ dµng trªn c¸c kim lo¹i, lµ chÊt g©y thô ®éng cho kim lo¹i. VÝ dô: Al2O3 vai trß quan träng th­êng gÆp nhÊt lµ chÊt o xi hãa. Nã lµm t¨ng ph¶n øng ca tèt ë nång ®é nhá vµ trung b×nh trong m«i tr­êng trung tÝnh. - ¶nh h­ëng cña nång ®é muèi trung tÝnh. H×nh 2.18_ ¶nh h­ëng cña nång ®é muèi trung tÝnh vµ tèc ®é ¨n mßn ë khu vùc nång ®é nhá, khi nång ®é t¨ng th× tèc ®é ¨n mßn t¨ng.ë khu vùc nång ®é lín, khi nång ®é t¨ng th× tèc ®é ¨n mßn gi¶m. V× khi nång ®é muèi t¨ng lµm gi¶m nång ®é hßa tan cña o xi nªn tèc ®é ¨n mßn gi¶m. 3. ¶nh h­ëng cña nhiÖt ®é Trong dung dÞch axÝt, n­íc khi nhiÖt ®é t¨ng th× tèc ®é ¨n mßn t¨ng. Tuy nhiªn, nÕu nhiÖt ®é t¨ng qu¸ cao th× tèc ®é ¨n mßn gi¶m do gi¶m nhiÖt ®é, hßa tan cña o xi ë trong dung dÞch. H×nh 2.19_Tèc ®é ¨n mßn cña thÐp trong n­íc phô thuéc vµo nhiÖt ®é 2.3.2.3. ¡n mßn trong kh«ng khÝ HiÖn t­¬ng ¨n mßn kim lo¹i ph¸t sinh trong kh«ng khÝ ©m ­ít vµ nhiÖt ®é b×nh th­êng gäi lµ ¨n mßn trong kh«ng khÝ 2.3.2.3.1. C¸c yÕu tè g©y ¨n mßn trong kh«ng khÝ - §iÒu kiÖn khÝ hËu: c¸c vïng khÝ hËu kh¸c nhau th× tèc ®é ¨n mßn kim lo¹i kh¸c nhau. - Sù t¹o kho¸ng, sù axÝt hãa cña n­íc m­a khÝ quyÓn, sù ng­ng tô h¬i Èm. H¬i n­íc ng­ng tô trªn bÒ mÆt kim lo¹i vµ ®ång thêi cã mét sè Ýt nhiÒu muèi r¬i trªn ®ã t¹o ra mµng trªn bÒ mÆt kim lo¹i. Qu¸ tr×nh nµy gäi lµ sù t¹o kho¸ng. Cã 4 nguån g©y ra sù t¹o kho¸ng lµ: + Thµnh phÇn kho¸ng cña n­íc m­a khÝ quyÓn. + Sù hßa tan c¸c khÝ ë trong khÝ quyÓn vµo mµng. + Sù kÕt tña trªn bÒ mÆt kim lo¹i cña c¸c muèi, bôi l¬ löng hßa tan tõ kh«ng khÝ. VÝ dô: Muèi NaCl, muèi Sun f¸t. + Sù lµm ®«ng ®Æc mµng b»ng c¸c s¶n phÈm ¨n mßn. 2.3.2.3.2. Nh÷ng yÕu tè bªn ngoµi x¸c ®Þnh tèc ®é ¨n mßn trong khÝ quyÓn. + §é Èm kh«ng khÝ: ®é Èm kh«ng khÝ lµ yÕu tè quan träng nhÊt x¸c ®Þnh tèc ®é ¨n mßn. §èi víi c¸c vïng c«ng nghiÖp hoÆc gÇn biÓn th× trong kh«ng khÝ Èm cßn chøa nh÷ng chÊt khÝ ho¹t tÝnh nh­: SO2, Cl2, H2S vµ nh÷ng h¹t muèi NaCl. Trong kh«ng khÝ Èm s¹ch, ®é Èm W = 100% th× s¾t (Fe) bÞ ¨n mßn rÊt yÕu, vµ t¨ng tr¨m lÇn khi ®é Èm t¨ng tõ 70 - 90%. H×nh 2.20_ Sù phô thuéc cña ¨n mßn ®èi víi s¾t vµ ®é Èm cña kh«ng khÝ vµ l­îng chøa khÝ SO2 0.01%. §é Èm giíi h¹n cña kh«ng khÝ b¾t ®Çu g©y sù ¨n mßn ®ét biÕn ®èi víi Fe lµ kho¶ng tõ 60 - 70%, th­êng W = 70%. + Thµnh phÇn cña kh«ng khÝ : ¶nh h­ëng rÊt lín ®Õn tèc ®é ¨n mßn .Trong kh«ng khÝ nÕu cã c¸c lo¹i khÝ thÓ cã tÝnh ho¹t ®éng th× nh÷ng khÝ thÓ ®ã dÔ lµm hoµ tan trong c¸c khÝ SO2, Cl2, NH3 … lµ nh÷ng t¹p chÊt cã h¹i nhÊt. L­îng SO2 cµng t¨ng th× tèc ®é ¨n mßn cµng lín. C¸c h¹t r¾n l¬ l÷ng vµ c¸c chÊt láng trong khÝ quyÓn nh­ sun f¸t am«n, bôi than, muèi ¨n ®­îc kÕt tña trªn bÒ mÆt kim lo¹i chÝnh lµ t¸c nh©n g©y ¨n mßn rÊt lín . + Nh÷ng h¹t ë thÓ r¾n bay vµo kh«ng khÝ : nguån gèc cña nh÷ng h¹t lo¹i r¾n cã trong kh«ng khÝ cã thÓ cã tõ nh÷ng mÆt sau ®©y C¸t , ®Êt , tro do giã thæi tõ mÆt ®Êt bay vµo trong kh«ng khÝ S¶n phÈm cña c¸c qu¸ tr×nh ®èt c¸c lo¹i nhiªn liÖu Mçi lo¹i h¹t trong kh«ng khÝ cã t¸c dông nhÊt ®Þnh lµm cho tèc ®é ¨n mßn t¨ng lªn , nguyªn nh©n ¶nh h­ëng cña nã lµ t¹o thµnh chÊt ®iÖn ph©n , ph¸ ho¹i mµng b¶o vÖ do ¨n mßn g©y ra 2.3.3. Ph©n tÝch c¸c nguyªn nh©n nøt g·y 2.3.3.1. Ph©n lo¹i nøt g·y Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc, c¸c chi tiÕt cña toa xe cã thÓ cã c¸c d¹ng nøt g·y nh­ sau : 1. Nøt g·y khi chÞu t¶i träng mét lÇn : Tr­êng hîp nµy lµ do qu¸ t¶i, xung kÝch lín, chi tiÕt ®­îc thiÕt kÕ kh«ng hîp lý lµm cho øng suÊt ph¸t sinh v­ît qu¸ giíi h¹n bÒn hoÆc do ®· cã khuyÕt tËt bªn trong mµ kh«ng kiÓm tra ph¸t hiÖn ®­îc. 2. Nøt g·y khi chÞu t¶i träng tÜnh l©u dµi : MÆc dï øng suÊt ph¸t sinh trong chi tiÕt nhá h¬n giíi h¹n bÒn nh­ng chi tiÕt vÉn bÞ nøt g·y sau mét thêi gian dµi lµm viÖc. Cã nhiÒu nguyªn nh©n nh­: cã tËp trung øng suÊt, cã t¸c ®éng lµm x©y s¸t mÆt ngoµi chi tiÕt, do khuyÕt tËt bªn trong kim lo¹i hoÆc trong qu¸ tr×nh lµm viÖc ë nh÷ng ®iÒu kiÖn kh¸c nhau, c¬ tÝnh cña vËt liÖu bÞ thay ®æi, tiªu chuÈn chÞu lùc bÞ gi¶m ®i hoÆc cã thÓ do ¨n mßn kim lo¹i cña chi tiÕt d­íi t¸c dông cña c¸c ®iÒu kiÖn khÝ quyÓn. 3. Nøt g·y mái : Sau mét thêi gian lµm viÖc, d­íi t¸c dông cña øng suÊt thay ®æi trong chi tiÕt xuÊt hiÖn c¸c vÕt nøt nÎ mái. 2.3.3.2. B¶n chÊt cña sù ph¸ huû (nøt g·y) chi tiÕt VÒ mÆt b¶n chÊt vËt lý, sù ph¸ huû cña kim lo¹i thÓ hiÖn b»ng sù nøt g·y. §ã lµ qu¸ tr×nh ph¸ huû mèi liªn kÕt trong m¹ng tinh thÓ lµm cho c¸c phÇn kim lo¹i bÞ ®øt rêi ra. Khi chi tiÕt chÞu øng suÊt kÐo lín lµm cho kho¶ng c¸ch c¸c nguyªn tö v­ît qu¸ giíi h¹n cho phÐp lµm m¹ng tinh thÓ bÞ ph¸ huû: ®øt. Qua thùc nghiÖm ng­êi ta thÊy r»ng c¸c vËt liÖu bÞ ph¸ huû g¾n liÒn víi qu¸ tr×nh biÕn d¹ng dÎo. B¶n th©n trong vËt liÖu h×nh thµnh vµ kÌm theo nã lµ sù ph¸t triÓn c¸c vÕt nøt tÕ vi. Gi¶i thÝch qu¸ tr×nh ph¸ huû kim lo¹i ng­êi ta hay dïng lý thuyÕt Drifith: Trong kim lo¹i nÕu øng suÊt ph¸t sinh v­ît qu¸ øng suÊt tíi h¹n Driftith th× kim lo¹i sÏ bÞ ph¸ huû. Gi¶ sö trong kim lo¹i ph¸t sinh vÕt nøt elip cã chiÒu dµi 2c th× n¨ng l­îng ph¸t sinh biÕn d¹ng ®µn håi. Khi vÕt nøt ph¸t triÓn th× n¨ng l­îng ®µn håi xung quanh vÕt nøt gi¶m ®i v× cã mét phÇn biÕn thµnh c«ng ®Ó ph¸ huû kim lo¹i vµ lµm t¨ng kÝch th­íc cña vÕt nøt. §ång thêi víi qu¸ tr×nh ®ã th× n¨ng l­îng bÒ mÆt vÕt nøt còng t¨ng. N¨ng l­îng ®ã b»ng: gs . S Trong ®ã: gs - søc c¨ng mÆt ngoµi cña vÕt nøt. S - DiÖn tÝch xung quanh cña vÕt nøt. NÕu coi S @4C th× gs.S = 4 gs.C. N¨ng l­îng ®µn håi t¹i vÕt nøt ®­îc tÝnh: Udh = Víi E – m« ®uyn ®µn håi cña vËt liÖu. s - øng suÊt t¸c dông vµo vËt liÖu. VÕt nøt chØ cã thÓ ph¸t sinh khi : 4g.C - Udh ¹0 hay F (C) = 4 g.C - ¹ 0 Tøc lµ: Hay 4 g - £ 0 Tõ ®©y rót ra: s ³ = sth , sth gäi lµ øng suÊt tíi h¹n cña vËt liÖu. Sù t¹o thµnh c¸c vÕt nøt mái: §Ó gi¶i thÝch ®iÒu nµy, lóc ®Çu ng­êi ta cho r»ng së dÜ cã vÕt nøt lµ do vËt liÖu bÞ mái mÖt. Nh­ng sau khi ph©n tÝch, ®­îc gi¶i thÝch nh­ sau: khi chÕ t¹o chi tiÕt m¸y, trong b¶n th©n vËt liÖu do cÊu t¹o, do gia c«ng c¬ khÝ ®· cã nh÷ng khuyÕt tËt vi m«. Khi chÞu lùc th× t¹i ®ã ph¸t sinh sù tËp trung øng suÊt vµ xuÊt hiÖn vïng biÕn d¹ng dÎo. Do øng suÊt thay ®æi tuÇn hoµn xuÊt hiÖn c¸c vÕt nøt li ti ë trong vËt thÓ vµ dÇn dÇn, do øng suÊt thay ®æi mµ vÕt nøt ph¸t triÓn ngµy cµng lín lªn. Hai mÐp cña vÕt nøt va ®Ëp vµo nhau, mµi nh·n vÕt nøt cho ®Õn khi mÆt c¾t ngang cña chi tiÕt thu hÑp l¹i vµ kh«ng chÞu mçi t¶i träng t¸c dông lµm cho chi tiÕt bÞ n÷t g·y. Bëi vËy, khi nh×n vµo bÒ mÆt nøt g·y sÏ thÊy chia lµm hai khu vùc: Khu vùc nøt mái chiÕm diÖn tÝch chñ yÕu trªn mÆt c¾t, bÒ mÆt nh½n bãng, khu vùc g·y cßn l¹i th­êng mÆt kim lo¹i th« to vµ cã vÕt tÝch cña biÕn d¹ng dÎo do g·y ®ét biÕn t¹o nªn. 2.3.3.3. Nguyªn nh©n nøt g·y c¸c chi tiÕt toa xe 1. Do khuyÕt tËt néi bé trong chi tiÕt : Nh÷ng khuyÕt tËt côc bé trong néi bé chi tiÕt kim lo¹i do qu¸ tr×nh luyÖn kim lo¹i , ®óc rÌn l­u l¹i cã ¶nh h­ëng rÊt lín ®Õn søc bÒn cña vËt liÖu . NÕu vÞ trÝ cña nã võa ®óng trong ph¹n vi mÆt c¾t nguy hiÓm th× rÊt dÔ lµm cho øng suÊt ë trong ®ã t¨ng lªn v­ît qu¸ giíi h¹n mái , v× vËy rÊt dÔ sinh ra nøt nÎ vµ l¹i nh÷ng khuyÕt tËt nµy n»m s©u trong kim lo¹i rÊt khã ph¸t hiÖn nªn nã lµ lo¹i khuyÕt tËt nguy hiÓm . cã thÓ ph©n ra mÊy tr­êng hîp sau : +Trong chi tiÕt cã vÕt tÝch cña d¹ng rç, khÝ cña c¸c qu¸ tr×nh ®óc, rÌn g©y ra. + Cã vÕt nøt néi bé trong chi tiÕt do qu¸ tr×nh c¸n, dËp, rÌn g©y ra (do gia c«ng ¸p lùc). Nã x¶y ra lµ do trong qu¸ tr×nh ®èt nãng nh÷ng nguyªn tö hi®r« hoµ tan trong vËt liÖu sÏ t¸ch ra . ë líp mÆt ngoµi c¸ch mÆt ngoµi tõ 8-11 mm v× hi®r« cã thÓ khÕch t¸n ra ngoµi nªn kh«ng g©y ra nøt nÎ , nh­ng trong s©u néi bé th× hi®r« tõ d¹ng nguyªn tö biÕn thµnh d¹ng ph©n tö nªn g©y ra ¸p lùc lín lµm cho kim lo¹i nøt ra . + KÑp xØ : trong qu¸ tr×nh luyÖn kim chÊt l­îng n­íc gang ra lß kh«ng tèt g©y ra hiÖn t­îng kÑp tro xØ trong ph«i hoÆc trong chi tiÕt . Bëi v× tro xØ lµ ng÷ng vËt s¶n dßn , cøng kh«ng cã tÝnh dÎo chÞu t¸c dông cña øng suÊt bªn ngoµi dÔ sinh ra nøt nÎ vµ còng trë thµnh nh÷ng ®iÓm khëi ®Çu cho ng÷ng vÕt nøt mái ph¸t triÓn sau nµy. + BÞ mÊt than mÆt ngoµi : chñ yÕu do qu¸ tr×nh ®èt nãng chi tiÕt nhiÒu lÇn lµm cho hµm l­îng cacbon mÆt ngoµi gi¶m xuèng lµm cho giíi h¹n bÒn cña kim lo¹i gi¶m xuèng ®ång thêi còng lµm cho giíi h¹n mái gi¶m , v× vËy khi chÞu t¶i träng dÔ sinh ra nøt nÎ mái . §Æc biÖt ®èi víi lo xo , øng suÊt mÆt ngoµi cña nã rÊt lín nªn ¶nh h­ëng do mÊt than mÆt ngoµi g©y ra rÊt lín 2. Do h×nh d¹ng vµ kÝch th­íc kh«ng hîp lý Chi tiÕt cã nhiÒu bËc, nhiÒu r·nh lâm, chªnh lÖch ®­êng kÝnh kh«ng hîp lý, … g©y tËp trung øng suÊt. ThÓ hiÖn b»ng hÖ sè tËp trung øng suÊt as: as = Trong ®ã: st - øng suÊt ph¸t sinh thùc tÕ ®­îc x¸c ®Þnh b»ng thÝ nghiÖm. s1 - øng suÊt do tÝnh to¸n thiÕt kÕ. Qua thÝ nghiÖm ®èi víi trôc xe ng­êi ta thÊy r»ng ®­êng kÝnh trôc xe cµng lín th× giíi h¹n mái cµng gi¶m. d = 75 mm s-1 = 23 KG/m2 d = 175 mm s-1 = 12 KG/m2 3. ChÊt l­îng bÒ mÆt ngoµi cña chi tiÕt ChÊt l­îng gia c«ng c¬ giíi mÆt ngoµi ¶nh h­ëng trùc tiÕp ®Õn søc bÒn mái cña chi tiÕt . Chi tiÕt cã ®é bãng cµng cao, giíi h¹n mái cµng lín. Ngoµi ra ph­¬ng ph¸p gia c«ng g©y ra mét líp øng suÊt nÐn trªn bÒ mÆt kim lo¹i tøc t¹o ra mét líp cøng cã t¸c dông n©ng cao giíi h¹n mái cña chi tiÕt v× nã cã kh¶ n¨ng lµm cho vÕt nøt khã xuÊt hiÖn . 4. Do qu¸ tr×nh kim lo¹i cña chi tiÕt bÞ ¨n mßn hoÆc do bÒ mÆt bÞ th­¬ng tËt. 5. ChÊt l­îng cña c¸c mèi hµn kh«ng tèt. Trong mèi hµn xuÊt hiÖn c¸c vÕt nøt hoÆc kÑp xØ. 6. Do qu¸ tr×nh vËn dông kh«ng b×nh th­êng nh­ va ®Ëp, kh«ng ®óng tÝnh chÊt, bèc dì hµng hãa kh«ng ®óng theo quy ®Þnh. 2.4. KiÓm nghiÖm ®é bÒn gi¸ chuyÓn h­íng 34B Nh­ trªn ta thÊy ë gi¸ chuyÓn h­íng 34B trong qu¸ tr×nh vËn dông xuÊt hiÖn nhiÒu vÕt nøt trªn khung gi¸ . Nøt khung gi¸ chuyÓn cã nhiÒu nguyªn nh©n trong ®ã cã nguyªn nh©n qu¸ t¶i, gi¸ chuyÓn kh«ng ®ñ ®é bÒn g©y nøt trong qu¸ tr×nh vËn dông . D­íi ®©y ta tÝnh bÒn gi¸ chuyÓn 34B , viÖc tÝnh to¸n lý thuyÕt bÒn nh»m môc ®Ých : X¸c ®Þnh mÆt c¾t cã øng suÊt lín nhÊt , nãi c¸ch kh¸c lµ x¸c ®Þnh vÞ trÝ xung yÕu nhÊt trªn khung gi¸ , tõ ®ã xem khung gi¸ cã ®ñ kh¶ n¨ng chÞu ®­îc kh«ng tõ ®ã ®Ò ra biÖn ph¸p ®Ó kh¾c phôc . §Ó tÝnh to¸n gi¸ chuyªn 34B ta xÐt nã ®­îc sö dông trªn toa xe GG v× hiÖn nay toa xe nµy chiÕm víi sè l­îng lín vµ t¶i träng tÝnh to¸n theo t¶i träng trôc cho phÐp lµ 14 tÊn/trôc . Th«ng sè kü thuËt cña toa xe hµng GG vµ gi¸ chuyÓn h­íng 34B TT Th«ng sè kü thuËt Ký hiÖu TrÞ sè §¬n vÞ 1 ChiÒu cao thïng xe Lthïng 15 m 2 ChiÒu réng thïng bthïng 2.5 m 3 ChiÒu cao tõ mÆt ray ®Õn sµn hthïng 2.8 m 4 ChiÒu cao tõ mÆt ray ®Õn sµn hrs 1.05 m 5 Cù ly cèi chuyÓn h­íng 2l 10.7 m 6 Tù träng toa xe T0 18 TÊn 7 Träng l­îng ®Çy t¶i Q0 56 TÊn 8 T¶i träng trôc q0 14 TÊn 9 Cù ly trôc trong mét gi¸ chuyÓn h­íng 2lgc 1650 mm 10 Kho¶ng c¸ch hai vßng l¨n b¸nh xe 2s 1086 mm 11 Kho¶ng c¸ch hai cæ trôc 2b2 1495 mm 12 §é cøng lo xo gi¸ chuyÓn C 7.995 KN/mm 13 Träng l­îng gi¸ chuyÓn Qgc 3 TÊn 14 Träng l­îng bé trôc b¸nh Qtb 1 TÊn 15 §­êng kÝnh b¸nh xe 2r 780 mm 16 Kho¶ng c¸ch hai bµn tr­ît 2b5 1120 mm 17 Tèc ®é tÝnh to¸n V 80 Km/h 2.4.1. ThiÕt lËp s¬ ®å tÝnh C¸c thanh trong s¬ ®å tÝnh lµ c¸c ®­êng träng t©m c¸c mÆt c¾t thùc tÕ cña khung gi¸ . Trong s¬ ®å tÝnh to¸n tiÕt diÖn mÆt c¾t t¹i c¸c vÞ trÝ trªn c¸c thanh ®­îc chän lµ n¬i cã øng suÊt nguy hiÓm nhÊt . H×nh 2.21_S¬ ®å tÝnh khung gi¸ 34B C¸c th«ng sè vµ ®Æc tr­ng h×nh häc cña mÆt c¾t : MÆt c¾t F (cm2) Jx (cm4) Jy (cm4) A_10A 89.28 18873.8 1561.9 B_B 65.28 616.9 1556.8 C_C 71.68 1660 1558.2 E_E 142.48 2671 18526.9 G_G 156.64 11059 25571.2 H_H 17.28 151.2 29.7 2.4.2. C¸c lùc t¸c dông 2.4.2.1. T¶i träng th¼ng ®øng tÜnh vµ ®éng 1. T¶i träng tÜnh T¶i träng tÜnh ®Æt lªn GCH ®­îc x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc : Trong ®ã: q0 = 14 (T/trôc) Q1 = 2 (T): Träng l­îng cña hai bé trôc b¸nh. m = 1 Do ®ã: (KN) 2. T¶i träng ®éng T¶i träng th¼ng ®øng ®éng ®Æt vµo mét chi tiÕt cña gi¸ chuyÓn h­íng : P®= k® . PT HÖ sè ®éng K® ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc Trong ®ã: + a = 0.1 Cho phÇn trªn lß xo cña gi¸ chuyÓn h­íng + HÖ sè xÐt tíi ¶nh h­ëng cña sè l­îng trôc xe trong mét gi¸ chuyÓn h­íng . + HÖ sè: c vµ d phô thuéc vµo vËn tèc toa xe c= 0,00036 ; d= 0 , khi v = 14 ¸28m/s = 50,4 ¸100,8 (km/h) + t : §é nhón tÜnh cña trang trÝ lß xo øng víi täng l­îng toµn thÓ t = 0,045 ¸ 0,05 (m) Do ®ã hÖ sè K® : Nªn : P® = 0.277 * 225 = 70.6 (KN) Tæng t¶i träng tÜnh vµ ®éng t¸c dông lªn khung gi¸ P : P = Pt +P® = 225 +70.6 = 325.6 ( KN) H×nh 2.22_ S¬ ®å lùc th¼ng ®øng tÜnh vµ ®éng t¸c dông lªn khung gi¸ 2.4.2.2. T¶i träng th¼ng ®øng phô thªm do lùc ngang s­ên g©y ra H×nh 2.23_ S¬ ®å lùc th¼ng ®øng phô thªm do lùc ngang s­ên t¸c dông + 2P2 : Lùc th¼ng ®øng phô thªm tõ tæ lo xo ë mét bÇu dÇu ®Æt lªn khung gi¸. 2P2 = b2.β.c1 + P3 : Lùc th¼ng ®øng phô thªm tõ thïng xe. + 2b2 : Kho¶ng c¸ch hai cæ trôc b¸nh xe + c1 : §é cøng cña tæ hîp lo xo ®Æt t¹i mét bÇu dÇu + 2b5 : Kho¶ng c¸ch hai bµn tr­ît + β : Gãc nghiªng cña thïng xe Gãc β ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau : + Hth : Tæng lùc ngang s­ên ®Æt lªn thïng xe + : Lùc ly t©m ®Æt lªn thïng xe khi kh«ng cã ®é siªu cao + : Lùc giã + h , hth : ChiÒu cao tÝnh tõ bÒ mÆt cèi chuyÓn ®Õn ®iÓm dÆt lùc vµ Qth + Qth : Träng l­îng thïng xe + : Gãc nghiªng cña thïng xe do ®é siªu cao cña ray g©y ra : + Cy : §é cøng gãc : Cy = 2.n.b22.c1 + TÝnh Cy : Ta cã : n = 2 ( sè bé trôc b¸nh trong gi¸ chuyÓn h­íng ) b2 = 1.495/ 2 = 0.75 (m) c1 = 7.995.103/ 4 = 1998 (KN/m) Do ®ã Cy = 2 . 2 . 0.75 2. 1998 = 4495.5 ( KNm) + TÝnh : hr : §é siªu cao . §èi víi khæ ®­êng 1m lÊy b»ng 0.08 (m) + TÝnh Qth Qth = ( Q0 - 2.Qgc) * 9.81 = ( 56 - 2.3 ) * 9.81 = 490.5 ( KN) + TÝnh lùc giã Hgi ta cã : Hgi = w . F = w . Lthïng . hthïng w : ¸p suÊt giã = 500 (N/m2) Lthïng : ChiÒu dµi thïng xe = 15 (m) hthïng : ChiÒu cao thïng xe = 2.8 (m) Hgi = 500.10-3 . 15. 2.8 = 21 (KN) + TÝnh ta cã : + R : B¸n kÝnh ®­êng cong khi toa xe ®i vµo ®­êng cong . R = 100 (m) + Vmax : VËn tèc lín nhÊt cho phÐp cña toa xe khi vµo ®­êng cong = 35 (km/h) = 9.72 (m/s) VËy Hth = 47.2 + 21 = 68.2 (KN) LÊy h = hth = 1.41 (m) ( Tõ gi÷a thïng xe ®Õn bÒ mÆt cèi chuyÓn) TÝnh ®­îc : Ta tÝnh ®­îc : 2P2 = 0.75 . 0.012 . 1998 = 18 ( KN) 2.4.2.3. Lùc ®èi xøng chÐo Do gi¸ chuyÒn h­íng 34B cã d¹ng khung gi¸ nªn nã chÞu thªm lùc ®èi xøng chÐo H×nh 2.24_ S¬ ®å t¸c dông cña t¶i träng ®èi xøng chÐo lªn khung gi¸ Ta cã : ( N ) + Cb : §é cøng lo xo bÇu dÇu Cb = 1998 KN/m + Cch : §é cøng ®èi xøng chÐo cña khung gi¸ ( KN/ m ) 2.4.2.3.1 . X¸c ®Þnh ®é cøng ®èi xøng chÐo Cch §Ó x¸c ®Þnh ®é cøng ®èi xøng chÐo cho ®¬n vÞ , sau ®ã x¸c ®Þnh chuyÓn vÞ th¼ng ®øng t¹i ®iÓm D cña khung gi¸ . Khi ®ã . Do kÕt cÊu ®èi xøng , lùc ®èi xøng chÐo nªn ta xÐt 1/4 kÕt cÊu . H×nh 2.25_S¬ ®å tÝnh vµ kÕt cÊu c¬ b¶n cña nã + VÏ biÓu ®å lùc ®¬n vÞ vµ t¶i träng t¸c dông lªn kÕt cÊu : H×nh 2.30_BiÓu ®å lùc ®¬n vÞ vµ ngo¹i lùc LËp hÖ ph­¬ng tr×nh : ; i , j = 1 3 : ChuyÓn vÞ ®¬n vÞ do c¸c Èn lùc g©y ra : ChuyÓn vÞ do lùc P = 1/2 g©y ra trªn kÕt cÊu c¬ b¶n Ta cã : + G = = = = 0.25 _ HÖ sè Poat x«ng. J1y = 151.15 (cm4) J01 = 5.7 (cm4) J2x = 616.9 (cm4) J02 = 55.7 (cm4) J3y = 1335.5 (cm4) J03 = 48.3 (cm4) Thay vµo hÖ ph­¬ng tr×nh chÝnh t¾c ta tÝnh ®­îc : X1 = 0.3 (KN) ; X2 = - 0.23 (KN) ; X3 = 0.22 (KN) Tõ ®ã vÏ ®­îc biÓu ®å m« men tæng : Ta cã : Víi E = 2.108 ( KN/ m2 ) ( KN/m) Tõ ®ã tÝnh ®­îc lùc ®èi xøng chÐo : (N) Pch = 0.46 (KN) 2.4.2.4. Lùc t¸c dông chung cña lùc ngang s­ên vµ lùc ray b¸nh xe Khi toa xe vµo ®­êng cong cã thªm lùc dÉn h­íng t¸c dông . XÐt tr­êng hîp toa xe ë vÞ trÝ trung gian trong ®­êng cong . H×nh 2.26_Lùc t¸c dông lªn GCH g©y ra bëi lùc ngang s­ên vµ lùc ray Trong ®ã : + T1 , T2 : Lùc n»m ngang däc do bÇu dÇu ®Æt lªn khung gi¸ lÇn l­ît ë bé trôc b¸nh tr­íc vµ sau : ; FX1 , FX2 : Thµnh phÇn lùc ma s¸t gi÷a b¸nh xe vµ ray theo ph­¬ng ngang däc + H1 , H2 : Lùc n»m ngang ngang do bÇu dÇu ®Æt lªn khung gi¸ lÇn l­ît ë bé trôc b¸nh tr­íc vµ sau : H1 = Y1 - 2Fy1 ; H2 = 2Fy2 Fy1 , Fy2 : Thµnh phÇn lùc ma s¸t theo ph­¬ng ngang ngang + Y1 : Lùc dÉn h­íng do ray t¸c dung vµo b¸nh xe + H = H1 - H2 : Tæng lùc ngang s­ên øng víi mét gi¸ chuyÓn h­íng + P4 : Lùc phô thªm do lùc H n»m trong hai mÆt ph¼ng kh¸c nhau : + Z0 = 0.287 (m) . Kho¶ng c¸ch tõ mÆt ph¼ng qua ®­êng tim trôc b¸nh tíi mÆt ph¼ng khung gi¸ H×nh 2.27_Lùc t¸c dông lªn gi¸ chuyÓn h­íng ë vÞ trÝ trung gian + Lùc ma s¸t gi÷a ray víi b¸nh xe: Fms = + = 0.25 , HÖ sè ma s¸t + N = 7 tÊn , t¶i träng th¼ng ®øng øng víi träng l­îng toµn thÓ cña toa xe do mét b¸nh xe ®Æt lªn ray Fms = 0.25 . 7 . 9.81 = 17.2 (KN) + Lùc ngang s­ên: Víi : Hgi = 21 (KN) Hgc = Dùa vµo ®­êng cong , ( H 6.11a Gi¸o tr×nh kÕt cÇu tÝnh to¸n toa xe ) x¸c ®Þnh ®­îc gi¸ trÞ a= 1.1 (m) Sau ®ã dùa vµo ®­êng cong ( H6.11 b Gi¸o tr×nh kÕt cÇu tÝnh to¸n toa xe ). X¸c ®Þnh ®­îc → Y1 = 0.62 . 4 . 17.2 = 42.7 (KN) + X¸c ®Þnh c¸c gãc a1, a2: + X¸c ®Þnh c¸c lùc T1 , T2 , H1 , H2 : ChiÕu lùc ma s¸t lªn hai ph­¬ng song song vµ vu«ng gãc víi tim ®­êng : Fx1= Fms.sina1 = 17.2 . 0.258 = 4.7 (KN) Fx2= Fms.sina2 = 17.2 . 0.96 = 15.3 (KN) FY1= Fms. cosa1 = 17.2 . 0.96 = 16.6 (KN) FY2= Fms. cosa2 = 17.2 . 0.45 = 7.8 (KN) Dùa vµo ®iÒu kiÖn c©n b»ng cña c¸c bé trôc b¸nh xe ta x¸c ®Þnh ®­îc: H1 = Y1 - 2Fy1 = 42.7 – 2 . 16.6 = 33.2 (KN) H2 = 2Fy2 = 2 . 7.8 = 15.6 (KN) H = 33.2 – 15.6 = 17.6 (KN) 2.4.2.5. Lùc sinh ra khi h·m 2.4.2.5.1. Lùc th¼ng ®øng phô thªm ®Æt lªn khung gi¸ H×nh 2.28_ Lùc th¼ng ®øng phô thªm øng víi lùc qu¸n tÝnh h·m Trong ®ã : + h1: ChiÒu cao träng t©m cña thïng xe so víi mÆt cèt chuyÓn : + 2l : Kho¶ng c¸ch hai t©m cèi chuyÓn 2l = 10.7 (m) + Tth : Lùc qu¸n tÝnh h·m cña thïng xe ®Çy t¶i Víi Qth: träng l­îng cña thïng xe ®Çy t¶i Qth= 50 (T) = 490.5 (KN) Q0: Träng l­îng toµn thÓ toa xe Q0 = 56 (T) = 549.4 (KN) T0= 4Y (NS2)C1: lµ lùc qu¸n tÝnh h·m cña c¶ toa xe + Qgc : Träng l­îng mét gi¸ chuyÓn h­íng ( 3 tÊn ) Qgc = 29.43 (KN) + r : B¸n kÝnh b¸nh xe = 0.39 (m) + hth : ChiÒu cao tõ träng t©m thïng xe ®Õn t©m trôc b¸nh = 1.74 (m) + 2lgc : Kho¶ng c¸ch t©m hai trôc trong mét gi¸ chuyÓn = 1.65 (m) + : HÖ sè b¸m dÝnh ray = 0.2 Thay vµo ta cã : (NS2)Cr = 155.5 (KN) T0 = 4 . 0.2 . 155.5 = 124.4 (KN) Tth = 111 (KN) 5.2. Lùc qu¸n tÝnh h·m ®Æt lªn khung gi¸ H×nh 2.29_Lùc qu¸n tÝnh h·m ®Æt lªn khung gi¸ Lùc qu¸n tÝnh h·m cña thïng xe ®Æt lªn khung gi¸ do n»m trong hai mÆt ph¼ng kh¸c nhau nªn ®Ó c©n b»ng khung gi¸ chÞu thªm ph¶n lùc th¼ng ®øng phô thªm cña lo xo bÇu dÇu ®Æt lªn khung gi¸ Tæng hîp c¸c lùc t¸c dông lªn gi¸ chuyÓn h­íng 34B TT C¸c lùc t¸c dông Ký hiÖu TrÞ sè (KN) 1 Lùc th¼ng ®øng tÜnh vµ ®éng P 325.6 2 T¶i träng th¼ng ®øng phô thªm do lùc ngang s­ên g©y ra P2 9 P3 48 3 Lùc ®èi xøng chÐo Pch 0.46 4 Lùc t¸c dông chung cña lùc ngang s­ên vµ lùc ray b¸nh xe T1 3.4 T2 11.1 H1 33.2 H2 16.5 P4 0.84 5 Lùc th¼ng ®øng phô thªm khi h·m P5 3.66 6 Lùc qu¸n tÝnh h·m ®Æt lªn khung gi¸ P5’ 4.8 Tth 111 2.4.3. KiÓm nghiÖm ®é bÒn gi¸ chuyÓn b»ng ph­¬ng ph¸p lùc §Ó ®¬n gi¶n khi tÝnh to¸n gi¸ chuyÓn b»ng ph­¬ng ph¸p lùc ta chia lùc t¸c dông lªn gi¸ chuyÓn h­íng thµnh c¸c hÖ lùc : ®èi xøng víi c¶ hai trôc , ®èi xøng chÐo , ®èi xøng víi trôc ngang ph¶n ®èi xøng víi trôc däc vµ ®èi xøng víi trôc däc ph¶n ®èi xøng víi trôc ngang . Sau ®ã víi mçi hÖ lùc ta l¹i ph©n thµnh hÖ lùc trong mÆt ph¼ng khung gi¸ vµ hÖ vu«ng gãc víi mÆt ph¼ng khung gi¸ . Do kÕt cÊu ®èi xøng nªn trong mçi bµi to¸n ta chØ xÐt 1/4 kÕt cÊu . 2.4.3.1 . Bµi to¸n lùc vu«ng gãc víi mÆt ph¼ng khung gi¸ 1. Lùc ®èi xøng víi c¶ hai trôc S¬ ®å tÝnh vµ kÕt cÊu c¬ b¶n + BiÓu ®å m«men néi lùc ®¬n vÞ vµ biÓu ®å lùc t¸c dông Ph­¬ng tr×nh chÝnh t¾c : Trong ®ã : Thay vµo ph­¬ng tr×nh chÝnh t¾c ®­îc : X1 = - 1.2 ( KN) BiÓu ®å m«men tæng : 2. Bµi to¸n ®èi xøng chÐo S¬ ®å tÝnh vµ kÕt cÊu c¬ b¶n Víi : BiÓu ®å néi lùc ®¬n vÞ BiÓu ®å ngo¹i lùc t¸c dông Ph­¬ng tr×nh chÝnh t¾c : Víi : Thay vµo ph­¬ng tr×nh chÝnh t¾c ®­îc : X1 = 0.38 (KN) X2 = 0.24 (KN) X3 = - 3.19 (KN) BiÓu ®å m«men tæng : 3. Bµi to¸n ®èi xøng víi trôc ngang , ph¶n ®èi xøng víi trôc däc S¬ ®å tÝnh vµ kÕt cÊu c¬ b¶n Víi : BiÓu ®å néi lùc ®¬n vÞ vµ ngo¹i lùc t¸c dông : Ph­¬ng tr×nh chÝnh t¾c : Víi : Thay vµo ph­¬ng tr×nh chÝnh t¾c ®­îc : X1 = - 0.8 ( KN) ; X2 = - 0.03 (KN) ; X3 = 0 . BiÓu ®å m«men tæng : 4. Bµi to¸n ®èi däc, chèng ngang S¬ ®å tÝnh vµ kÕt cÊu c¬ b¶n : Víi : BiÓu ®å lùc ®¬n vÞ BiÓu ®å ngo¹i lùc t¸c dông Ph­¬ng tr×nh chÝnh t¾c : Víi : Thay vµo ph­¬ng tr×nh cã : X1 = X2 = 0 BiÓu ®å momen tæng cã d¹ng : 2.4.3.2. Bµi to¸n lùc n»m trong mÆt ph¼ng khung gi¸ 1. Lùc ®èi xøng víi c¶ hai trôc §èi víi bÇu ®Çu æ bi bµi to¸n nµy kh«ng cã . 2. Lùc ®èi xøng chÐo S¬ ®å tÝnh vµ kÕt cÊu c¬ b¶n cña nã : BiÓu ®å néi lùc ®¬n vÞ vµ t¶i träng : Ph­¬ng tr×nh chÝnh t¾c : Víi : J1 = 29.72 (cm4) J2 = 1556.8 (cm4) J3 = 9263.4 (cm4) Ta cã : Thay vµo ph­¬ng tr×nh chÝnh t¾c cã : X1 = 0.47 (KN) BiÓu ®å m«men tæng : 3. Lùc ®èi xøng víi trôc ngang , ph¶n ®èi xøng víi trôc däc S¬ ®å tÝnh vµ kÕt cÊu c¬ b¶n VÏ biÓu ®å néi lùc ®¬n vÞ vµ t¶i träng t¸c dông lªn kÕt cÊu : LËp ph­¬ng tr×nh chÝnh t¾c : T­¬ng tù nh­ trªn tÝnh ®­îc : + + + + + Thay vµo ph­¬ng tr×nh chÝnh t¾c : X1 = 0.15 (KN) BiÓu ®å m«men tæng : 4. Lùc ®èi xøng víi trôc däc , ph¶n ®èi xøng víi trôc ngang S¬ ®å tÝnh vµ kÕt cÊu c¬ b¶n BiÓu ®å néi lùc vµ ngo¹i lùc t¸c dông lªn kÕt cÊu : Ph­¬ng tr×nh chÝnh t¾c : Víi : Thay vµo ph­¬ng tr×nh chÝnh t¾c ®­îc : X1 = - 1 (KN) ; X2 = 0.03 (KN) ; X3 = 0 BiÓu ®å m«men tæng : 2.4.3.3. Tæng hîp m«nen t¸c dông lªn khung gi¸ Trong c¸c bµi to¸n trªn ta ®· x¸c ®Þnh ®­îc m«men ë 1/4 khung gi¸ , tiÕp theo ta ®i x¸c ®Þnh m«men ë c¸c gãc cßn l¹i . §Ó x¸c ®Þnh m«men ë c¸c gãc cßn l¹i ta tu©n theo nguyªn t¾c sau ®©y : + §èi víi t¶i träng ®èi xøng : Néi lùc ®èi xøng (m«men vµ lùc däc trôc ) gièng nhau c¶ vÒ trÞ sè lÉn dÊu . Néi lùc ph¶n ®èi xøng ( m«men xo¾n vµ lùc c¾t ) gièng nhau vÒ gi¸ trÞ tuyÖt ®èi nh­ng ng­îc nhau vÒ dÊu . + §èi víi t¶i träng ph¶n ®èi xøng : Néi lùc ®èi xøng gièng nhau vÒ trÞ sè , ng­îc nhau vÒ dÊu . Néi lùc ph¶n ®èi xøng gièng nhau c¶ vÒ trÞ sè lÉn dÊu . Cô thÓ c¸c quy t¾c vÒ dÊu ®­îc cho trong b¶ng sau : T¶i träng Néi lùc ®èi xøng ( M , N ) Néi lùc ph¶n ®èi xøng ( m , Q ) I II III IV I II III IV §èi xøng + + + + + - + - §èi xøng chÐo + - + - + + + + §èi xøng däc, ph¶n ®èi xøng ngang + + - - + - - + §èi xøng ngang , ph¶n ®èi xøng däc + - - + + + - - Víi quy ­íc : 1. Uèn th¼ng * Gãc I : + Thanh 1 ( xµ ®Çu ) + Thanh 2 ( xµ däc ) + Thanh 3 ( nöa xµ ngang ) ¸p dông quy t¾c dÊu ë trªn cho c¸c gãc cßn lai . Ta cã biÓu ®å m«men uèn th¼ng trªn khung gi¸ nh­ sau : H×nh 2.30 _ BiÓu ®å m«men uèn th¼ng khung gi¸ 2. Uèn ngang * Gãc I : + Thanh 1 + Thanh 2 + Thanh 3 Lµm t­¬ng tù cho c¸c gãc cßn l¹i . Ta vÏ ®­îc biÓu ®å m«men uèn ngang cña khung gi¸ nh­ sau : H×nh 2.31_ BiÓu ®å m«men uèn ngang khung gi¸ 3. Xo¾n * Gãc I + Thanh 1 + Thanh 2 + Thanh 3 Lµm t­¬ng tù cho c¸c gãc cßn l¹i . Ta vÏ ®­îc biÓu ®å m«men uèn ngang cña khung gi¸ nh­ sau : H×nh 2.32_ BiÓu ®å m«men xo¾n khung gi¸ 2.4.3.4. X¸c ®Þnh gi¸ trÞ øng suÊt t¹i c¸c mÆt c¾t nguy hiÓm øng suÊt cña c¸c mÆt c¾t x¸c ®Þnh theo lý thuyÕt bÒn 3 ( x¸c ®Þnh øng suÊt t­¬ng ®­¬ng) . Víi : MX : m«men uèn theo ph­¬ng th¼ng ®øng MY : m«men uèn theo ph­¬ng ngang WX , WY : m«men chèng uèn theo ph­¬ng x ,y W0 : m«men chèng xo¾n VÞ trÝ c¸c mÆt c¾t tÝnh øng suÊt trªn khung gi¸ h×nh vÏ 2.33 H×nh 2.33_ VÞ trÝ mÆt c¾t khung gi¸ MÆt c¾t M«men uèn th¼ng MX (KNm) M«men uèn ngang MY (KNm) M«men xo¾n MXo¾n (KNm) WX (m4) WY (m4) W0 (m4) (KN/m2) (KN/m2) (KN/m2) I 22.01 2.92 1.5 2.8.10-4 1.8.10-4 1.3.10-4 95968.6 15000 99423.2 II 40.31 5.38 2.68 4.5.10-4 8.5.10-4 2.10-4 95907.2 13400 98675.6 III 37 9.88 3.88 4.5.10-4 8.5.10-4 2.10-4 93845.6 19400 99680 IV 19.03 5.22 1.5 2.8.10-4 1.8.10-4 1.3.10-4 97949.3 15000 101336.4 V 6.1 12.76 3.78 4.9.10-4 8.8.10-4 2.2.10-4 27077.3 17181.8 40234.6 VI 126.8 18.08 3.78 10.10-4 12.10-4 2.2.10-4 141866.7 17181.8 144954.5 VII 1.3 7.48 3.78 4.9.10-4 8.8.10-4 2.2.10-4 11153.1 17181.8 31781.1 VIII 30.69 1.52 1.5 2.8.10-4 1.8.10-4 1.3.10-4 118051.6 15000 120876.7 IX 56.24 3.37 2.68 4.5.10-4 8.5.10-4 2.10-4 128942.5 13400 131014.7 X 58.24 7.86 3.88 4.5.10-4 8.5.10-4 2.10-4 138669.3 19400 142682.3 XI 30.78 3.82 1.5 2.8.10-4 1.8.10-4 1.3.10-4 131150.8 15000 133699.4 XII 85.6 11.9 1.2 11.10-4 1.7.10-4 1.9.10-4 147818.2 6315.8 148222.4 XIII 58.6 14.55 1.2 11.10-4 1.7.10-4 1.9.10-4 138860.9 6315.8 139291.2 Tõ kÕt qu¶ tÝnh to¸n trªn ta thÊy gi¸ trÞ øng suÊt lín nhÊt t¹i c¸c vÞ trÝ mÆt c¾t VI , VIII , IX , X , XI , XII , XIII . LÇn l­ît cã c¸c gi¸ trÞ lµ : ; ; ; ; . §©y lµ nh÷ng vÞ trÝ mÆt c¾t ë gi÷a c¸c xµ ngang , gi÷a c¸c xµ däc . N¬i mµ trong thùc tÕ vËn dông c¸c gi¸ chuyÓn 34B th­êng xuyªn x¶y ra vÕt nøt . So víi øng suÊt cho phÐp cña vËt liÖu lµm gi¸ chuyÓn : th× øng suÊt t¹i c¸c mÆt c¾t trªn cã gi¸ trÞ nhá h¬n kh«ng nhiÒu so víi øng suÊt cho phÐp . 2.4.4. KiÓm nghiÖm ®é bÒn gi¸ chuyÓn b»ng phÇn mÒn sap 2000 . Ngµy nay víi sù ph¸t triÓn cña khoa häc c«ng nghÖ , ®Æc biÖt lµ c«ng nghÖ lËp tr×nh m¸y tÝnh viÖc gi¶i mét bµi to¸n kÕt cÊu trë nªn ®¬n gi¶n h¬n.HiÖn nay ë ViÖt Nam hiÖn cã mét sè phÇn mÒm tÝnh to¸n trong c¬ häc rÊt næi tiÕng nh­ : ANSYS (Mü). STAAD –III (Mü). SAP90. SAP2000 (Mü) . SAMCEF (BØ) . STRAND-6 (óc) vµ ngoµi ra cßn cã mét sè phÇn mÒm do c¸c c«ng ty trong n­íc s¶n xuÊt nh­ : FBTW , CASA . Phæ biÕn vµ ®­îc dïng nhiÒu nhÊt lµ phÇn mÒn SAP 2000 . Trªn c¬ së ®ã d­íi ®©y sÏ tÝnh to¸n gi¸ chuyÓn 34B b»ng phÇn mÒn sap 2000 , víi môc ®Ých kiÓm nghiªm vµ so s¸nh víi ph­¬ng ph¸p lùc ë trªn . Sau khi thùc hiÖn gi¶i bµi to¸n trªn m¸y tÝnh ta thu ®­îc kÕt qu¶ : H×nh 2.34 _ S¬ ®å tÝnh gi¸ chuyÓn 34B b»ng phÇn mÒn sap 2000 BiÓu ®å néi lùc cña kÕt cÊu H×nh 2.35 _ BiÓu ®å m«men uèn th¼ng cña khung gi¸ b»ng sap 2000 H×nh 2.36_ BiÓu ®å m«men uèn ngang cña khung gi¸ b»ng sap 2000 H×nh 2.37 _ BiÓu ®å m«men xo¾n cña khung gi¸ b»ng sap 2000 MÆt c¾t M«men uèn th¼ng MX (KN.m) M«men uèn ngang MY (KN.m) M«men xo¾n M0 (KN.m) WX (m3) WY (m3) W0 (m3) (KN/m2) (KN/m2) (KN/m2) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 9 -0.258 0.355 1.33 1.5.10-4 1.7.10-4 1.2.10-4 3.7.102 1.11.104 19200.46 10 -0.497 0.464 1.33 1.5.10-4 1.7.10-4 1.2.10-4 5.81.104 1.11.104 19205.69 11 6.86 -9.86.10-3 0.143 2.8.10-4 1.8.10-4 1.3.10-4 2.44.104 1.1.103 24519.05 12 13.82 -0.484 0.143 2.8.10-4 1.8.10-4 1.3.10-4 4.67.104 1.1.103 46708.63 13 21.79 -0.958 0.143 2.8.10-4 1.8.10-4 1.3.10-4 7.25.104 1.1.103 72562.9 14 29.76 -1.43 0.143 2.8.10-4 1.8.10-4 1.3.10-4 9.83.104 1.1.103 98359.64 15 56.84 -3.34 -1.04 4.510-4 8.5.10-4 2.10-4 1.22.105 5.2.103 122712.7 16 83.52 -5.26 -1.04 1.1.10-3 1.7.10-4 1.9.10-4 4.5.104 5.47.103 45974.25 17 83.5 4.2 -1.9 1.1.10-3 1.7.10-4 1.9.10-4 1.01.105 104 102094.9 18 56.56 2.96 -1.9 4.510-4 8.5.10-4 2.10-4 1.29.105 9.5.103 130215 19 31.12 1.72 0.478 2.8.10-4 1.8.10-4 1.3.10-4 1.21.105 3.67.103 120965.9 20 23.66 2.26 0.478 2.8.10-4 1.8.10-4 1.3.10-4 9.7.104 3.67.103 97263.8 21 16.19 2.79 0.478 2.8.10-4 1.8.10-4 1.3.10-4 7.33.104 3.67.103 73596.9 22 7.74 1.39 0.478 2.8.10-4 1.8.10-4 1.3.10-4 3.54.104 3.67.103 35932.76 23 0.79 -0.023 2.86 1.5.10-4 1.7.10-4 1.2.10-4 5.14.103 2.38.104 41598.69 24 0.38 -0.151 2.86 1.5.10-4 1.7.10-4 1.2.10-4 1.64.103 2.38.104 41313.1 25 16.64 10.41 -2.26.10-2 4.9.10-4 8.8.10-4 2.2.10-4 4.58.104 1.03.102 45789.1 26 32.42 11.38 -2.26.10-2 4.9.10-4 8.8.10-4 2.2.10-4 7.9.104 1.03.102 79095.3 27 -1.17 0.221 -1.95.10-2 3.8.10-5 9.9.10-6 1.9.10-4 8.45.103 1.02.103 8630.5 28 2.86 -0.279 3.2.10-2 3.8.10-5 9.9.10-6 1.9.10-4 4.7.104 1.68.103 47131.1 29 79.53 14.25 -2.2610-2 10-3 1.2.10-3 2.2.10-4 9.14.104 1.03.102 91405.2 30 -0.693 0.145 -1.95.10-2 3.8.10-5 9.9.10-6 1.9.10-4 3.57.103 1.02.103 3986.6 31 1.82 -0.168 3.2.10-2 3.8.10-5 9.9.10-6 1.9.10-4 3.09.104 1.68.103 31072.1 32 126.65 17.12 -2.26.10-2 10-3 1.2.10-3 2.2.10-4 1.41.105 1.03.102 140916.8 33 0.75 -0.0578 -1.95.10-2 3.8.10-5 9.9.10-6 1.9.10-4 9.3.103 1.02.103 9469.5 34 0.778 -0.0565 3.2.10-2 3.8.10-5 9.9.10-6 1.9.10-4 1.47.104 1.68.103 15030.2 35 126.65 17.12 -2.26.10-2 10-3 1.2.10-3 2.2.10-4 1.41.105 1.03.102 140916.8 36 1.21 -0.159 -1.59.10-2 3.8.10-5 9.9.10-6 1.9.10-4 1.58.104 1.02.103 15850.9 37 -1.31 0.167 3.2.10-2 3.8.10-5 9.9.10-6 1.9.10-4 1.77.104 1.68.103 17894.4 38 78.5 4.45 -2.26.10-2 10-3 8.8.10-4 2.2.10-4 8.36.104 1.03.102 83557 39 1.84 -0.261 -1.95.10-2 3.8.10-5 9.9.10-6 1.9.10-4 2.21.104 1.02.103 22158.9 40 -2.35 0.278 3.2.10-2 3.8.10-5 9.9.10-6 1.9.10-4 3.38.104 1.68.103 33896.9 41 14.23 -8.22 -2.26.10-2 4.9.10-4 8.8.10-4 2.2.10-4 5.26.104 1.03.102 52598.2 42 0.258 -12.46 -2.26.10-2 4.9.10-4 8.8.10-4 2.2.104 1.49.104 1.03.102 14882.8 43 0.258 -0.152 1.84 1.5.10-4 1.7.10-4 1.2.10-4 8.26.102 1.53.104 26570.9 44 9.16 -0152 1.84 1.5.10-4 1.7.10-4 1.2.10-4 8.26.102 1.53.104 26570.9 45 14.24 0.72 0.66 2.8.10-4 1.8.10-4 1.3.10-4 3.67.104 5.07.103 37753 46 18.3 1.48 0.66 2.8.10-4 1.8.10-4 1.3.10-4 5.9.104 5.07.103 59729.2 47 22.36 2.25 0.66 2.8.10-4 1.8.10-4 1.3.10-4 7.79.104 5.07.103 78351.4 48 41.39 3.01 0.66 2.8.10-4 1.8.10-4 1.3.10-4 9.66.104 5.07.103 96978.3 49 56.83 5.43 -0.524 4.5.10-4 8.5.10-4 2.10-4 9.84.104 2.62.103 98470.8 50 56.85 7.85 -0.524 1.1.10-3 1.7.10-4 1.9.10-4 9.78.104 2.76.103 97956.8 51 36.6 -8.86 -2.42 1.1.10-3 1.7.10-4 1.9.10-4 4.36.102 1.27.104 22065.2 52 18.83 -5.76 -2.42 4.5.10-4 8.5.10-4 2.10-4 7.46.104 1.21.104 77446.5 53 12.81 -2.67 -3.54.10-2 2.8.10-4 1.8.10-4 1.3.10-4 5.24.104 2.72.102 52418.8 54 6.79 -2.15 -3.54.10-2 2.8.10-4 1.8.10-4 1.3.10-4 3.38.104 2.72.102 33808.8 55 -3.27 -1.63 -3.54.10-2 2.8.10-4 1.8.10-4 1.3.10-4 1.52.104 2.72.102 15201.7 56 -0.79 0.535 -3.54.10-2 2.8.10-4 1.8.10-4 1.3.10-4 8.71.103 2.72.102 8719.1 57 -0.379 0.535 2.35 1.5.10-4 1.7.10-4 1.2.10-4 2.12.103 1.96.104 33985.4 Tõ kÕt qu¶ tÝnh to¸n b»ng hai ph­¬ng ph¸p : ph­¬ng ph¸p lùc vµ ph­¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n ( dïng phÇn mÒn sap 2000 ) . Ta thÊy r»ng gi¸ trÞ tÝnh to¸n b»ng hai ph­¬ng ph¸p cã sai sè kh«ng nhiÒu , cã thÓ chÊp nhËn ®­îc trong thùc tÕ tÝnh to¸n . VÝ dô nh­ gi¸ trÞ øng suÊt t¹i mÆt c¾t gi÷a xµ ngang theo ph­¬ng ph¸p lùc cã gi¸ trÞ : 144954.5 ( KN/m2 ) , theo ph­¬ng ph¸p sö dông phÇn mÒm sap 2000 gi¸ trÞ tÝnh ®­îc t¹i ®ã : 140916.8 ( KN/m2 ) . Do vËy trong thùc tÕ tÝnh to¸n ta cã thÓ sö dông phÇn mÒn sap 2000 ®Ó tÝnh to¸n kÕt cÊu gi¸ chuyÓn h­íng toa xe còng nh­ c¸c kÕt cÊu kh¸c cña toa xe , tõ ®ã gi¶m nhÑ ®­îc khèi l­îng tÝnh to¸n thiÕt kÕ mét c¸ch ®¸ng kÓ . KÕt lu©n : Trong qu¸ tr×nh chÕ t¹o trong gi¸ chuyÓn cã thÓ tån t¹i øng suÊt d­ tËp trung ,c¸c khuyÕt tËt trong chÕ t¹o, c¸c khuyÕt tËt hµn hay trong qu¸ tr×nh vËn dông l©u ngµy gi¸ chuyÓn gÆp c¸c h­ háng th«ng th­êng nh­ : ¨n mßn , mµi mßn (lµm cho c¸c tiÕt diÖn bÞ gi¶m ®i) , c¸c vÕt nøt tÕ vi … . Tõ c¸c nguyªn nh©n ®ã lµm cho øng suÊt cho phÐp cña gi¸ chuyÓn gi¶m xuèng , øng suÊt cña c¸c mÆt c¾t t¨ng lªn dÇn dÇn dÉn ®Õn t×nh tr¹ng gi¸ chuyÓn lµm viÖc trong tr¹ng th¸i thiÕu bÒn , tõ ®ã g©y ra hiÖn t­îng nøt gÉy t¹i nh÷ng vÞ trÝ xung yÕu trªn gi¸ chuyÓn . Tõ nh÷ng tÝnh to¸n vµ ph©n tÝch ë trªn ta cã thÓ rót ra kÕt luËn nguyªn nh©n chñ yÕu dÉn ®Õn t×nh tr¹ng nøt hµng lo¹t gi¸ chuyÓn h­íng 34B ®ang ®­îc vËn dông trªn §­êng S¾t ViÖt Nam lµ t×nh tr¹ng chÞu lùc cña gi¸ chuyÓn gÇn ®¹t ®Õn gi¸ gi¸ trÞ cho phÐp cña gi¸ chuyÓn nh­ tÝnh to¸n ë trªn . Trong mét thêi gian vËn dông nhÊt ®Þnh gi¸ chuyÓn sÏ ë trong t×nh tr¹ng qu¸ t¶i khi ®ã øng suÊt t¹i c¸c mÆt c¾t nguy hiÓm øng suÊt sÏ v­ît qua øng suÊt cho phÐp cña vËt liÖu lµm gi¸ chuyÓn . Ch­¬ng iii : nh÷ng biÖn ph¸p phßng ngõa vµ kh¾c phôc h­ háng cña gi¸ chuyÓn h­íng 34B 3.1. BiÖn ph¸p phßng ngõa, h¹n chÕ h­ háng 3.1.1. C¸c biÖn ph¸p chèng rØ mßn c¸c chi tiÕt cña gi¸ chuyÓn h­íng RØ mßn lµ d¹ng h­ háng kh«ng thÓ tr¸nh khái ®èi víi c¸c chi tiÕt kim lo¹i cña gi¸ chuyÓn h­íng xe . C¸c chi tiÕt cña gi¸ chuyÓn h­íng chñ yÕu ®­îc chÕ t¹o b»ng thÐp cacbon. §©y lµ lo¹i thÐp rÊt dÔ bÞ ¨n mßn ho¸ häc vµ ¨n mßn ®iÖn ho¸ trong m«i tr­êng khÝ quyÓn n­íc ta . Tuy nhiªn, cã nhiÒu ph­¬ng h­íng chèng rØ mßn c¸c chi tiÕt cña gi¸ chuyÓn h­íng nh­ sau: + VÒ thiÕt kÕ: Cè g¾ng tr¸nh nh÷ng gãc l­în, tr¸nh låi lâm dÔ t¹o ®iÒu kiÖn ®Ó n­íc ®äng hoÆc bôi bÈn b¸m vµo, tr¸nh nh÷ng chç tËp trung øng suÊt, ®¶m b¶o c¸c mèi ghÐp kÝn khÝt. + VÒ vËt liÖu: Cè g¾ng dïng c¸c vËt liÖu cã tÝnh chèng ¨n mßn cao nh­ dïng thÐp kh«ng rØ, dïng thÐp hîp kim ®ång - phèt pho, hîp kim nh«m - m¨ng gan,… Tuy nhiªn, do gi¸ thµnh qu¸ ®¾t nªn cho ®Õn nay ch­a ¸p dông réng r·i . + T¹o ra trªn bÒ mÆt chi tiÕt mét líp s¬n b¶o vÖ chèng ¨n mßn : Chän lo¹i s¬n nÒn ph¶i cã kh¶ n¨ng b¸m ch¾c vµo bÒ mÆt kim lo¹i, cã kh¶ n¨ng chÞu ®­îc n­íc, « xi, cã kh¶ n¨ng ®µn håi, cã hÖ sè gi·n në nhiÖt b»ng hÖ sè gi·n në nhiÖt cña kim lo¹i cÇn b¶o vÖ. §Ó n©ng cao tÝnh bÒn v÷ng vµ kh¶ n¨ng chèng ¨n mßn cña líp s¬n b¶o vÖ th× tr­íc khi s¬n ph¶i lµm s¹ch mÆt ngoµi cña c¸c chi tiÕt, lµm s¹ch bôi bÈn vµ dÇu mì, c¸c lo¹i rØ s¾t, c¸c líp s¬n cò. Líp s¬n nÒn cã thÓ quÐt hoÆc phun tõ mét ®Õn hai líp, mçi líp dµy 0.1 - 0.2 mm. + Dïng c¸c lo¹i thuèc gi¶m ¨n mßn toµn pha trùc tiÕp vµo s¬n Mét sè thuèc gi¶m ¨n mßn th­êng dïng: Na2Cr2O7: Pha 3,2 gam trong 1 lÝt dung dÞch s¬n. Na2HPO4: pha 1.6 gam trong 1 lÝt dung dÞch s¬n. (NaPO3)6: Pha 0.016 gam trong 1 lÝt dung dÞch s¬n. + T¨ng c­êng c«ng t¸c kiÓm tra söa ch÷a vµ lau chïi, luéc röa : NÕu c«ng t¸c kiÓm tra ph¸t hiÖn kÞp thêi nh÷ng n¬i cã líp s¬n h­ háng ®Ó kÞp thêi söa ch÷a hoÆc nh÷ng n¬i cã chÊt ¨n mßn m¹nh b¸m vµo kÞp thêi lµm s¹ch th× cã thÓ gi¶m ®­îc hiÖn t­îng ¨n mßn c¸c chi tiÕt gi¸ chuyÓn. 3.1.2. BiÖn ph¸p chèng mµi mßn c¸c chi tiÕt cña gi¸ chuyÓn h­íng Mµi mßn lµ d¹ng h­ háng chñ yÕu cña c¸c chi tiÕt cña gi¸ chuyÓn h­íng cã tiÕp xóc vµ vËn ®éng t­¬ng ®èi víi nhau. Tõ viÖc nghiªn cøu nh÷ng nh©n tè ¶nh h­ëng ®Õn c­êng ®é mµi mßn, ®Ò ra c¸c biÖn ph¸p chèng mµi mßn nh­ sau: + VÒ ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña mÆt ma s¸t: Khi thiÕt kÕ hoÆc trong vËn dông toa xe ®Ó gi¶m mµi mßn th× cè g¾ng ®­a ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña mÆt ma s¸t vÒ d¹ng cã mµi mßn Ýt nhÊt, ®ã lµ: - Lo¹i ma s¸t: cè g¾ng cho mÆt ma s¸t lµm viÖc trong ®iÒu kiÖn ma s¸t ­ít vµ nöa ­ít. Gi÷a c¸c ca bi vµ viªn bi trong æ trôc l¨n ph¶i ®¶m b¶o lµm viÖc trong ®iÒu kiÖn ma s¸t ­ít ®Ó l­îng mµi mßn lµ tèi thiÓu. Gi÷a c¸c ¾c vµ lç trong hÖ thèng gi»ng h·m, mÆt ma s¸t cèi chuyÓn trªn vµ d­íi, bÒ mÆt c¸c mang tr­ît bÇu dÇu, ph¶i lu«n ®­îc tra dÇu, mì ®Ó chóng lµm viÖc ®­îc linh ho¹t vµ gi¶m ®­îc mµi mßn. C«ng t¸c nµy ®­îc thùc hiÖn trong duy tu b¶o d­ìng toa xe theo quy tr×nh chØnh bÞ toa xe . - T¶i träng : Trong vËn dông kh«ng thÓ cho toa xe chë qu¸ t¶i, gi¶m bít träng t¶i sÏ lµm gi¶m ¸p lùc trªn c¸c bÒ mÆt ma s¸t nªn gi¶m ®­îc c­êng ®é mµi mßn. - Trong thiÕt kÕ : Ph¶i ®¶m b¶o bÒ mÆt ma s¸t kh«ng bÞ lät vµo c¸c h¹t cøng mµi nghiÒn nh­ ®Êt, c¸t hoÆc c¸c chÊt cã kh¶ n¨ng oxi ho¸ m¹nh, ¨n mßn m¹nh lät vµo bÒ mÆt ma s¸t. - §é bãng : BÒ mÆt ma s¸t cÇn ®­îc gia c«ng hîp lý, ®é chÝnh x¸c cña c¸c chi tiÕt ph¶i ®¶m b¶o dung sai quy ®Þnh ®Ó gãp phÇn gi¶m c­êng ®é mµi mßn . - VÒ vËt liÖu: §èi víi c¸c chi tiÕt gi¸ chuyÓn h­íng chñ yÕu lµ thÐp cacbon. NÕu chän ®­îc lo¹i thÐp cacbon cao vµ chÊt l­îng tèt ®Ó chÕ t¹o chi tiÕt sÏ võa t¨ng ®­îc søc bÒn cña chi tiÕt võa cã kh¶ n¨ng nhiÖt luyÖn ®Ó t¨ng ®é chèng mµi mßn, tuy nhiªn, gi¸ thµnh chÕ t¹o cao, do ®ã ph¶i c©n nh¾c khi lùa chän. * Mét sè ph­¬ng ph¸p ®Ó t¨ng ®é cøng bÒ mÆt nh»m t¨ng kh¶ n¨ng chèng mßn cña vËt liÖu lµ: + T«i : T«i nh»m môc ®Ých t¹o ra trªn bÒ mÆt cña vËt liÖu mét líp Mactenxit cã kh¶ n¨ng chèng mµi mßn. §èi víi c¸c chi tiÕt thÐp cacbon kÕt cÊu cã hµm l­îng cac bon trung b×nh vµ cao (> 0.3%C) ®Ó n©ng cao ®é cøng vµ tÝnh chèng mµi mßn ph¶i t«i vµ ram bÒ mÆt lµm viÖc. §é cøng cña thÐp t«i phô thuéc vµo hµm l­îng cacbon trong thÐp. NÕu hµm l­îng cac bon trong thÐp < 0.25% sÏ kh«ng ®ñ chÞu mµi mßn (kh«ng d¹t ®é cøng yªu cÇu) trong khi t«i. V× vËy, ph¶i chó ý lµ ph¶i dïng thÐp cã hµm l­îng cacbon trung b×nh vµ cao th× t«i míi ®¹t ®­îc môc ®Ých chèng mµi mßn. + T¹o líp biÕn cøng bÒ mÆt : §èi víi cæ trôc b¸nh xe th× ng­êi ta dïng biÖn ph¸p l¨n Ðp bÒ mÆt, mét sè chi tiÕt kh¸c cã thÓ phun bi ®Ó t¹o ra mét líp biÕn cøng bÒ mÆt cã ®é cøng cao. Do ®ã, chèng mµi mßn tèt cßn bªn trong vÉn dÎo dai, cã ®é cøng thÊp ®Ó chÞu ®­îc va ®Ëp. + Ho¸ nhiÖt luyÖn : C¸c chi tiÕt b»ng thÐp cacbon cã hµm l­îng thÊp (0.1 - 0.25%C) nh­ thÐp CT2, CT3 ®Ó n©ng cao ®é cøng, tÝnh chèng mµi mßn vµ ®é bÒn mái cña chi tiÕt ng­êi ta dïng ph­¬ng ph¸p ho¸ nhiÖt luyÖn. §©y lµ ph­¬ng ph¸p lµm khuÕch t¸n vµo líp bÒ mÆt mét hay nhiÒu nguyªn tè ®Ó lµm thay ®æi thµnh phÇn ho¸ häc, do ®ã lµm thay ®æi tæ chøc vµ tÝnh chÊt cña líp bÒ mÆt theo mét môc ®Ých nhÊt ®Þnh. 3.1.3. BiÖn ph¸p ®Ó h¹n chÕ nøt gÉy cña c¸c chi tiÕt cña gi¸ chuyÓn Nøt g·y c¸c chi tiÕt quan träng cña gi¸ chuyÓn h­íng sÏ dÉn ®Õn nguy hiÕp lín ®Õn an toµn ch¹y tµu. Do ®ã, ph¶i t×m c¸c biÖn ph¸p ®Ó h¹n chÕ nøt g·y c¸c chi tiÕt,. C¸c biÖn ph¸p ®Ó h¹n chÕ nót g·y nh­ sau: + VÒ thiÕt kÕ : Nh­ ta ®· biÕt ë trªn nguyªn nh©n nøt g·y chñ yÕu cña gi¸ chuyÓn 34B lµ gi¸ chuyÓn lµm viÖc trong tr¹ng th¸i chÞu lùc t¸c dông ë tr¹ng th¸i giíi h¹n . Do ®ã vÒ mÆt thiÕt kÕ ph¶i ®¶m b¶o t¨ng ®é bÒn cho gi¸ chuyÓn ë nh÷ng vÞ trÝ chÞu lùc nguy hiÓm nh­ nh÷ng vÞ trÝ gi÷a xµ ngang hay gi÷a hai xµ däc gi¸ chuyÓn . Cã thÓ thùc hiÖn b»ng c¸ch t¨ng bÒ dÇy thÐp chÕ t¹o xµ däc c¹nh vµ xµ ngang , t¨ng c­¬ng tÊm t¨ng cøng cho c¸c xµ . ThiÕt kÕ c¸c chi tiÕt ph¶i cã h×nh dµng mÆt ngoµi hîp lý, h¹n chÕ ®­îc sù tËp trung øng suÊt, nhÊt lµ t¹i c¸c mÆt c¾t cã øng suÊt lín. C¸c bÒ mÆt chuyÓn tiÕp ph¶i cã gãc l­în ®ñ lín ®Ó gi¶m tËp trung øng suÊt. H¹n chÕ viÖc khoan, khoÐt lç trªn bÒ mÆt chi tiÕt còng nh­ tr¸nh lµm x©y x¸t bÒ mÆt lµm viÖc cña chi tiÕt. + T¨ng c­êng giíi h¹n mái bÒ mÆt : - BÒ mÆt chi tiÕt ph¶i ®¶m b¶o ®é bãng, ®é chÝnh x¸c hîp lý ®Ó t¨ng giíi han mái. C¸c bÒ mÆt lµm viÖc quan träng th× ®é bãng vµ ®é chÝnh x¸c ph¶i cµng cao. - Dïng c¸c biÖn ph¸p n©ng cao giíi h¹n mái nh­: m¹ Cd, Nitr« ho¸, Hy®r« ho¸ bÒ mÆt chi tiÕt. - Dïng c¸c biÖn ph¸p l¨n Ðp hoÆc phun bi cøng ho¸ bÒ mÆt ®Ó t¨ng giíi h¹n mái cña kim lo¹i. Ngoµi ra, ®Ó h¹n chÕ t¸c h¹i cña nøt g·y c¸c chi tiÕt toa xe g©y ra th× c«ng t¸c kiÓm tra rÊt quan träng. - Ngoµi vËn dông: c«ng nh©n kiÓm tra toa xe ph¶i ph¸t hiÖn kÞp thêi c¸c hiÖn t­îng h­ háng nøt g·y chi tiÕt toa xe ®Ó kh¾c phôc söa ch÷a. - Trong nhµ m¸y: ®èi víi c¸c chi tiÕt quan träng cña toa xe ph¶i ®­îc kiÓm tra dß khuyÕt tËt b»ng siªu ©m hoÆc dß tõ ®Ó ph¸t hiÖn c¸c vÕt nøt bªn trong chi tiÕt. Qua ®ã, cã biÖn ph¸p thay thÕ hoÆc söa ch÷a chi tiÕt h­ háng. 3.2. C¸c biÖp ph¸p kh¾c phôc vµ söa ch÷a c¸c h­ háng th­êng gÆp 3.2.1. BiÖn ph¸p kh¾c phôc vµ söa ch÷a khung gi¸ chuyÓn 3.2.1.1. Nøt g·y KiÓm tra b»ng m¾t lµ chñ yÕu hoÆc cã thÓ kiÓm tra b»ng siªu ©m , dß tõ tr­êng . Tuú theo vÕt nøt vµ vÞ trÝ mµ ta quyÕt ®Þnh söa ch÷a hay thay thÕ .Nguyªn t¾c chung söa ch÷a nøt lµ ®ôc v¸t mÐp vÕt nøt, khoan lç chÆn vµ hµn bï , hµn t¸p tÊm t¨ng cøng . MiÕng t¸p gia c­êng ph¶i c¨n cø vµo chiÒu dµi vÕt nøt vµ tÝnh chÊt lµm viÖc cña c¸c xµ ®Ó lùa chän h×nh d¸ng, kÝch th­íc phï hîp. ChiÒu dµy miÕng t¸p b»ng 70 -90% chiÒu dµy cña xµ. ChiÒu dµi th«ng th­êng lÊy dµi ra b»ng 2 lÇn cao - C¸c vÕt nøt cã chiÒu s©u ch­a qu¸ 2/3 chiÒu dµy th× ®ôc v¸t 60 - 700 råi hµn ®Êp. - ChiÒu s©u vÕt nøt qu¸ 2/3 chiÒu dµy th× ®ôc v¸t, hµn bï bªn nøt råi lµm t¸p bªn kh«ng nøt. - NÕu vÕt nøt thÊu hai bªn th× ®ôc v¸t thµnh ch÷ X, khoan lç chÆn vµ hµn bï. - Xµ ngang b»ng thÐp tÊm ghÐp h×nh hép hµn theo quy ®Þnh sau: TÊm m· trªn bÞ nøt mµ chiÒu dµi <1/2 chiÒu réng th× hµn ch÷a, sau ®ã ph¶i hµn t¸p, qu¸ th× ph¶i thay tÊm míi . TÊm m· d­íi bÞ nøt däc hoÆc chÐo <500, dµi <200mm th× ®ôc vÕt nøt thµnh miÖng v¸t 600-700 råi hµn ch÷a kh«ng cÇn t¸p, nÕu v­ît qu¸ ta c¾t thay hoÆc thay míi. Khi c¾t thay ph¶i c¾t chÐo 300-450. TÊm ®øng nøt dµi b»ng 1/2 chiÒu cao sau khi hµn vÕt nøt sau ph¶i t¸p. NÕu nøt v­ît qu¸ ta c¾t thay hoÆc thay míi. - Ngoµi ra vÒ mÆt kÕt cÊu ta cã thÓ s÷a ch÷a c¸c vÕt nøt t¹i vÞ trÝ nèi gi¸ kª bµn tr­ît vµ xµ ngang , g·y tai treo cña mang tr­ît trong vµ hép lß xo b»ng c¸c thay ®æi kÕt cÊu cho hîp lý h¬n. T¸ch liªn kÕt gi÷a gi¸ kª bµn tr­ît vµ xµ ngang gi¸ chuyªn lµm cho chóng kh«ng lªn kÕt víi nhau n÷a , thay kÕt cÊu ®óc liÒn cña tai treo vµ mang tr­ît trong b»ng c¸ch chÕ t¹o rêi hai bé phËn sau ®ã hµn chóng l¹i víi nhau , tai treo cã thÓ chÕ t¹o b»ng thÐp cã ®é bÓn tèt h¬n xo víi mang tr­ît trong . H×nh 3.1_ Ho¸n c¶i mang tr­ît trong 3.2.1.2. Cong vªnh - KiÓm tra : + §o ®é chÐo gãc + §o khe hë mang tr­ît theo chiÒu däc + §o khe hë mang tr­ît theo chiÒu ngang + §o ®é vu«ng gãc cña khung tr­ît + §o cù li trôc theo chiÒu däc Söa ch÷a : + NÕu khung gi¸ chuyÓn h­íng bÞ cong vªnh ch­a qu¸ 8 mm mµ kh«ng ¶nh h­ëng ®Õn khung gi÷ hép dÇu th× kh«ng ph¶i n¾n ch÷a. + NÕu cong vªnh kh«ng lín ta uèn n¾n nguéi hoÆc nãng kh«ng cÇn gi¶i phãng c¸c mèi hµn . NÕu cong vªnh lín ph¶i gi¶i phãng bít c¸c mèi hµn liªn kÕt råi míi uèn n¾n nãng. +Ph­¬ng ph¸p n¾n nãng: Dïng ngän löa hµn ®èt nãng lªn 600 - 7000C, dïng thanh kÐo vµ ®Èy kÕt hîp víi bóa gâ nhÑ. Khi ®èt nãng chó ý nh÷ng n¬i cã gãc l­în. 3.2.1.3. Söa ch÷a rØ mßn - KiÓm tra: Sau khi gâ rØ xong tiÕn hµnh ®o chiÒu dµy - Söa ch÷a: Theo h¹n ®é cho phÐp ®èi víi xµ däc vµ xµ ngang theo h×nh thøc söa ch÷a 20% ®èi víi söa ch÷a lín , 30% ®èi víi söa ch÷a võa vµ 40% ®èi víi söa ch÷a nhá mµ v­ît qu¸ th× tiÕn hµnh hµn bï NÕu c¸c xµ khung gi¸ rØ trong ph¹m vi hÑp th× hµn ®¾p ngay kh«ng cÇn ph©n vïng. NÕu rØ ph¹m vi réng ph¶i hµn ph©n vïng . 3.2.1.4. Söa ch÷a mµi mßn 1. Mang tr­ît hép dÇu - KiÓm tra: Do chiÒu dµy mang tr­ît , hép bÇu dÇu - Söa ch÷a: + NÕu chiÒu dµy tÊm chèng mßn vÉn cßn trong h¹n ®é tiÕn hµnh hµn ®¾p sau ®ã mµi ph¼ng , nÕu mßn qu¸ hµn ®é thay tÊm míi + BÒ mÆt cña hép bÇu dÇu tiÕp xóc víi tÊm ma s¸t mßn th× tiÕn hµnh hµn ®¾p vµ mµi ph¼ng + TÊm ma s¸t cã tiÕt diÖn trßn Φ 90 nhá ®­îc thay b»ng tÊm ma s¸t cã kÝch th­íc 96 x 180 ®Ó t¨ng diÖn tÝch tiÕp xóc tr¸nh tr­êng hîp khi cã lùc lín con tr­ît chäc thñng hép bÇu dÇu H×nh 3.2_ ho¸n c¶i con tr­¬t 2. Lç tai biªn treo guèc h·m - KiÓm tra: B»ng th­íc cÆp - Söa ch÷a: Theo quy tr×nh Lç tai bªn treo guèc h·m mßn lín h¬n 2 mm ph¶i doa trßn ®ãng b¹c, b¹c dµy 4 - 5 mm nh­ng ph¶i ®¶m b¶o chiÒu dÇy thµnh lç 1/2 chiÒu dµy ®­îc hµn ch÷a, lín h¬n 1/2 chiÒu dµy ph¶i thay míi. NÕu chiÒu dµy cña thµnh lç < 15 mm th× b¹c ph¶i cã chiÒu dµi lç tõ 2 - 4 mm. §Çu thß ra cña b¹c ®­îc hµn liÒn víi tai treo ®Ó chèng tôt b¹c. §­êng kÝnh cña tai ¾c ph¶i lµm to h¬n ®­êng kÝnh ngoµi cña b¹c tõ 1 - 2 mm. 3.2.2. Söa ch÷a cèi chuyÓn h­íng: +KiÓm tra : Cèi chuyÓn h­íng trªn vµ d­íi ph¶i th¸o rêi ra khái bÖ xe vµ gi¸ chuyÓn h­íng ®Ó kiÓm tra söa ch÷a. + Khi kiÓm tra söa ch÷a cèi chuyÓn h­íng ph¶i theo quy ®Þnh sau: - Cèi bÞ nøt, søt mÎ th× hµn ch÷a, vì th× thay, bÞ mßn lÖch >4mm th× hµn ch÷a vµ tiÖn l¹i ph¶i ®¶m b¶o. - §Öm chèng mßn bÞ nøt vì hoÆc bÞ mßn, chiÒu dµy kh«ng cßn ®ñ tiªu chuÈn ph¶i thay. §Öm chèng mßn b»ng thÐp bÞ nøt, vì bÞ mßn qu¸ 1/3 chiÒu dµy ph¶i thay ®Öm chèng mßn kh¸c. TÊm chèng mßn (kÓ c¶ tÊm chèng mßn cña thµnh cèi) ph¶i lµ tÊm liÒn (hoÆc hµn liÒn) vµ ph¶i phï hîp víi h×nh d¹ng cña lßng cèi. + Tr­íc khi l¾p r¸p cèi chuyÓn h­íng vµo bÖ xe ph¶i kiÓm tra theo c¸c yªu cÇu sau : - KiÓm tra ®é hë gi÷a ®­êng kÝnh cèi trªn vµ ®­êng kÝnh cèi d­íi - §é hë nhá nhÊt gi÷a 2 ®Çu bul«ng b¾t ®Õ cèi trªn vµ ®Õ cèi d­íi trªn cïng mÆt c¾t ®øng lµ 8mm. Tr­êng hîp 2 ®Çu bu l«ng so le nhau th× kho¶ng c¸ch gÇn nhÊt gi÷a 2 ®Çu bul«ng cña cèi trªn vµ cèi d­íi kh«ng nhá h¬n 12mm. - Kho¶ng c¸ch d­íi tõ ®Õ cèi trªn thµnh cèi d­íi > 5mm. KÕt luËn : Nh÷ng h­ háng cña gi¸ chuyÓn h­íng 34B trong qu¸ tr×nh vËn dông nh­ ®· nªu ë trªn th× nh÷ng h­ háng nh­ : ¨n mßn hay mµi mßn … lµ nh÷ng h­ háng kh«ng thÓ tr¸nh ®­îc trong qua tr×nh vËn dông cña gi¸ chuyÓn 34B còng nh­ c¸c gi¸ chuyÓn kh¸c ®ang ®­îc sö dông . Tuy nhiªn nh÷ng h­ háng nµy th­êng kh«ng g©y ¶nh h­ëng nhiÒu còng nh­ nguy hiÓm cho gi¸ chuyÓn h­íng trong vËn dông , nh÷ng h­ háng nµy hoµn toµn cã thÓ gi¶m nhá ®Õn møc tèi thiÓu khi ¸p dông nh÷ng biÖn ph¸p phßng tr¸nh còng nh­ kh¾c phôc nh­ ®· nªu . Nh­ ®· tÝnh to¸n ë trªn th× nh÷ng h­ háng nøt g·y cña gi¸ chuyÓn 34B chñ yÕu b¾t nguån tõ t×nh tr¹ng gi¸ chuyÓn h­íng sau mét thêi gian vËn dông th× øng suÊt t¹i nh÷ng mÆt c¾t nguy hiÓm ®· ®¹t ®Õn øng suÊt cho phÐp cña vËt liÖu chÕ t¹o gi¸ chuyÓn . Do vËy ®Ó kh¾c phôc vµ h¹n chÕ nh÷ng h­ háng nøt g·y cña gi¸ chuyÓn ta ph¶i cã biÖn ph¸p t¨ng bÒn cho gi¸ chuyÓn ( t¹i nh÷ng vÞ trÝ chÞu lùc lín nh­ gi÷a xµ ngang vµ xµ däc gi¸ chuyÓn ) . BiÖn ph¸p chñ yÕu ®Ó t¨ng bÒn cho gi¸ chuyÓn khi chÕ t¹o míi hay söa ch÷a lín gi¸ chuyÓn lµ ta t¨ng chiÒu dµy thÐp chÕ t¹o gi¸ chuyÓn nªn ®ång thêi thªm g©n t¨ng cøng t¹i nh÷ng vÞ trÝ chuyÓn tiÕp , t¹i nh÷ng vÞ trÝ hµn nèi cña gi¸ chuyÓn . Trong thùc tÕ vËn dông gi¶m träng t¶i , sö dông trªn nh÷ng tuyÕn ®­êng nh¸nh , tuyÕn cã c­êng ®é vËn chuyÓn Ýt , th­êng xuyªn khiÓm tra b¶o d­ìng , rót ng¾n chu kú söa ch÷a cña gi¸ chuyÓn . Tµi liÖu tham kh¶o 1 . KÕt cÊu vµ tÝnh to¸n toa xe…………………….Nhµ XuÊt B¶n Giao Th«ng VËn T¶i D­¬ng Hång Th¸i Lª V¨n Doanh Lª V¨n Häc 2 . Gi¸o tr×nh Söa Ch÷a Toa Xe , tËp I , II …………….Tr­êng §¹i Häc GiaoTh«ng §­êng S¾t _ §­êng Bé . NguyÔn V¨n Minh 3 . Gi¸o tr×nh C«ng NghÖ ChÕ T¹o Vµ Söa Ch÷a Toa Xe Vò Duy Léc 4 . Quy tr×nh Söa Ch÷a Lín Toa Xe Hµng ……………Bé Giao Th«ng VËn T¶i 5 . søc bÒn vËt liÖu…………………... Nhµ xuÊt b¶n Giao Th«ng VËn T¶i NguyÔn Xu©n Lùu Ph¹m V¨n §Þch TrÞnh Xu©n S¬n 6 . C¬ häc kÕt cÊu…………………….. Nhµ xuÊt b¶n Giao Th«ng VËn T¶i