1,Phân tích lý do và dạng hỏng puli MC　

　　Vật liệu nylon MC trở thành polyamit về mặt hóa học và bao gồm các liên kết cộng hóa trị và phân tử, tức là liên kết nội phân tử bằng liên kết cộng hóa trị và liên kết giữa các phân tử bằng liên kết phân tử.Cấu trúc vật liệu này có một loạt các ưu điểm như trọng lượng nhẹ, chống mài mòn, chống ăn mòn, cách nhiệt,… Nó là một loại nhựa kỹ thuật được sử dụng rất rộng rãi [1].　

　　Ròng rọc nylon MC áp dụng cho cửa chắn của tuyến tàu điện ngầm số 2 Thiên Tân sẽ có hai dạng hư hỏng sau đây sau một thời gian: (1) mòn mép ngoài của ròng rọc;(2) khe hở giữa vòng trong của ròng rọc và ổ trục.

Nguyên nhân của hai dạng hỏng hóc trên, chúng tôi phân tích sau đây.　

　　(1) Thân cửa không đúng, và vị trí của ròng rọc sẽ không chính xác trong quá trình hoạt động, điều này sẽ làm cho mép ngoài bị mòn, và lực của mặt trong của ròng rọc và vòng bi sẽ xuất hiện theo các hướng khác nhau của ứng suất không gian.　

　　(2) rãnh không thẳng hoặc bề mặt rãnh không phẳng, gây mòn bên ngoài.　

　　(3) Khi cửa đóng mở, cửa trượt chuyển động, lâu ngày bánh xe trượt chịu tải trọng tuần hoàn dẫn đến biến dạng mỏi, bánh xe phía trong của puli bị biến dạng và sinh ra khe hở.　

　　(4) cửa ở trạng thái nghỉ, ròng rọc đã chịu trọng lượng của cửa trượt, một thời gian dài chịu tải trọng cố định, dẫn đến biến dạng leo.　

　　(5) Có sự khác biệt về độ cứng giữa ổ trục và ròng rọc, và quá trình ép đùn trong thời gian dài sẽ tạo ra biến dạng và gây ra hỏng hóc [2].　

　　Quy trình tính toán tuổi thọ ròng rọc 2 MC　

　　Ròng rọc nylon MC là một cấu trúc polyme của vật liệu kỹ thuật, trong hoạt động làm việc thực tế, bởi nhiệt độ cũng như vai trò của tải trọng, cấu trúc phân tử biến dạng không thể đảo ngược, cuối cùng dẫn đến phá hủy vật liệu [3].　

　　(1) Xét về mặt nhiệt độ: với sự thay đổi của nhiệt độ trong môi trường, mối quan hệ sau đây tồn tại giữa các đặc tính vật lý của các bộ phận thiết bị và thời gian hỏng hóc, được biểu thị dưới dạng hàm của　

　　F (P) = Kτ (1)　

　　trong đó P là giá trị đặc tính vật lý và cơ học;K là hằng số tốc độ phản ứng;τ là thời gian lão hóa.　

　　Nếu vật liệu được xác định, thì giá trị P của các thông số vật lý của vật liệu này được xác định, và các giá trị đảm bảo của độ bền kéo và uốn được đặt trên 80%, thì mối quan hệ giữa thời gian tới hạn và hằng số K là　

　　τ= F (P) / K (2)　

　　Hằng số K và nhiệt độ T thỏa mãn mối quan hệ sau.　

　　K = Ae (- E / RT) (3)　

　　trong đó E là năng lượng hoạt hóa;R là hằng số khí lý tưởng;A và e là hằng số.Lấy logarit của hai công thức trên về mặt toán học và xử lý biến dạng, chúng ta nhận được　

　　lnτ = E / (2,303RT) C (4)　

　　Trong phương trình thu được ở trên, C là một hằng số.Theo phương trình trên, người ta biết rằng có một mối quan hệ thuận chiều tương tự giữa thời gian tới hạn và nhiệt độ.Tiếp tục với sự biến dạng của phương trình trên, chúng ta thu được.　

　　lnτ= ab / T (5)　

　　Theo lý thuyết phân tích số, các hằng số a và b trong phương trình trên được xác định, và tuổi thọ tới hạn ở nhiệt độ làm việc có thể được tính toán.　

　　Tuyến tàu điện ngầm số 2 của Thiên Tân về cơ bản là một ga ngầm, do đóng vai trò của cửa chắn và vòng điều khiển, nhiệt độ tại đó ròng rọc được đặt tương đối ổn định trong cả năm, được đo bằng cách lấy giá trị trung bình là 25°tra bảng ta được a = -2.117, b = 2220, đưa t = 25° vào (5), chúng ta có thể nhận đượcτ = 25,4 năm.Lấy hệ số an toàn là 0,6, và nhận giá trị an toàn là 20,3 năm.　

　　(2) tải trọng trên phân tích tuổi thọ mỏi: dự đoán trên để xem xét nhiệt độ tính toán tuổi thọ của ròng rọc, và trong sử dụng thực tế, ròng rọc cũng sẽ chịu vai trò của tải trọng, nguyên tắc của nó là: cấu trúc phân tử polyme dưới tác động của tải trọng xen kẽ tạo ra sự tiến hóa và biến dạng không thể đảo ngược của cấu trúc phân tử, công nhân cơ khí về vai trò của chuỗi phân tử, tạo ra sự quay và biến dạng, sự hình thành của mô hình bạc và mô hình bạc dải cắt, báo trước sự mệt mỏi, với sự tích tụ của một lượng lớn số lượng tải chu kỳ xen kẽ, mô hình bạc dần dần mở rộng, tạo thành một vết nứt, và mở rộng mạnh mẽ, và cuối cùng dẫn đến sự đứt gãy của hư hỏng vật liệu.　

　　Trong tính toán tuổi thọ này, phân tích tuổi thọ được thực hiện trong các điều kiện của môi trường lý tưởng, tức là đường ray bằng phẳng và vị trí thân cửa cũng bằng phẳng.　

　　Trước hết xét ảnh hưởng của tần số tải trọng đến tuổi thọ: mỗi cánh cửa kéo có 4 ròng rọc, mỗi ròng rọc có chung 1/4 trọng lượng cửa, sau khi kiểm tra thông tin trọng lượng cửa lùa là 80kg thì trọng lượng của cửa có thể là: 80× 9,8 = 784 N.　

　　Sau đó chia trọng lực lên mỗi ròng rọc là: 784÷ 4 = 196 N.　

　　Chiều rộng của cửa lùa là 1m, tức là mỗi lần đóng mở cửa được 1m, rồi đo đường kính của ròng rọc là 0,057m, tính được chu vi của nó là: 0,057× 3,14 = 0,179m.　

　　Sau đó cửa trượt mở ra một lần thì số vòng của ròng rọc cần đi được suy ra là: 1÷ 0,179 = 5,6 lượt.　

　　Theo số liệu do Cục QLTT đưa ra, số lượt chạy trên một mặt tháng là 4032 lượt, có thể được tính từ số lượt chạy trong ngày: 4032 lượt.÷ 30 = 134.　

　　Mỗi buổi sáng nhà ga sẽ chạy thử cửa lưới khoảng 10 lần nên tổng số lần di chuyển cửa lưới trong ngày là: 134 10 = 144 lần.　

　　cửa trượt chuyển một lần, ròng rọc đi được 11,2 vòng, một ngày cửa trượt có 144 chu kỳ chuyển, vậy tổng số vòng của ròng rọc trong ngày là: 144× 5,6 = 806,4 lượt.　

　　Mỗi vòng của ròng rọc, ta phải chịu một chu kỳ của lực thì ta có tần số lực của nó là: 806,4÷ (24× 3600) = 0,0093 Hz.　

　　Sau khi kiểm tra dữ liệu, 0,0093 Hz tần số này tương ứng với số chu kỳ gần đến vô cùng, cho thấy tần số của tải rất thấp, ở đây không cần phải xem xét.　

　　(3) một lần nữa xem xét tác động của áp lực lên cuộc sống: sau khi phân tích, tiếp xúc giữa ròng rọc và đường ray cho tiếp xúc bề mặt, ước tính gần đúng diện tích của nó: 0,001,1× 0,001,1 = 1,21× 10-6m2　

　　Theo chỉ số áp suất: P = F / S = 196÷ 1,21× 10-6 = 161× 106 = 161MPa　

　　Sau khi tra bảng, số chu kỳ tương ứng với 161MPa là 0,24×106;theo chu kỳ tháng số 4032 lần thì số chu kỳ trong năm có thể thu được là: 4032×12 = 48384 lần　

　　Khi đó ta có thể lấy áp suất này ứng với tuổi thọ của ròng rọc: 0,24× 106÷ 48384 = 4,9 năm