NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ KHAI THÁC MÁY XÂY DỰNG
CÓ XÉT ĐẾN CÁC CHỈ TIÊU VỀ ĐỘ TIN CẬY ĐƯỢC XÁC ĐỊNH
TRONG QUÁ TRÌNH THỬ NGHIỆM
TS. THÁI HÀ PHI
Bộ môn Máy xây dựng
Khoa Cơ khí
Trường Đại học Giao thông Vận tải
Tóm tắt: Bài báo trình bày các kết quả nghiên cứu về xác định tuổi thọ và hiệu quả khai
thác của máy xây dựng có xét đến độ tin cậy của máy trong quá trình sử dụng chúng ngoài
công trường.
Summary: This article presents the research results of the determination of construction
machines’ working life and exploitation effect, in which the machines’ reliability is considered
during the operation process in the construction site.
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Nâng cao hiệu quả khai thác Máy xây dựng (MXD) là vấn đề rất cấp thiết hiện nay vì số
lượng MXD và giá trị của chúng ngày càng tăng. Do đó, xây dựng phương pháp đánh giá hiệu
quả khai thác MXD cho phù hợp với thực tiễn thi công của máy là vấn đề vừa mang tính khoa
học, vừa mang tính thực tiễn cao hiện nay. Trong vấn đề này có nội dung về mối quan hệ giữa
tuổi thọ MXD và các hiệu quả khai thác máy, hay xác định tuổi thọ hợp lý của MXD theo quan
điểm độ tin cậy đều là các nội dung cấp thiết và sẽ được đề cập trong bài báo này.
CT 2
II. XÁC ĐỊNH TỐC ĐỘ CHUYỂN ĐỘNG CỦA ĐOÀN TẦU TRONG ĐƯỜNG CONG
Hiệu quả khai thác MXD có xét đến độ tin cậy của máy trong quá trình sử dụng MXD sẽ
được tính bằng lợi nhuận thu được và được xác định tổng quát theo công thức sau:
Z = T – C (1)
Trong đó: Z - lợi nhuận thu được từ khai thác máy;
T - tổng nguồn thu được từ khai thác máy;
C - tổng nguồn chi từ khai thác máy.
a) Trong quá trình sử dụng, MXD sẽ cũ đi, do đó các nguồn thu từ MXD sẽ giảm đi, hay cụ
thể hơn khối lượng công việc cho MXD thực hiện trên 1 đơn vị thời gian sẽ càng ngày càng
giảm đi.
Theo [2÷3], trong quá trình khai thác MXD, theo thời gian, sản lượng do máy làm được
trong 1 đơn vị thời gian thường giảm từ 1,4% ÷ 4% trên năm và ta có công thức sau:
Tt = To exp (-βt,t) (2)
Trong đó: Tt - thời gian MXD hoạt động trong tình trạng kỹ thuật tốt phụ thuộc vào tuổi
thọ của máy trong năm (giờ - máy).
To - thời gian thực tế làm việc của máy mới trong năm (giờ - máy).
t - tuổi thọ của MXD
βt - hệ số đánh giá sự giảm sản lượng do máy làm ra khi tuổi thọ máy tăng lên.
Nếu gọi K1 là hệ số sẵn sàng của MXD thì ta có coi tỷ số Tt với T0 tương đương với hệ số
sẵn sàng của MXD hay ta có:
(3)
K1 tương đương với K1(t) hay K1(t) = Tt/T0
Theo (2) ta có: K1(t) = exp (-βt,t) (4)
Trong đó K1(t) sẽ có giá trị từ (K1 min, đến 1).
K1(t) = 1 khi MXD là máy mới được đưa vào sử dụng; K1min tương ứng với thời điểm
MXD do tình trạng kỹ thuật của máy xây dựng quá xấu phải thanh lý và sản lượng do máy làm
ra sẽ là nhỏ nhất.
Mặt khác ta xét đến hệ số sử dụng K2(t) (được hiểu là tỷ lệ giữa thời gian làm việc của máy
ở tình trạng kỹ thuật tốt trên tổng quỹ thời gian mà máy có… ) .
CT 2
Và K3(t) là hệ số kế hoạch (được hiểu là tỷ lệ giữa thời gian làm việc của máy, (không kể
bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa theo kế hoạch) trên tổng quỹ thời gian sử dụng theo kế hoạch
của MXD).
K2(t) = K1(t).K3(t) (5)
Kết hợp (3) với (4) và (5) ta có:
K
2(t) = K3(t) exp (-βt, t) (6)
Theo (6) hệ số K2(t) rất phức tạp về cấu trúc và phụ thuộc vào tuổi thọ t của MXD.
b) Theo thời gian, tuổi thọ của MXD sẽ tăng lên và kèm theo là các chi phí trong quá trình
khai thác máy càng tăng lên. Do đó ta có các công thức sau:
(7)
cdtd
)t()t( CCC +=
Trong đó: C(t) - chi phí khai thác theo tuổi thọ của máy.
- phần chi phí động thay đổi theo theo tuổi thọ máy (như chi phí bảo dưỡng
kỹ thuật, sửa chữa, … )
td
)t(
C
Tạp chí KHOA HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI Số 26 - 06/2009
69
cd
C phần chi phí cố định cho khai thác máy (như khấu hao, bảo hiểm, thuế… ). Theo độ
tin cậy của máy, tuổi thọ của MXD tăng lên theo thời gian và làm gia tăng , đại lượng này
được xác định theo công thức sau:
td
)t(
C
(8)
)]t,[exp(tZC z0
td
)t( β=
Trong đó: Zo - chi phí sử dụng MXD trong năm;
βz - hệ số đánh giá chi phí sử dụng MXD tăng theo tuổi thọ của máy;
βz - được tính tương tự như βt ở công thức (2).
Theo [3] ta có đồ thị sau:
L
CT 2
tuổi thọ (năm)
Tok
ợi nhuận Z
(VNĐ)
T max
10 20 30 40
-Zm 0
Zmax
Z1
Hình 1. Đồ thị biểu diễn sự biến động lợi nhuận của MXD
làm ra phụ thuộc vào tuổi thọ máy
Theo (hình 1) ta có thể xác định tuổi thọ của MXD đạt được các giá trị hợp lý ở trong
khoảng từ Tok đến Tmax.
Như trên hình vẽ, ta có thể xác định tổng lợi nhuận cho MXD làm ra với tuổi thọ 0 thì
Z = -Zm (ứng với máy mới);
Tok: Khi máy đã làm ra 1 lượng lợi nhuận bù đắp đủ giá trị của máy. Đối với Tmax khi chi
phí sử dụng và sản lượng máy làm ra là gần bằng nhau, do đó nên dừng khai thác máy trước
thời điểm này, vì nếu tiếp tục khai thác ta sẽ bị lỗ (vì chi phí khai thác sẽ lớn hơn sản lượng
máy làm ra).
Như vậy tuổi thọ hợp lý của MXD theo quan điểm độ tin cậy sẽ nằm ở khoảng Tok và Tmax.
Trong khuôn khổ của đề tài cấp Bộ mã số B2004-35-87 “Nghiên cứu thực nghiệm xây
dựng chế độ làm việc hợp lý của một số máy đầm mặt đường bê tông nhựa nhằm nâng cao chất
lượng thi công đường bộ tại Việt Nam”, nhóm nghiên cứu đã áp dụng các kết quả nghiên cứu
trên đối với máy lu rung bánh thép TĐTL và thu được tuổi thọ hợp lý của máy 13÷15 năm.
III. KẾT LUẬN
1. Hiệu quả khai thác MXD cần phải được đánh giá dưới quan điểm độ tin cậy của máy.
2. Tuổi thọ hợp lý của MXD theo quan điểm độ tin cậy của máy được xác định trong
khoảng (Tok; Tmax).
3. Đã áp dụng các kết quả nghiên cứu trên đối với lu rung trong điều kiện thi công ở Việt
Nam và tuổi thọ hợp lý của lu rung (Nhật Bản) là 13÷15 năm.
Tài liệu tham khảo
[1]. Thái Hà Phi: Ảnh hưởng của môi trường khai thác đến độ bền và tuổi thọ của thiết bị giao thông
Bài giảng cao học – Trường Đại học GTVT.
[2]. KARAKULIEV: Tổ chức bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa MXD trong điều kiện thi công ở Bắc cực.
Nhà xuất bản xây dựng 1978.
[3]. REPIN. SV: Tối ưu hóa các chỉ tiêu độ tin cậy MXD trong điều kiện khai thác. Tạp chí MXD và làm
đất số 5/2006♦
CT 2
Tạp chí KHOA HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI Số 26 - 06/2009
71