Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Tối ưu hóa thời hạn bảo dưỡng, sửa chữa bộ phận chạy đầu máy diesel khai thác trong điều kiện Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI _______________________

VÕ TRỌNG CANG

TỐI ƯU HÓA THỜI HẠN BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA BỘ PHẬN CHẠY ĐẦU MÁY DIESEL KHAI THÁC TRONG ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, 10/2020

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI _______________________

VÕ TRỌNG CANG TỐI ƯU HÓA THỜI HẠN BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA BỘ PHẬN CHẠY ĐẦU MÁY DIESEL KHAI THÁC

TRONG ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM

Ngành: Mã số: Chuyên sâu:

Kỹ thuật cơ khí động lực 9520116 Khai thác, bảo trì đầu máy xe lửa, toa xe

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: Người hướng dẫn thứ nhất: GS.TS. Đỗ Đức Tuấn Người hướng dẫn thứ hai: PGS.TS. Đỗ Việt Dũng

HÀ NỘI, 10/2020

LỜI CAM ĐOAN

Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả.

Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận án này là trung thực, và không

sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào. Việc tham khảo

các nguồn tài liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo

đúng quy định.

Hà Nội, ngày 01 tháng 10 năm 2020

Tác giả luận án

Võ Trọng Cang

Người hướng dẫn thứ nhất: GS.TS. Đỗ Đức Tuấn

Người hướng dẫn thứ hai: PGS.TS. Đỗ Việt Dũng

TÓM TẮT LUẬN ÁN

Dựa trên lý thuyết độ tin cậy và lý thuyết tối ưu, luận án này nghiên cứu xác định

các tuổi thọ gamma phần trăm (γ %) và các thời hạn làm việc đến kỳ sửa chữa với chi

phí sửa chữa đơn vị tổng cộng tối thiểu tương ứng cho các bộ phận bị hư hỏng do

mòn của đầu máy diesel khai thác trong ngành đường sắt Việt Nam. Các chương

trình phần mềm với ngôn ngữ lập trình Matlab đã được xây dựng để thực hiện quá

trình tính toán.

Đối tượng minh họa việc áp dụng phương pháp này là một số chi tiết chính của

bộ phận chạy đầu máy diesel truyền động điện D19E sử dụng tại Xí nghiệp Đầu máy

Sài Gòn.

ABSTRACT

Based on the reliability theory and the optimization theory, the dissertation

studies the determination of gamma-percentage life ( %) and the working time until

repair with respective minimum total unit repair cost for the parts damaged by wear

of the diesel locomotives used in Vietnam Railways System. Software programs with

the Matlab programming language have been built to perform the computational

processes.

Objects that illustrate the application of this method are some primary parts on

the running gears of the diesel electric locomotives D19E used at the Saigon

Locomotive Enterprise.

iii

MỤC LỤC

Trang

Lời cam đoan ............................................................................................................... i

Tóm tắt luận án ........................................................................................................... ii

Abstract ...................................................................................................................... ii

Mục lục ...................................................................................................................... iii

Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt ...................................................................... vii

Giải thích thuật ngữ ................................................................................................. viii

Danh mục các bảng, biểu .......................................................................................... xi

Danh mục hình vẽ, đồ thị ........................................................................................ xiv

MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1

1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................................... 1

2. Mục tiêu của đề tài ........................................................................................................... 2

3. Đối tượng nghiên cứu ...................................................................................................... 2

4. Phạm vi nghiên cứu .......................................................................................................... 2

5. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................................. 2

6. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................................ 3

7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ......................................................................................... 4

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA VÀ TỐI ƯU HÓA

CHU KỲ SỬA CHỮA ĐẦU MÁY

1.1. Tổng quan về mạng lưới đường sắt Việt Nam ............................................................ 5

1.2. Tổng quan về đầu máy trong ngành đường sắt Việt Nam .......................................... 8

1.3. Khái quát về hệ thống bảo dưỡng, sửa chữa đầu máy diesel ................................... 11

1.3.1. Khái niệm chung ......................................................................................... 11

1.3.2. Một số nguyên tắc cơ bản thiết lập chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa các cụm

chi tiết chính trên đầu máy đầu máy diesel ................................................ 12

1.4. Hệ thống chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa đầu máy ....................................................... 15

1.4.1. Hệ thống chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa đầu máy ở nước ngoài ................... 15

1.4.2. Hệ thống chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa đầu máy ở Việt Nam ..................... 23

1.5. Tổng quan về tối ưu hóa chu kỳ bảo dưỡng sửa chữa phương tiện nói chung ....... 32

1.5.1. Giới thiệu chung .......................................................................................... 32

1.5.2. Chiến lược bảo dưỡng ................................................................................. 33

1.5.3. Tối ưu hoá bảo dưỡng ................................................................................. 34

1.6. Tổng quan về tối ưu hóa chu kỳ bảo dưỡng sửa chữa đầu máy ............................... 34

1.6.1. Các nghiên cứu ở nước ngoài ...................................................................... 34

1.6.2. Các nghiên cứu trong nước ......................................................................... 37

Kết luận Chương 1 ............................................................................................................. 40

CHƯƠNG 2

CƠ SỞ XÁC ĐỊNH THỜI HẠN LÀM VIỆC CỦA CÁC CHI TIẾT

TRÊN ĐẦU MÁY ĐẾN KHI HỎNG DO MÒN VÀ XÂY DỰNG

CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN

2.1. Giới thiệu tổng quát các chi tiết bộ phận chạy đầu máy diesel truyền động điện

D19E .................................................................................................................................... 41

2.1.1. Giới thiệu tổng quát về đầu đầu máy D19E ................................................ 41

2.1.2. Giới thiệu tổng quát về giá chuyển hướng đầu máy diesel truyền động

điện D19E .................................................................................................. 43

2.1.3. Kết cấu bộ trục bánh xe đầu máy D19E ...................................................... 45

2.1.4. Kết cấu động cơ điện kéo trên đầu máy D19E ............................................ 46

2.2. Các dạng hư hỏng của chi tiết trên đầu máy diesel .................................................. 51

2.2.1. Các dạng hư hỏng theo tác động của ngoại lực ........................................... 51

2.2.2. Các dạng hư hỏng theo thời gian tác động ................................................. 53

2.3. Mô hình xác định và đánh giá đặc trưng hao mòn một số chi tiết chính bộ phận

chạy đầu máy diesel truyền động điện .............................................................................. 57

2.3.1. Mô hình xác định và đánh giá đặc trưng hao mòn các chi tiết bộ trục bánh

xe đầu máy diesel ....................................................................................... 57

2.3.2. Mô hình xác định và đánh giá đặc trưng hao mòn các chi tiết gối đỡ động

cơ điện kéo ................................................................................................. 63

2.3.3. Mô hình xác định và đánh giá đặc trưng hao mòn cổ góp động cơ điện

kéo đầu máy diesel ..................................................................................... 66

2.4. Cơ sở xác định thời hạn làm việc của chi tiết hư hỏng do mòn ............................... 68

2.4.1. Khái niệm chung ......................................................................................... 68

2.4.2. Quá trình hao mòn của chi tiết xét theo quan điểm xác suất ....................... 69

2.4.3. Xác định các chỉ tiêu độ tin cậy theo thời gian hỏng do mòn ..................... 71

2.4.4. Xác định chỉ tiêu độ tin cậy theo các biểu hiện mòn................................... 72

2.5. Xây dựng chương trình tính toán xác định thời hạn làm việc của các chi tiết hư

hỏng do mòn ....................................................................................................................... 78

2.5.1. Lưu đồ thuật toán của chương trình ............................................................ 78

2.5.2. Các tính năng chính của chương trình ......................................................... 79

2.5.3. Các giao diện của chương trình ................................................................... 79

Kết luận chương 2 .............................................................................................................. 80

CHƯƠNG 3

CƠ SỞ TỐI ƯU HÓA THỜI HẠN LÀM VIỆC CỦA CÁC CHI TIẾT

TRÊN ĐẦU MÁY ĐẾN KHI HỎNG DO MÒN

VÀ XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN

3.1. Cơ sở tối ưu hóa hệ thống chu kỳ sửa chữa của các chi tiết trên đầu máy .............. 81

3.1.1. Các nguyên tắc xây dựng hệ thống bảo dưỡng sửa chữa dự phòng có kế

hoạch của đầu máy và tối ưu hóa chu kỳ sửa chữa .................................... 81

3.1.2. Thuật toán tối ưu hoá ................................................................................... 89

3.2. Xây dựng chương trình tính toán hệ thống chu kỳ sửa chữa tối ưu của bộ phận

trên đầu máy có xét tới chi phí nhỏ nhất cho sửa chữa và tuổi thọ gamma phần trăm

của chi tiết ........................................................................................................................... 97

3.2.1. Thiết lập các lưu đồ thuật toán .................................................................... 97

3.2.2. Các chức năng chính của chương trình ..................................................... 100

3.2.3. Các giao diện chính của chương trình ....................................................... 100

Kết luận Chương 3 ........................................................................................................... 101

CHƯƠNG 4

XÁC ĐỊNH THỜI HẠN LÀM VIỆC TỐI ƯU ĐẾN KHI HỎNG DO MÒN CỦA

CÁC CHI TIẾT BỘ PHẬN CHẠY ĐẦU MÁY D19E

SỬ DỤNG TẠI XÍ NGHIỆP ĐẦU MÁY SÀI GÒN

4.1. Xác định thời hạn làm việc của các chi tiết bộ phận chạy đầu máy diesel truyền

động điện hư hỏng do mòn .............................................................................................. 102

4.1.1. Vấn đề thu thập số liệu thống kê về hao mòn của các chi tiết .................. 102

4.1.2. Vấn đề xác định thời hạn làm việc gamma phần trăm của các chi tiết ..... 103

4.1.3. Xác định thời hạn làm việc của bộ trục bánh xe đầu máy D19E theo hao

mòn mặt lăn.............................................................................................. 103

4.1.4. Xác định thời hạn làm việc của bộ trục bánh xe đầu máy D19E theo hao

mòn gờ bánh............................................................................................. 109

4.1.5. Xác định thời hạn làm việc của gối đỡ động cơ điện kéo đầu máy D19E 112

4.1.6. Xác định thời hạn làm việc của động cơ điện kéo đầu máy D19E theo hao

mòn cổ góp ............................................................................................... 117

4.1.7. Tổng hợp kết quả tính toán thời hạn làm việc gamma phần trăm của các

chi tiết bộ phận chạy đầu máy D19E sử dụng tại Xí nghiệp Đầu máy Sài

Gòn ........................................................................................................... 121

4.2. Tính toán xác định chu kỳ sửa chữa tối ưu bộ phận chạy đầu máy D19E sử dụng

tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn ....................................................................................... 123

4.2.1. Số liệu tính toán ......................................................................................... 123

4.2.2 Kết quả tính toán ........................................................................................ 125

4.3. So sánh kết quả tính toán thời hạn làm việc tối ưu của các chi tiết bộ phận chạy

đầu máy D19E với chu kỳ sửa chữa hiện hành của ĐSVN .......................................... 136

Kết luận Chương 4 ........................................................................................................... 141

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................. 142

1. Kết luận ......................................................................................................................... 142

2. Kiến nghị ....................................................................................................................... 143

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN NỘI

DUNG LUẬN ÁN .................................................................................................. 144

TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 146

vii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

Kí hiệu Chữ viết đầy đủ

BDKT Bảo dưỡng kỹ thuật

BDSC Bảo dưỡng sửa chữa

BX Bánh xe

BXT Bánh xe trái

BXP Bánh xe phải

BR Phía có bánh răng

ĐCĐK Động cơ điện kéo

ĐLNN Đại lượng ngẫu nhiên

ĐSVN Đường sắt Việt Nam

GCH Giá chuyển hướng

GBX Gờ bánh xe

KBR Phía không có bánh răng

KHCN Khoa học công nghệ

MLBX Mặt lăn bánh xe

MPĐK Máy phát điện kéo

TBX Trục bánh xe

TĐĐ Truyền động điện

TĐTL Truyền động thủy lực

TUH Tối ưu hóa

P Phía phải

T Phía trái

T1, T2, T3, T4, T5, T6 Trục số 1, 2, 3, 4, 5, 6

TH Tổng hợp

viii

GIẢI THÍCH THUẬT NGỮ

Trong lĩnh vực đầu máy, toa xe của ngành đường sắt sử dụng một số thuật ngữ

chuyên ngành đặc thù sau đây.

1. Vận dụng

Đầu máy vận dụng là đầu máy đang làm nhiệm vụ kéo tàu trên tuyến, đang

chờ công việc, đang chỉnh bị và kiểm tra kỹ thuật.

Đầu máy không vận dụng là đầu máy đang nằm ở các cấp sửa chữa, đang chờ

sửa chữa, đang được điều chuyển từ nơi này đến nới khác, đang chờ thanh lý.

2. Chỉnh bị

Tập hợp các công việc: cấp nhiên liệu, vật liệu bôi trơn, nước làm mát động cơ

diesel, cát và kiểm tra kỹ thuật cho đầu máy được gọi là chỉnh bị đầu máy.

Khối lượng chỉnh bị của đầu máy: là khối lượng của bản thân đầu máy cộng

với khối lượng nhiên liệu, vật liệu bôi trơn, nước làm mát và cát đã được cấp đầy đủ

lên đầu máy.

3. Giải thể

Giải thể đầu máy hay cụm chi tiết là việc tháo rời các cụm chi tiết của đầu

máy, tháo rời các chi tiết khỏi các cụm chi tiết trước khi tiến hành sửa chữa để làm

sạch và kiểm tra trạng thái kỹ thuật của chúng phục vụ cho quá trình sửa chữa. Ở các

đơn vị sửa chữa người ta thiết lập các biên bản giải thể, trong đó ghi đầy đủ các

thông tin về tình trạng kỹ thuật của chi tiết sau khi giải thể.

4. Lắp ráp

Sau khi các chi tiết đã được sửa chữa, chúng được lắp ghép với nhau thành

cụm chi tiết, các cụm chi tiết lắp ghép với nhau tạo thành đầu máy hoàn chỉnh. Do đó

có khái niệm lắp ráp cụm chi tiết và lắp ráp tổng thể đầu máy.

5. Thanh lý

Khi đầu máy đã hết niên hạn sử dụng hoặc bị tai nạn nặng không thể phục hồi

và sửa chữa được nữa, nó sẽ không được sử dụng và bị loại bỏ. Trong ngành đường

sắt gọi là thanh lý (đầu máy thanh lý).

6. Chu kỳ sửa chữa

Là thời hạn làm việc giữa các lần sửa chữa kế tiếp ngay sau đó, có thể được đo

lường bằng giờ làm việc, thời gian tính bằng ngày, tháng, năm, bằng quãng đường

chạy tính bằng km, hoặc bằng các thông số khác. Trong luận án này chu kỳ sửa chữa

được tính bằng km chạy của đầu máy.

7. Chu trình sửa chữa (hay còn gọi là xích sửa chữa) là tập hợp các chu kỳ sửa

chữa kể từ khi bắt đầu vận dụng cho đến khi đại tu, hoặc từ lần đại tu thứ nhất đến

lần đại tu tiếp theo v.v. Chu trình sửa chữa là một chu trình khép kín.

8. Quãng đường chạy của đầu máy

Là quãng đường mà đầu máy vận hành trên tuyến đường sắt trong một khoảng

thời gian xác định nào đó: ngày đêm, tháng, quý năm v.v., được tính bằng km (hay

còn gọi là km chạy).

Quãng đường chạy giữa các lần sửa chữa là tổng quãng đường (km) mà đầu

máy vận hành được giữa hai kỳ sửa chữa kế tiếp nhau.

9. Dồn

Đầu máy dồn là loại đầu máy làm nhiệm vụ dồn dịch các toa xe hoặc đoàn tàu

trong quá trình lập tàu và giải thể đoàn tàu, hoặc dồn dịch để cắt các toa xe ra khỏi

đoàn tàu, hoặc để móc nối thêm các toa xe vào đoàn tàu.

10. Thoi

Đầu máy vận chuyển thoi là loại đầu máy làm nhiệm vụ vận chuyển trên các

cung đoạn đường ngắn, có tính chất chuyên dụng như rải đá để sửa chữa đường sắt,

vận chuyển nội bộ trên các tuyến đường chuyên dụng của các khu công nghiệp hoặc

tại các tuyến đường sắt nội bộ của khu công nghiệp với đường sắt quốc gia v.v.

11. Bộ phận chạy

Đầu máy diesel bao gồm các bộ phận và hệ thống cơ bản là: động cơ diesel,

thân xe (bệ xe, thùng xe, đầu đấm móc nối), bộ phận (hệ thống) truyền động, bộ phận

chạy (giá chuyển hướng), hệ thống điều khiển và một số hệ thống phụ khác…

Thuật ngữ bộ phận chạy là thuật ngữ thông dụng được sử dụng đối với

phương tiện đường sắt và cụ thể là đầu máy, toa xe, đoàn tàu metro v.v.

Bộ phận chạy (giá chuyển hướng) của đầu máy diesel truyền động điện bao

gồm các bộ phận cơ bản: bộ trục bánh xe và các hộp trục, động cơ điện kéo và các

gối đỡ, cơ cấu dẫn động kéo của các cặp bánh xe (các bánh răng hộp giảm tốc trục),

hệ thống treo lò xo v.v.

Bộ phận chạy (tiếng Nga: Ходовая часть; tiếng Anh: Running gear).

Giá chuyển hướng (tiếng Nga: Тележка, tiếng Anh: Bogie)

12. Thời hạn làm việc (hay tuổi thọ) gamma phần trăm

Khái niệm về “thời hạn làm việc (hay tuổi thọ) gamma phần trăm” được đề

cập trong nhiều tài liệu khác nhau về lĩnh vực Lý thuyết độ tin cậy, trong đó có các

tài liệu chính [16], [41], [94], [97] đã được trích dẫn trong luận án.

Thời hạn làm việc gamma phần trăm hay còn gọi là thời hạn làm việc không

hỏng gamma phần trăm được xác định từ biểu thức:

trong đó là hàm mật độ phân bố xác suất thời gian làm việc đến khi hỏng (hay

tuổi thọ) của đối tượng.

Như vậy, là thời hạn làm việc không hỏng (hay tuổi thọ), trong đó đối

tượng không hỏng với xác suất là gamma, tính bằng phần trăm ( ).

Chẳng hạn, tuổi thọ gamma 80% của một loại sản phẩm bằng h.

Điều đó có nghĩa là 80% sản phẩm có thời hạn làm việc (tuổi thọ) là 15.000 h, còn

20% số sản phẩm có thể bị hỏng sớm hơn. Tuổi thọ trung bình hay thời hạn làm việc

trung bình chính là tuổi thọ gamma bằng 50%.

DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU

TT Tên bảng Trang

1 Bảng 1.1. Thông số cơ bản về chiều dài tuyến đường sắt Việt Nam ..................... 8

2 Bảng 1.2. Số lượng đầu máy sử dụng trong ngành đường sắt Việt Nam ............... 9

3 Bảng 1.3. Số lượng đầu máy sử dụng tại các xí nghiệp đầu máy trong ngành

đường sắt Việt Nam ............................................................................ 10

4 Bảng 1.4. Hệ thống chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa đầu máy diesel ở Liên Xô ...... 18

5 Bảng 1.5. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D5H (Úc) ................................................... 24

6 Bảng 1.6. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D9E (Mỹ)................................................... 24

7 Bảng 1.7. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D9E (Mỹ)................................................... 24

8 Bảng 1.8. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D10H (Trung Quốc) .................................. 25

9 Bảng 1.9. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D11H (Rumani) ......................................... 25

10 Bảng 1.10. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D11H (Rumani) ....................................... 25

11 Bảng 1.11. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D12E (Séc) .............................................. 26

12 Bảng 1.12. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D13E (Ấn Độ) ......................................... 26

13 Bảng 1.13. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D13E (Ấn Độ) ......................................... 26

14 Bảng 1.14. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D14Er (Trung Quốc) ............................... 27

15 Bảng 1.15. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D18E (Bỉ) ................................................ 27

16 Bảng 1.16. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D18E (Bỉ) ................................................ 27

17 Bảng 1.17. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D19Er (Trung Quốc) ............................... 28

18 Bảng 1.18. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D20E (Đức) ............................................. 28

19 Bảng 1.19. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D20E (Đức) ............................................. 28

20 Bảng 1.20. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D19E (Trung Quốc) ................................. 29

21 Bảng 1.21. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D19E (Trung Quốc) ................................. 29

22 Bảng 1.22. Một số sự thay đổi về chu kỳ sửa chữa đầu máy do Tổng Công ty

Đường sắt Việt Nam ban hành ............................................................ 32

23 Bảng 2.1 Các thông số kỹ thuật cơ bản của đầu máy D19E ................................ 41

24 Bảng 2.2. Các thông số kỹ thuật cơ bản của giá chuyển hướng đầu máy D19E .. 44

25 Bảng 2.3. Các thông số cơ bản của ĐCĐK trên đầu máy D19E .......................... 47

xii

26 Bảng 2.4. Tổng hợp các loại hao mòn, hư hỏng của chi tiết trên đầu máy .......... 56

27 Bảng 2.5. Mô hình tổng quát xử lý số liệu thống kê xác đinh đặc trưng hao

mòn mặt lăn và gờ bánh xe đầu máy diesel ........................................ 62

28 Bảng 2.6. Mô hình tổng quát xử lý số liệu thống kê xác định đặc trưng hao

mòn (khe hở) gối đỡ ĐCĐK đầu máy diesel ...................................... 64

29 Bảng 2.7. Mô hình tổng quát xử lý số liệu thống kê xác định đặc trưng hao

mòn cổ góp động cơ điện kéo đầu máy diesel .................................... 67

30 Bảng 2.8. Xác suất hỏng của các dạng biểu hiện mòn khác nhau ........................ 76

31 Bảng 4.1. Tổng hợp kết quả tính toán thời hạn làm việc gamma phần trăm

theo hao mòn mặt lăn bánh xe đầu máy D19E ................................. 109

32 Bảng 4.2. Kết quả tổng hợp tính toán thời hạn làm việc gamma phần trăm

theo hao mòn gờ bánh đầu máy D19E .............................................. 112

33 Bảng 4.3. Tổng hợp kết quả tính toán thời hạn làm việc gamma phần trăm

theo hao mòn gối đỡ ĐCĐK đầu máy D19E .................................... 117

34 Bảng 4.4. Kết quả tổng hợp tính toán hạn làm việc gamma phần trăm theo

hao mòn cổ góp ĐCĐK đầu máy D19E ............................................ 121

35 Bảng 4.5. Kết quả tổng hợp tính toán thời hạn làm việc gamma phần trăm của

các chi tiết bộ phận chạy đầu máy D19E sử dụng tại Xí nghiệp Đầu

máy Sài Gòn ....................................................................................... 122

36 Bảng 4.6. Đơn giá một số phụ tùng vật tư đầu máy D19E ................................. 123

37 Bảng 4.7. Đơn giá nhân công sửa chữa một số bộ phận trên đầu máy D19E .... 124

38 Bảng 4.8. Thời hạn làm việc gamma 90 phần trăm và chi phí sửa chữa của

các chi tiết bộ phận chạy đầu máy D19E tại Xí nghiệp Đầu máy

Sài Gòn ............................................................................................. 124

39 Bảng 4.9. Tổng hợp kết quả tính toán chu kỳ sửa chữa tối ưu các chi tiết bộ

phận chạy đầu máy D19E theo chi phí sửa chữa tối thiểu với các

thời hạn làm việc gamma phần trăm khác nhau ................................ 131

40 Bảng 4.10. So sánh các thời hạn làm việc gamma phần trăm và các chu kỳ sửa

chữa tối ưu xác định theo các thời hạn làm việc gamma phần trăm

xiii

khác nhau của các chi tiết bộ phận chạy đầu máy D19E sử dụng tại

Xí nghiệp đầu máy Sài Gòn với chu kỳ sửa chữa trong Quy trình

của ĐSVN ......................................................................................... 137

41 Bảng 4.11. So sánh thời hạn làm việc tối ưu xác định theo các tuổi thọ gamma

phần trăm khác nhau của các chi tiết bộ phận chạy đầu máy D19E

sử dụng tại Xí nghiệp đầu máy Sài Gòn với chu kỳ sửa chữa trong

Quy trình của ĐSVN ......................................................................... 139

42 Bảng 4.12. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D19E (Trung Quốc) ............................... 140

xiv

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

TT Tên hình Trang

1 Hình 1.1a. Sơ đồ tổng thể mạng lưới đường sắt Việt Nam .................................... 6

2 Hình 1.1b Sơ đồ tổng thể mạng lưới đường sắt Việt Nam ..................................... 7

3 Hình 1.2. Hệ thống chu kỳ sửa chữa đầu máy diesel kéo tàu hàng của các

Hãng General Motors (a), Alco và General Electric (b) ở Mỹ ............. 16

4 Hình 1.3. Hệ thống chu kỳ sửa chữa đầu máy điện trên đường sắt Anh .............. 16

5 Hình 1.4. Hệ thống chu kỳ sửa chữa đầu máy của Cộng hoà Liên bang Đức ...... 17

6 Hình 1.5. Hệ thống chu kỳ sửa chữa đoàn tàu điện cao tốc trên đường sắt Nhật

Bản......................................................................................................... 18

7 Hình 1.6. Hệ thống chu kỳ sửa chữa của các đầu máy điện một chiều (a) và

xoay chiều (b) (theo Công lệnh 28TC) ................................................. 19

8 Hình 1.7. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D19E (Trung Quốc) ................................... 29

9 Hình 1.8. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D19E (Trung Quốc) ................................... 30

10 Hình 2.1. Kết cấu tổng thể đầu máy D19E ........................................................... 41

11 Hình 2.2. Kết cấu giá chuyển hướng D19E .......................................................... 43

12 Hình 2.3. Kết cấu bộ trục bánh xe đầu máy D19E ............................................... 45

13 Hình 2.4. Bộ trục bánh xe đầu máy D19E ............................................................ 46

14 Hình 2.5. Biên dạng mặt lăn bánh xe đầu máy D19E .......................................... 46

15 Hình 2.6. Kết cấu tổng thể cụm động cơ điện kéo-bộ trục bánh xe ..................... 47

16 trên đầu máy diesel truyền động điện ................................................................... 47

17 Hình 2.7. Sơ đồ bố trí ĐCĐK và hệ thống bánh răng truyền động trên trục

bánh xe của giá chuyển hướng đầu máy D19E ..................................... 48

18 Hình 2.8. Kết cấu tổng thể động cơ điện kéo đầu máy D19E .............................. 49

19 Hình 2.9. Mặt cắt ngang động cơ điện kéo đầu máy D19E .................................. 49

20 Hình 2.10. Kết cấu tổng thể roto động cơ điện kéo đầu máy D19E ..................... 50

21 Hình 2.11. Kết cấu bạc gối đỡ động cơ điện kéo đầu máy D19E ........................ 50

22 Hình 2.12. Hình ảnh ĐCĐK ZQDR 310 và bạc gối đỡ ....................................... 51

23 Hình 2.13. Hao mòn mặt lăn và gờ bánh xe ......................................................... 58

24 Hình 2.14. Mòn đùn lợi bánh xe ........................................................................... 59

25 Hình 2.15. Biên dạng mòn mặt lăn và gờ bánh xe đầu máy ................................. 60

26 Hình 2.16. Quá trình hao mòn ngẫu nhiên và các hàm mật độ phân bố

............................................................................................. 70

27 Hình 2.17. Lưu đồ thuật toán chương trình tính toán xác định thời hạn làm

việc của các phần tử cơ khí có hư hỏng do mòn ................................... 78

28 Hình 3.1a. Lưu đồ thuật toán tối ưu hoá cấu trúc của chu trình sửa chữa bộ

phận theo tuổi thọ gamma-phần trăm của chi tiết ứng với một giá trị

quãng đường chạy L1 cho trước ............................................................ 98

29 Hình 3.1b. Lưu đồ thuật toán hiệu chỉnh cấu trúc tối ưu của chu trình sửa chữa

bộ phận theo tuổi thọ gamma - phần trăm của chi tiết .......................... 99

30 Hình 4.1. Giao diện thiết lập hàm mật độ phân bố cường độ hao mòn

MLBX đầu máy D19E trục số 1 phía BR với việc hiển thị các tham

số đặc trưng hao mòn .......................................................................... 104

31 Hình 4.2. Giao diện thiết lập hàm mật độ phân bố cường độ hao mòn

MLBX đầu máy D19E trục số 1 tổng hợp cho cả hai phía BR và

KBR với việc hiển thị các tham số đặc trưng hao mòn ...................... 105

32 Hình 4.3. Giao diện thiết lập hàm mật độ phân bố cường độ hao mòn

MLBX đầu máy D19E tổng hợp cho 6 trục với việc hiển thị các

tham số đặc trưng hao mòn ................................................................. 105

33 Hình 4.4. Tổng hợp kết quả xác định các đặc trưng cường độ hao mòn mặt lăn

bánh xe đầu máy D19E tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn .................... 106

34 Hình 4.5. Biểu đồ phân bố giá trị kỳ vọng toán cường độ hao mòn mặt lăn bánh

xe đầu máy D19E tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn (mm/105 km) .......... 107

35 Hình 4.6. Giao diện xác định thời hạn làm việc gamma 50%, 75%, 80%, 85%

và 90% của bộ trục bánh xe theo hao mòn MLBX đầu máy D19E

tổng hợp cho cả 6 trục với độ mòn giới hạn = 7 mm .................... 108

xvi

36 Hình 4.7. Giao diện xác định thời hạn làm việc gama 50%, 75%, 80%, 85%

và 90% của bộ trục bánh xe theo hao mòn MLBX đầu máy D19E

tổng hợp cho cả 6 trục với dự trữ hao mòn giới hạn = 70 mm...... 108

37 Hình 4.8. Tổng hợp kết quả xác định cường độ hao mòn gờ bánh xe đầu máy

D19E tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn ................................................ 110

38 Hình 4.9. Biểu đồ phân bố giá trị kỳ vọng toán cường độ hao mòn gờ bánh xe

đầu máy D19E tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn (mm/105 km) ........... 111

39 Hình 4.10. Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50%, 75%,

80%, 85% và 90% bằng trình đơn công cụ theo hao mòn GBX đầu

máy D19E tổng hợp cho cả 6 trục với độ mòn giới hạn = 12 mm 111

40 Hình 4.11. Tổng hợp kết quả xác định cường độ gia tăng khe hở gối đỡ

ĐCĐK đầu máy D19E tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn ..................... 113

41 Hình 4.12. Biểu đồ phân bố giá trị kỳ vọng toán cường độ gia tăng khe hở gối đỡ

ĐCĐK đầu máy D19E tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn (mm/105 km) .. 114

42 Hình 4.13. Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50%, 75%, 80%,

85% và 90% bằng trình đơn công cụ theo khe hở gối đỡ ĐCĐK đầu máy

D19E tổng hợp cho cả 6 trục với khe hở giới hạn = 0,5 mm và độ

gia tăng khe hở giới hạn = 0,2 mm ................................................. 115

43 Hình 4.14. Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50%, 75%, 80%,

85% và 90% bằng trình đơn công cụ theo khe hở gối đỡ ĐCĐK đầu máy

D19E tổng hợp cho cả 6 trục với khe hở giới hạn = 0,75 mm và độ

gia tăng khe hở giới hạn = 0,45 mm ............................................... 115

44 Hình 4.15. Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50%, 75%, 80%,

85% và 90% bằng trình đơn công cụ theo khe hở gối đỡ ĐCĐK đầu máy

D19E tổng hợp cho cả 6 trục với khe hở giới hạn = 1,0 mm và độ

gia tăng khe hở giới hạn = 0,7 mm. ............................................. 116

45 Hình 4.16. Tổng hợp kết quả xử lý cường độ hao mòn cổ góp ĐCĐK đầu máy

D19E tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn (mm/105 km) .......................... 118

xvii

46 Hình 4.17. Biểu đồ phân bố giá trị kỳ vọng toán cường độ hao mòn cổ góp

ĐCĐK đầu máy D19E tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn (mm/105 km)119

47 Hình 4.18. Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50%, 75%,

80%, 85% và 90% bằng trình đơn công cụ theo hao mòn cổ góp

ĐCĐK đầu máy D19E tổng hợp cho cả 6 trục với độ mòn giới hạn

= 0,5 mm. .................................................................................... 120

48 Hình 4.19. Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50%, 75%,

80%, 85% và 90% bằng trình đơn công cụ theo hao mòn cổ góp

ĐCĐK đầu máy D19E tổng hợp cho cả 6 trục với lượng dự trữ hao

mòn = 3,5 mm. ........................................................................... 120

49 Hình 4.20. Giao diện hiển thị số liệu ban đầu của các chi tiết bộ phận chạy

đầu máy D19E ..................................................................................... 125

50 Hình 4.21. Giao diện tính toán các chiến lược sửa chữa các chi tiết bộ phận

chạy đầu máy D19E ở quãng đường chạy = 67.000 km ................. 126

51 Hình 4.22. Giao diện biểu đồ các chiến lược sửa chữa có thể của các chi tiết

bộ phận chạy đầu máy D19E ở quãng đường chạy = 67.000 km .. 126

52 Hình 4.23. Giao diện biểu đồ cấu trúc chu kỳ sửa chữa tối ưu của các chi tiết

bộ phận chạy đầu máy D19E ở quãng đường chạy L1 = 67.000 km .. 127

53 Hình 4.24. Giao diện tính toán hiệu chỉnh cấu trúc chu kỳ sửa chữa tối ưu các

chi tiết bộ phận chạy đầu máy D19E .................................................. 127

54 Hình 4.25. Giao diện vẽ đồ thị mối quan hệ giữa các chi phí đơn vị tổng cộng đơn

vị cho việc phục hồi các chi tiết bộ phận chạy với quãng đường chạy của

đầu máy D19E ...................................................................................... 128

55 Hình 4.26. Giao diện biểu đồ cấu trúc chu kỳ sửa chữa tối ưu các chi tiết bộ

phận chạy đầu máy D19E ở quãng đường chạy L1 = 67.000 km ....... 128

56 Hình 4.27. Các giao diện xác định chi phí sửa chữa tối thiểu (a) và chu kỳ sửa

chữa tối ưu (b) theo thời hạn làm việc gama 50% của các chi tiết ..... 129

57 Hình 4.28. Các giao diện xác định chi phí sửa chữa tối thiểu (a) và chu kỳ sửa

chữa tối ưu (b) theo thời hạn làm việc gama 75% của các chi tiết ..... 129

xviii

58 Hình 4.29. Các giao diện xác định chi phí sửa chữa tối thiểu (a) và chu kỳ sửa

chữa tối ưu (b) theo thời hạn làm việc gama 80% của các chi tiết ..... 130

59 Hình 4.30. Các giao diện xác định chi phí sửa chữa tối thiểu (a) và chu kỳ sửa

chữa tối ưu (b) theo thời hạn làm việc gama 85% của các chi tiết ..... 130

60 Hình 4.31. Các giao diện xác định chi phí sửa chữa tối thiểu (a) và chu kỳ sửa

chữa tối ưu (b) theo thời hạn làm việc gama 90% của các chi tiết ..... 130

61 Hình 4.32. Chu kỳ sửa chữa tối ưu các chi tiết bộ phận chạy đầu máy D19E

sử dụng tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn được xác định với thời hạn

làm việc gamma 50% .......................................................................... 132

62 Hình 4.33. Chu kỳ sửa chữa tối ưu các chi tiết bộ phận chạy đầu máy D19E

sử dụng tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn được xác định với thời hạn

làm việc gamma 75% .......................................................................... 132

63 Hình 4.34. Chu kỳ sửa chữa tối ưu các chi tiết bộ phận chạy đầu máy D19E

sử dụng tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn được xác định với thời hạn

làm việc gamma 80% .......................................................................... 133

64 Hình 4.35. Chu kỳ sửa chữa tối ưu các chi tiết bộ phận chạy đầu máy D19E

sử dụng tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn được xác định với thời hạn

làm việc gamma 85% .......................................................................... 134

65 Hình 4.36. Chu kỳ sửa chữa tối ưu các chi tiết bộ phận chạy đầu máy D19E

sử dụng tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn được xác định với thời hạn

làm việc gamma 90% .......................................................................... 134

66 Hình 4.37. Chu kỳ sửa chữa tối ưu các chi tiết bộ phận chạy đầu máy D19E

sử dụng tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn được xác định với thời hạn

làm việc gamma 75% .......................................................................... 139

67 Hình 4.38. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D19E (Trung Quốc) ............................... 140

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay ngành đường sắt Việt Nam đang sử dụng 282 đầu máy diesel gồm 13

chủng loại với dải công suất từ 500 đến 2.000 mã lực, có xuất xứ từ 9 quốc gia khác

nhau. Trong tổng số đầu máy nói trên có 80 đầu máy D19E do Trung Quốc sản xuất.

Đây là loại đầu máy diesel truyền động điện, công suất 1.900 mã lực được sử dụng

trong ngành đường sắt Việt Nam từ đầu những năm 2002. Đây là loại đầu máy có số

lượng lớn nhất và đang là nguồn sức kéo chủ lực của ngành đường sắt Việt Nam.

Khi cung cấp đầu máy cho Việt Nam các nhà sản xuất đều bàn giao toàn bộ

hồ sơ kỹ thuật, trong đó có quy trình bảo dưỡng, sửa chữa và trong quy trình này có

quy định về hệ thống chu kỳ bảo dưỡng sửa chữa đầu máy. Đầu máy nhập từ nước

ngoài, khi sử dụng ở Việt Nam sẽ chịu tác động của các điều kiện khai thác cụ thể

như khí hậu, thời tiết, chất lượng cơ sở hạ tầng đường sắt như trắc dọc tuyến, độ

dốc, đường cong bán kính nhỏ v.v... Tất cả những yếu tố này ảnh hưởng đến chất

lượng vận hành của đầu máy, ảnh hưởng tới quá trình hao mòn và hư hỏng của các

chi tiết, dẫn đến thời hạn làm việc của đầu máy đến khi đưa vào các cấp bảo dưỡng,

sửa chữa sẽ có những khác biệt so với quy định của nhà sản xuất. Vì vậy, về mặt lý

thuyết cũng như thực tiễn, các chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa cần được hiệu chỉnh một

cách định kỳ cho phù hợp với điều kiện khai thác cụ thể nhằm đảm bảo độ tin cậy

vận hành và hiệu quả khai thác của đầu máy. Trong nhiều năm qua, ngành đường

sắt Việt Nam cũng đã định kỳ điều chỉnh các quy trình bảo dưỡng, chữa trong đó có

các hệ thống chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa. Tuy nhiên, các điều chỉnh này hầu như

không có thay đổi một cách cơ bản, mới chỉ dựa vào kinh nghiệm sử dụng thuần

túy, chưa xuất phát từ những nghiên cứu chuyên sâu và có cơ sơ khoa học vững

chắc. Trên thực tế, việc nghiên cứu hoàn thiện chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa đầu máy

sử dụng ở Việt Nam cho đến nay vẫn chưa được quan tâm một cách đúng mức và

chưa được tiến hành một cách bài bản.

Vì vậy, việc hoàn thiện hệ thống chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa đầu máy sử

dụng trong ngành đường sắt Việt Nam nói chung và đầu máy D19E nói riêng, có

xét tới các yếu tố kỹ thuật trong quá trình khai thác và sau đó có xét tới các chi phí

về bảo dưỡng sửa chữa là vấn đề có ý nghĩa khoa học, thực tiễn, phù hợp với xu

hướng của thế giới, và là vấn đề còn mới mẻ ở Việt Nam.

2. Mục tiêu của đề tài

Ứng dụng lý thuyết độ tin cậy và lý thuyết tối ưu hóa nhằm xác định và tối

ưu hóa chu kỳ sửa chữa cho các chi tiết bộ phận chạy đầu máy diesel truyền động

điện sử dụng trong ngành đường sắt Việt Nam có xét tới tuổi thọ gamma phần trăm

của các chi tiết và chí phí sửa chữa có kế hoạch.

3. Đối tượng nghiên cứu

Đầu máy diesel truyền động điện sử dụng trong ngành đường sắt Việt Nam.

Đây là loại đầu máy có tính năng ưu việt hơn so với đầu máy diesel TĐTL, có số

lượng đầu máy đang vận dụng chiếm tỷ lệ 80,31% (208/259), với tổng công suất

chiếm 86,74% (325.700/375.500 mã lực), đang là nguồn sức kéo chủ lực của đường

sắt Việt Nam.

4. Phạm vi nghiên cứu

Các chi tiết bộ phận chạy (bộ phận chuyển động), là bộ phận quan trọng

trên đầu máy, liên quan trực tiếp đến quá trình vận hành và an toàn chạy tàu, đồng

thời đối tượng có ảnh hưởng quyết định đến việc đưa đầu máy vào sửa chữa.

Nội dung nghiên cứu được áp dụng cụ thể cho bộ phận chạy đầu máy D19E

do Trung Quốc sản xuất, có công suất lớn, tương đối hiện đại, được đưa vào sử

dụng gần đây nhất, có số lượng lớn nhất trong tổng số đầu máy diesel TĐĐ đang

vận dụng chiếm 30,89% về mặt số lượng (80/259), và 46,67% về tổng công suất

(152.000/325.700 mã lực). Trong thời gian sắp tới ngành đường sắt Việt Nam tiến

hành chế tạo và lắp ráp từ 50 đến 100 đầu máy nữa, lúc đó nó sẽ thực sự là nguồn

sức kéo chủ lực của đường sắt Việt Nam.

5. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu lý thuyết về độ tin cậy và tối ưu hóa, thiết lập các thuật toán và

xây dựng các chương trình tính toán tương ứng.

Nghiên cứu các quy trình sửa chữa, các phương pháp sửa chữa chi tiết đầu

máy áp dụng hiện hành trong ngành ĐSVN.

Khảo sát và thu thập số liệu thống kê về hao mòn, hư hỏng của các chi tiết

trong quá trình sử dụng làm cơ sở cho việc xác định chu kỳ bảo dưỡng sửa chữa tối

ưu cho các đối tượng được nghiên cứu.

6. Nội dung nghiên cứu

1. Nghiên cứu các công trình khoa học ở ngoài nước và trong nước về lĩnh

vực tối ưu hóa bảo dưỡng phương tiện nói chung, về lĩnh vực thiết lập chu kỳ sửa

chữa và tối ưu hóa chu kỳ sửa chữa các bộ phận trên đầu máy nói riêng, từ đó lựa

chọn phương pháp phù hợp và khả thi cho việc ứng dụng vào điều kiện cụ thể của

đường sắt Việt Nam.

2. Nghiên cứu lý thuyết cơ sở xác định thời hạn làm việc của các chi tiết trên

đầu máy hư hỏng do mòn và xây dựng chương trình tính toán.

3. Nghiên cứu lý thuyết cơ sở tối ưu hóa hệ thống chu kỳ sửa chữa của bộ

phận trên đầu máy có xét tới tuổi thọ gamma phần trăm và chi phí sửa chữa có kế

hoạch và xây dựng chương trình tính toán.

4. Nghiên cứu các quy trình sửa chữa, các phương pháp sửa chữa chi tiết đầu

máy áp dụng hiện hành trong ngành ĐSVN.

5. Thu thập số liệu thống kê về hao mòn và chi phí sửa chữa của các chi tiết

bộ phận chạy đầu máy diesel truyền động điện D19E sử dụng tại Xí nghiệp Đầu

máy Sài Gòn thuộc Tổng công ty Đường sắt Việt Nam.

6. Từ số liệu thống kê về hao mòn, tiến hành xác định các đặc trưng hao mòn

và thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma phần trăm của các chi tiết bằng chương trình

đã xây dựng.

7. Từ số liệu về chi phí sửa chữa và tuổi thọ gamma phần trăm, bằng chương

trình đã xây dựng, tiến hành xác chu kỳ sửa chữa tối ưu các chi tiết bộ phân chạy

đầu máy diesel truyền động điện D19E sử dụng tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn

theo tuổi thọ gamma phần trăm của các chi tiết và tỷ lệ chi phí sửa tối thiểu chữa có

kế hoạch.

7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

- Ý nghĩa khoa học

1. Từ các nghiên cứu trong và ngoài nước rất đa dạng và phong phú trong

lĩnh vực tối ưu hóa bảo dưỡng nói chung, tối ưu hóa chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa

đầu máy nói riêng, đã lựa chọn được phương pháp khả dĩ để ứng dụng vào thực tế

của ngành đường sắt Việt Nam hiện nay, đó là tối ưu hóa chu kỳ sửa chữa theo tuổi

thọ gamma phần trăm của chi tiết và chí phí sửa chữa có kế hoạch.

2. Đã ứng dụng có kết quả lý thuyết độ tin cậy, lý thuyết tối ưu hóa, sử dụng

ngôn ngữ lập trình Matlab để xây dựng các chương trình tính toán tuổi thọ gamma

phần trăm của chi tiết hư hỏng do mòn và thiết lập hệ thống chu kỳ sửa chữa tối ưu

của các chi tiết, bộ phận trên đầu máy, có xét tới tuổi thọ gamma phần trăm và các

chi phí cho sửa chữa có kế hoạch.

3. Các chương trình tính toán là các chương trình tổng hợp, không chỉ sử

dụng cho các đối tượng đầu máy, toa xe nói riêng mà còn có thể sử dụng cho các

đối tượng cơ khí khác nói chung, được đóng gói thành phần mềm hoàn chỉnh và có

khả năng thương mại hóa.

- Ý nghĩa thực tiễn

1. Các kết quả tính toán là cơ sở tham khảo cho các nhà quản lý và sử dụng

phương tiện có thể lựa chọn phương án phù hợp với điều kiện thực tế, hài hòa giữa việc

đảm bảo độ tin cậy trong quá trình khai thác và chi phí đơn vị tối thiểu cho sửa chữa.

2. Kết quả nghiên cứu của luận án là tiền đề mở ra khả năng cho các

nghiên cứu tiếp theo nhằm ứng dụng vào thực tế của ngành đường sắt Việt Nam

đang dần được phục hưng và hệ thống đường sắt đô thị đang được phát triển

mạnh mẽ, có tác dụng khích lệ các nhà quản lý, các nhà khoa học tiếp tục tạo

điều kiện để có những nghiên cứu sâu sắc hơn, toàn diện hơn về vấn đề này.

3. Kết quả nghiên cứu cũng là tài liệu tham khảo hữu ích cho công tác

đào tạo trong nhà trường nói riêng và công tác nghiên cứu khoa học nói chung.

Ngoài ra, kết quả nghiên cứu còn là cơ sở tham khảo cho việc biên soạn quy

trình, tiêu chuẩn, quy chuẩn về bảo dưỡng sửa chữa đầu máy nói chung và đầu

máy D19E nói riêng trong ngành đường sắt Việt Nam.

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA

VÀ TỐI ƯU HÓA CHU KỲ SỬA CHỮA ĐẦU MÁY

1.1. Tổng quan về mạng lưới đường sắt Việt Nam

Hiện nay mạng lưới vận tải đường sắt Việt Nam có các tuyến cơ bản sau đây [55]:

1. Tuyến Hà Nội - Lào Cai: 296 km, khổ đường 1.000 mm

2. Tuyến Hà Nội- Quán Triều: 75 km đường lồng khổ 1.000 mm và 1.435 mm

(Trên thực tế đây là tuyến Gia Lâm - Yên Viên - Đông Anh - Lưu Xá- Quán

Triều: 75 km đường lồng khổ 1.000 mm và 1.435 mm)

3. Tuyến Hà Nội - Đồng Đăng: 163 km đường lồng khổ 1.000 mm và 1.435 mm

(Trên thực tế đây là tuyến Gia Lâm - Yên Viên - Kép - Đồng Đăng: 163 km

đường lồng khổ 1.000 mm và 1.435 mm)

4. Tuyến Hà Nội - Hải Phòng: 102 km, khổ đường 1.000 mm

5. Tuyến Hà Nội - Sài Gòn: 1726 km, khổ đường 1.000 mm

Ngoài ra còn một số tuyến nhánh như sau:

6. Tuyến Bắc Hồng - Văn Điển: 40 km khổ đường 1.000 mm

7. Tuyến Yên Viên - Kép - Hạ Long: 175 km, khổ đường 1.000 mm và 1.435 mm

8. Tuyến Lưu Xá - Kép - Hạ Long: 136 km, khổ đường 1.435 mm

Sơ đồ tổng thể mạng lưới đường sắt Việt Nam được thể hiện trên hình 1.1a-

1.1b [55].

Hình 1.1a. Sơ đồ tổng thể mạng lưới đường sắt Việt Nam

Hình 1.1b Sơ đồ tổng thể mạng lưới đường sắt Việt Nam

Thông số cơ bản về chiều dài tuyến đường sắt Việt Nam thể hiện trong

bảng 1.1 [55].

Bảng 1.1. Thông số cơ bản về chiều dài tuyến đường sắt Việt Nam

TT Khổ đường Tổng thể Đường chính Đường ga, nhánh

1 Đường 1.000 mm, km 2.632,248 2.261,06 371,188

2 Đường lồng (1.000 mm 292,183 219,66 72,523

và 1.435 mm), km

3 Đường 1.435 mm, km 222,206 188,988 33,218

4 Tổng cộng, km 3.146,638 2.669,708 476,93

Mật độ của mạng lưới đường sắt Việt Nam nói chung so với dân số và diện

tích lãnh thổ đều rất thấp: 35,135m/1.000 dân và 0,008125 km/km2 lãnh thổ.

1.2. Tổng quan về đầu máy trong ngành đường sắt Việt Nam

Hiện nay ngành đường sắt Việt Nam đang quản lý và sử dụng tổng cộng 282

đầu máy diesel với 13 chủng loại được nhập từ 9 quốc gia khác nhau như Liên Xô

trước đây (D4H), Australia (D5H), Mỹ (D9E), Rumani (D11H), Cộng hoà Séc

(Tiệp Khắc trước đây) (D12E), Ấn Độ (D13E), Vương quốc Bỉ (D18E), Trung

Quốc (D10H, D14E, D19Er và D19E), Cộng hoà Liên bang Đức (D20E), và do vậy

chúng khá đa dạng về kết cấu, kiểu loại truyền động và dải công suất. Các loại đầu

máy nói trên bao gồm hai loại truyền động: truyền động thuỷ lực (D4H, D5H,

D10H và D11H) và truyền động điện (D9E, D12E, D13E, D14E, D18E, D19E và

D20E). Xét về dải công suất có thể phân thành hai nhóm: đầu máy công suất nhỏ

(với Ne < 900 ML) gồm D4H và D5H, và đầu máy công suất lớn (với Ne  900

ML) gồm D9E, D10H, D11H, D12E, D13E, D14E, D18E, D19E và D20E. Các đầu

máy đang vận dụng có dải công suất từ 500 đến 2.000 mã lực, với tổng công suất

khoảng 400.000 mã lực, tốc độ cấu tạo không vượt quá 120 km/h [55].

Số lượng đầu máy đang sử dụng trong ngành đường sắt Việt Nam hiện nay

được thể hiện trong bảng 1.2.

Các đầu máy được sử dụng tại năm cơ sở kỹ thuật nghiệp vụ đầu máy, bao

gồm: 1. Chi nhánh Xí nghiệp Đầu máy Yên Viên; 2. Chi nhánh Xí nghiệp Đầu máy

Hà Nội; 3. Chi nhánh Xí nghiệp Đầu máy Vinh; 4. Chi nhánh Xí nghiệp Đầu máy

Đà Nẵng; 5. Chi nhánh Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn.

Số lượng đầu máy sử dụng tại các xí nghiệp đầu máy trong ngành đường sắt

Việt Nam và được thể hiện trong bảng 1.3.

Tình trạng

Đang vận dụng

Loại đầu máy

Tổng số

T T

Công suất, mã lực

Nước sản xuất/Năm sản xuất

Tổng công suất, mã lực

Dừng vận dụng

Số lượng

Tổng công suất, mã lực

Bảng 1.2. Số lượng đầu máy sử dụng trong ngành đường sắt Việt Nam

Khổ

I

1.000 mm

D4H

400

1.200

Liên Xô/1976

D5H

500

5.500

Australia/1962

3.000

D8E

800

1.600

Trung Quốc-

Việt Nam/2000

D9E

900

27.900

Mỹ/1963

27.000

D10H

1.000

30.000 Trung Quốc/ 1978

27.000

D11H

1.100

23.100

Rumani/1978

19.800

D12E

1.200

45.600

CH Sec/1985

40.800

D13E

1.300

31.200 Ấn Độ/1984, 2002

28.600

D18E

1.800

28.800

Bỉ/2007

28.800

D19E

1.900

152.000

Trung Quốc/

152.000

2001, 2007, 2011

32.000

D20E

2.000

32.000

Đức/2007

Tổng

23

359.000

249

272

378.900 II

Khổ

1.435 mm

D14Er

7.000

1.400

7.000

Trung Quốc

D19Er

7.000

1.900

9.500

Trung Quốc

Tổng

0

16.500

10

16.500

259 Tổng cộng

282

395.400

375.500

23

(Nguồn: Ban Đầu máy-Toa xe, Tổng Công ty Đường sắt Việt Nam,

cập nhật ngày 01 tháng 10 năm 2020)

Bảng 1.3. Số lượng đầu máy sử dụng tại các xí nghiệp đầu máy

Tình trạng

Loại

Công suất,

Đang vận dụng

Tổng số

Xí nghiệp đầu máy

đầu máy

mã lực

Tổng công suất, mã lực

Dừng vận dụng

Số lượng

Tổng công suất, mã lực

D4H

400

D8E

800

1.600

Hà Nội

D12E

1.200

26.400

24.000

D19E

1.900

57.000

trong ngành đường sắt Việt Nam

Tổng

55

85.400

50

81.000

5

D5H

500

5.500

3.000

D9E

900

7.200

6.300

D10H

1.000

30.000

27.000

Yên Viên

D12E

1.200

10.800

9.600

D19E

1.900

15.200

D14Er

1.400

7.000

D19Er

1.900

9.500

Tổng

76

85.200

77.600

10

66

D4H

400

800

D9E

900

9.900

Vinh

D13E

1.300

13.000

11.700

D18E

1.800

28.800

Tổng

39

52.500

36

50.400

3

D11H

1.100

23.100

19.800

D12E

1.200

8.400

7.200

Đà Nẵng

D19E

1.900

15.200

D20E

2.000

32.000

Tổng

52

78.700

48

74.200

4

D9E

900

10.800

Sài Gòn

D13E

1.300

18.200

16.900

D19E

1.900

64.600

Tổng

60

93.600

59

92.300

1 Tổng cộng

395.400

259

23 375.500 282 (Nguồn: Ban Đầu máy-Toa xe, Tổng Công ty Đường sắt Việt Nam,

cập nhật ngày 01 tháng 10 năm 2020)

1.3. Khái quát về hệ thống bảo dưỡng, sửa chữa đầu máy diesel

1.3.1. Khái niệm chung

Hệ thống bảo dưỡng và sửa chữa đầu máy diesel là một hệ thống dự phòng

có kế hoạch các công việc kiểm tra và sửa chữa, nhằm đảm bảo kéo dài thời hạn

phục vụ của đầu máy, nâng cao việc sử dụng đầu máy, giảm khối lượng và giá

thành sửa chữa với chất lượng cao cũng như việc chi phí nhỏ nhất các bộ phận phụ

tùng và vật liệu. Trong hệ thống này, đầu máy được đưa vào kiểm tra hoặc sửa chữa

sau khoảng thời gian làm việc hoặc số km chạy xác định. Trong khi sửa chữa, tùy

thuộc vào khối lượng công việc mà tiến hành giải thể các bộ phận, các cụm máy,

khi cần thiết thì tiến hành sửa chữa hoặc thay thế cho các chi tiết.

- Bảo dưỡng kỹ thuật [31, 32], [98]: là tập hợp tất cả những công việc có tính

chất kiểm tra dự phòng như kiểm tra, xem xét, làm sạch, xiết chặt, điều chỉnh, v.v...,

mục đích của nó là ngăn ngừa những trục trặc, làm giảm hao mòn của các chi tiết và

tóm lại là duy trì đầu máy diesel ở trạng thái kỹ thuật tốt và luôn luôn sẵn sàng làm

việc. Việc bảo dưỡng hoặc kiểm tra kỹ thuật được tiến hành một cách cưỡng bức.

- Sửa chữa [31, 32], [98]: là tập hợp tất cả những công việc nhằm phục hồi

trạng thái kỹ thuật của đầu máy bằng cách phục hồi các chi tiết hoặc mối ghép đã

mất khả năng làm việc. Việc sửa chữa chỉ được tiến hành khi cần thiết.

Thời gian làm việc hoặc quãng đường chạy (quãng đường vận hành) tính

bằng km giữa hai lần bảo dưỡng, sửa chữa kế tiếp nhau được gọi là chu kỳ bảo

dưỡng sửa chữa đầu máy.

Hệ thống bảo dưỡng, sửa chữa đầu máy tập hợp các quy định kỹ thuật cho

việc bảo dưỡng sửa chữa bao gồm các chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa và các quy trình

sửa chữa.

Các chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa là thời điểm, thời gian cần phải tiến hành

bảo dưỡng hoặc giải thể các chi tiết, cụm chi tiết nào đó để tiến hành bảo dưỡng,

sửa chữa.

Các quy trình sửa chữa: là các quy định cụ thể về quá trình sửa chữa và các

thông số kỹ thuật khi sửa chữa, khối lượng công việc cần tiến hành trong quá trình

bảo dưỡng, sửa chữa.

Xét một cách tổng quát về mặt nguyên tắc, hệ thống bảo dưỡng, sửa chữa

được phân ra các cấp [31], [32], [98]

1. Các cấp bảo dưỡng kỹ thuật (BDKT hay BD)

Bao gồm bảo dưỡng kỹ thuật cấp 1 (BD1); cấp 2 (BD2); cấp 3 (BD3).

2. Các cấp sửa chữa thường kỳ (định kỳ)

Bao gồm sửa chữa thường kỳ cấp 1 (SC1); cấp 2 (SC2); cấp 3 (SC3).

Ở các cấp sửa chữa bắt buộc phải giải thể chi tiết hoặc cụm chi tiết. Việc sửa

chữa các chi tiết trong các cấp sửa chữa thường kỳ chỉ được tiến hành khi cần thiết.

3. Các cấp sửa chữa lớn (sửa chữa xưởng)

Đây là các cấp sửa chữa nhằm phục hồi hầu hết các tính năng kỹ thuật hay

trạng thái kỹ thuật ban đầu của các chi tiết và cụm chi tiết trên đầu máy, bao gồm

cấp trung tu (TT) và đại tu (ĐT).

Các cấp bảo dưỡng kỹ thuật và các cấp sửa chữa thường kỳ được tiến hành ở

các xí nghiệp đầu máy. Các cấp phục hồi trạng thái kỹ thuật ban đầu của đầu máy

(trung tu hoặc đại tu) được tiến hành ở nhà máy sửa chữa đầu máy. Ở Việt Nam các

cấp trung tu và đại tu được tiến hành tại các xí nghiệp đầu máy.

Các dạng kiểm tra và sửa chữa BD1, BD2, BD3, SC1, SC2 và SC3 thuộc về

dạng sửa chữa tại xí nghiệp và được tiến hành trên các vị trí chuyên dùng. Ngoài ra

BD1 còn có thể được tiến hành ở những trạm chuyên dùng để kiểm tra kỹ thuật khi

chỉnh bị, ở những ga trung gian và ở các trạm quay vòng đầu máy.

Nội dung công việc cần thực hiện ở các cấp BDKT và sửa chữa được giới

thiệu trong [31] hoặc được quy định cụ thể trong các quy trình sửa chữa đầu máy

[24] [25].

1.3.2. Một số nguyên tắc cơ bản thiết lập chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa các cụm

chi tiết chính trên đầu máy đầu máy diesel

1.3.2.1. Khái quát về các dạng hư hỏng của chi tiết trên đầu máy

Trên đầu máy có hàng chục ngàn chi tiết khác nhau, do đó trong quá trình sử

dụng, các chi tiết này có thể gặp nhiều loại hư hỏng khác nhau, và nguyên nhân của các

loại hư hỏng đó cũng hết sức đa dạng. Tuy nhiên, một cách tổng quát các dạng hư hỏng

được phân ra theo tác động của ngoại lực và theo tác động của thời gian [31], [32],

[41], [49]. Bản chất của các loại hư hỏng này được trình bày trong Chương 2.

Đối với các chi tiết và bộ phận có hư hỏng do mòn, người ta có thể xác

định được quy luật hao mòn theo thời gian làm việc và từ đó đánh giá được độ

tin cậy cũng như xác định được thời hạn làm việc hay chu kỳ sửa chữa có kế

hoạch của chúng.

Đối với các hư hỏng đột xuất, nếu thống kê trong một khoảng thời gian đủ

lớn, cũng có thể phát hiện được các quy luật nào đó giữa thông số dòng hỏng với

thời gian làm việc của chúng. Đồng thời, với một số quy luật xác định nào đó, cũng

có thể xác định được thời hạn làm việc hay chu kỳ sửa chữa theo kế hoạch, tương tự

như trường hợp hư hỏng do hao mòn hay hư hỏng tiệm tiến. Tuy nhiên, thực tế cho

thấy đây là trường hợp rất hiếm gặp.

1.3.2.2. Một số nguyên tắc cơ bản thiết lập chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa các cụm

chi tiết chính trên đầu máy đầu máy diesel

Nhìn chung, việc thiết lập hay xác định chu kỳ sửa chữa của đầu máy có thể

được tiến hành bằng một số phương pháp [31], [32]:

- Phương pháp thứ nhất: Phương pháp tính toán lý thuyết;

- Phương pháp thứ hai: Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm trong phòng

thí nghiệm;

Dựa theo hai phương pháp trên nhà chế tạo sẽ tiến hành và đề xuất chu kỳ

bảo dưỡng sửa chữa cho đầu máy (có tham khảo điều kiện khai thác).

- Phương pháp thứ ba: Phương pháp nghiên cứu, hiệu chỉnh chu kỳ bảo dưỡng,

sửa chữa đầu máy thông qua nghiên cứu hao mòn trong quá trình vận dụng thực tế.

Trong phương pháp này cần xác định được cường độ hao mòn của các loại

chi tiết khác nhau trong các điều kiện vận dụng cụ thể, sau đó căn cứ các giá trị, các

thông số giới hạn về hao mòn tiến hành xác định các chu kỳ giải thể tương ứng với

các điều kiện khai thác cụ thể.

Nguyên tắc thiết lập các chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa thực chất là thiết lập

chu kỳ sửa chữa. Thiết lập chu kỳ sửa chữa thực chất là thiết lập chu kỳ giải thể

cụm chi tiết khi khe hở hoặc độ mòn, các thông số kỹ thuật khác có khả năng đã đạt

tới giá trị tới hạn.

Việc giải thể các cụm chi tiết để sửa chữa phụ thuộc vào mức độ quan trọng

của chính cụm chi tiết đó. Hay nói khác chu kỳ sửa chữa của đầu máy (chu kỳ giải

thể) các cụm chi tiết phụ thuộc vào các cụm chi tiết cơ bản nhất của đầu máy, tức là

phụ thuộc vào những cụm chi tiết ảnh hưởng một cách quyết định tới khả năng làm

việc của đầu máy.

Như vậy, chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa đầu máy phụ thuộc vào các cụm chi

tiết chính: động cơ diesel, hệ thống truyền động và bộ phận chạy.

Qua nhiều nghiên cứu [31], [32], [98], thấy rằng, cấp giải thế sớm nhất trên

đầu máy thường là nhóm pittông xécmăng-xylanh, cấp tiếp theo là nhóm trục

khuỷu-thanh truyền. Hai nhóm này thuộc động cơ diesel.

Hệ thống truyền động cần giải thể khi cổ góp máy phát điện chính, động cơ điện

kéo, hoặc gối đỡ động cơ điện kéo đã hao mòn tới giới hạn cho phép, hoặc độ cách

điện của máy phát điện chính, động cơ điện kéo đã suy giảm qúa mức độ cho phép.

Đối với bộ phận chạy, việc giải thể được tiến hành khi hao mòn mặt lăn và

gờ bánh xe đã đạt tới giá trị giới hạn.

Việc giải thể các cụm chi tiết nói trên đòi hỏi khối lượng công việc lớn và

đòi hỏi thời gian dừng sửa chữa tương đối lớn. Do vậy, cần được xác định một cách

có căn cứ khoa học để đảm bảo hiệu quả vận dụng đầu máy là cao nhất.

Theo nghiên cứu của nhiều tác giả ngoài nước, trong đó có các nhà khoa học

Liên Xô trước đây, chu kỳ sửa chữa đầu máy diesel được xây dựng trên các nguyên

tắc sau đây [92] [98]:

1. Căn cứ vào độ mòn của các chi tiết nhóm pittông-xécmăng-xylanh tiến

hành xác lập thời hạn giải thể nhóm chi tiết khi một trong các thông số về độ mòn

hoặc khe hở của chúng có biểu hiện vượt quá giới hạn. Việc giải thể nhóm pittông-

xécmăng-xylanh thường được gọi quy ước là sửa chữa cấp 2.

2. Căn cứ vào độ mòn của các chi tiết nhóm trục khuỷu-tay quay-thanh

truyền tiến hành xác lập thời hạn giải thể nhóm chi tiết, khi một trong các thông số

về độ mòn hoặc khe hở của chúng có biểu hiện vượt quá giới hạn. Việc giải thể

nhóm trục khuỷu-tay quay-thanh truyền thường được gọi quy ước là sửa chữa cấp 3.

Cần lưu ý rằng, việc giải thể nhóm trục khuỷu-tay quay-thanh truyền thường diễn ra

muộn hơn so với việc giải thể nhóm pittông-xécmăng-xylanh.

3. Căn cứ độ mòn của lợi và mặt lăn bánh xe tiến hành xác lập thời hạn giải

thể nhóm chi tiết, khi một trong các thông số về độ mòn của chúng có biểu hiện

vượt quá giới hạn. Việc giải thể bộ trục bánh xe thường được gọi là sửa chữa cấp

ky. Cần lưu ý rằng, thông thường trong nhiều trường hợp, việc giải thể bộ trục bánh

xe thường diễn ra đồng thời với việc giải thể nhóm trục khuỷu-tay quay-thanh

truyền, hoặc cũng có thể diễn ra muộn hơn, thậm chí có khi sớm hơn.

4. Căn cứ cường độ hao mòn và lượng dự trữ hao mòn cụ thể của các chi tiết

trong các cụm chi tiết chính đã nêu, tiến hành xác lập thời hạn giải thể nhóm chi tiết

để phục hồi kích thước danh nghĩa của chúng. Việc giải thể như vậy thường được

gọi là cấp đại tu. Cấp đại tu còn có thể được căn cứ vào mức độ già hoá cách điện,

mức độ hao mòn cổ góp của các thiết bị điện trên đầu máy như máy phát điện chính

và động cơ điện kéo, độ ôvan hoặc độ côn của các cổ trục, cổ biên trục khuỷu, của

pittông hoặc xylanh động cơ diesel, v.v...

Các cấp sửa chữa nêu trên, đều là các cấp sửa chữa định kỳ. Ngoài các cấp

sửa chữa chính nêu trên, trong một chu trình sửa chữa còn có các cấp bảo dưỡng kỹ

thuật xen kẽ, các cấp bảo dưỡng kỹ thuật hoặc khám chữa thường kỳ chỉ mang tính

chất dự phòng, chúng được thiết lập chủ yếu để kiểm tra trạng thái, điều chỉnh lại

các bộ phận và cụm chi tiết, làm sạch và bôi trơn các bộ phận, v.v....

Như vậy, nếu các cấp sửa chữa định kỳ và đại tu ở một mức độ nào đó dùng

để khôi phục các thông số về khe hở và phục hồi các bề mặt làm việc của chi tiết,

cụm chi tiết, v.v..., thì việc bảo dưỡng kỹ thuật chủ yếu dùng để duy trì đầu máy ở

trạng thái vận hành tin cậy.

1.4. Hệ thống chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa đầu máy

1.4.1. Hệ thống chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa đầu máy ở nước ngoài

1.4.1.1. Một số hệ thống chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa đầu máy ở nước ngoài

a. Trên đường sắt Mỹ

Hệ thống chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa đầu máy diesel kéo tàu hàng thể hiện

trên hình 1.2 [94, 99, 100].

Ở đây, đầu máy diesel trải qua bảy dạng kiểm tra và sửa chữa bao gồm hằng

tháng, hằng nửa năm, hằng năm v.v…; các thời điểm tiến hành bào dưỡng, sửa

chữa được thiết lập theo thời gian vận dụng và được tính theo thời gian lịch.

Hình 1.2. Hệ thống chu kỳ sửa chữa đầu máy diesel kéo tàu hàng

của các Hãng General Motors (a), Alco và General Electric (b) ở Mỹ

b. Trên đường sắt Anh

Hệ thống chu kỳ sửa chữa sửa chữa đầu máy điện trên đường sắt Anh thể

hiện trên hình 1.3 [94, 99, 100].

Trong hệ thống này, thông số để tính thời gian làm việc của đầu máy diesel

được lấy là thời gian làm việc của động cơ diesel (tính bằng giờ), còn đối với đầu

máy điện - là quãng đường chạy tính bằng km. Ở đây, các cấp bảo dưỡng, sửa chữa

bao gồm kiểm tra thường xuyên, định kỳ, trung tu và đại tu.

Hình 1.3. Hệ thống chu kỳ sửa chữa đầu máy điện trên đường sắt Anh

c. Trên đường sắt Đức

Hệ thống chu kỳ sửa chữa đầu máy của Cộng hoà Liên bang Đức thể hiện

Đơn vị: nghìn km

trên hình 1.4 [94, 99, 100].

Hình 1.4. Hệ thống chu kỳ sửa chữa đầu máy của Cộng hoà Liên bang Đức

Trong hệ thống này, các cấp sửa chữa của đầu máy diesel được thực hiện

theo thời gian lịch. Ở đây có tám dạng sửa chữa: năm cấp sửa chữa ở depo (PR1-

PR5) và ba cấp sửa chữa ở nhà máy (sửa chữa xưởng Y2, Y3, Y4). Sửa chữa xưởng

Y2 được tiến hành với chu kỳ 4 năm. Các cấp sửa chữa Y3 và Y4 được thực hiện

thay cho một trong các cấp sửa chữa Y2 kế tiếp, tuỳ thuộc vào trạng thái kỹ thuật

của đầu máy, chúng khác với cấp sửa chữa Y2 bởi một khối lượng lớn các công

việc phục hồi.

d. Trên đường sắt Nhật Bản

Hệ thống chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa các đoàn tàu điện cao tốc của đường

sắt Nhật Bản thể hiện trên hình 1.5 [94, 99, 100]. Trong hệ thống này có ba cấp sửa

chữa dự phòng - kế hoạch: thường xuyên (thường kỳ), ky chữa và đại tu, với các

chu kỳ tương ứng là 30, 300 và 900 nghìn km.

Đơn vị: nghìn km

Hình 1.5. Hệ thống chu kỳ sửa chữa đoàn tàu điện cao tốc trên đường sắt Nhật Bản

e. Trên đường sắt Liên Xô trước đây

Hệ thống chu kỳ sửa chữa bắt đầu được thiết lập từ những năm 1940, khi bắt đầu

chuyển đổi từ sức kéo hơi nước sang sức kéo diesel và sức kéo điện. Trong thời kỳ từ năm

1940 đến 1975, quãng đường chạy giữa các lần sửa chữa của đầu máy (chu kỳ sửa chữa)

có xu hướng được điều chỉnh tăng lên và được Quyết đinh bởi các Công lệnh của Bộ

Đường sắt như Công lệnh 562/a (năm 1940), 771 TCE (1949), 89TC (1955), 48TC

(1959), 46TC (1961), 17TC (1970), 22TC (1975), 10TC (1981), 28TC (1986) v.v… [94].

Hệ thống chu kỳ bảo dưỡng sửa chữa đầu máy diesel ở Liên Xô trước đây

được cho trong bảng 1.4 [98].

Đầu máy

Trung tu Đại tu

Chu kỳ bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa, 103 km Sửa chữa định kỳ TP2

Bảo dưỡng kỹ thuật TO2

TO3

TP3

1 1.1 TE3, 2TE10

48 h

180

720

2.160

TEP60,

7,5 (20 ngày) như trên 8,0 7,2

48 h 48 h 48 h

120 150 115

240 300 230

720 900 460

2.160 1.800 920

TP1 Chạy đường dài 60 (5,5 tháng) như trên 75 57,5 Phụ trợ (dồn, thoi)

TE1, TE2

1.2 TEP10, M62 1.3 1.4 TG102, TG16 2 2.1 TM1, TM2, M62 2.2 2.3 TGM3, VME1

- - -

30 ngày 15 ngày 10 ngày

7,5 tháng 1,5 năm 2,5 năm 7,5 năm 15 năm 8 tháng 16 tháng 5 năm 10 năm 4 tháng 8 tháng 16 tháng 5 năm 10 năm 2 tháng

Bảng 1.4. Hệ thống chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa đầu máy diesel ở Liên Xô

Hệ thống chu kỳ sửa chữa của các đầu máy điện một chiều và xoay chiều thể

hiện trên hình 1.6 [98].

Trong hệ thống này, quãng đường chạy giữa các cấp đại tu của đầu máy đã đạt

tới 2,1-2,4 triệu km, và nó tương ứng với thời gian làm việc trung bình gần 12 năm.

Đây là khoảng thời gian làm việc giữa các lần sửa chữa lớn nhất thế giới khi đó.

Hình 1.6. Hệ thống chu kỳ sửa chữa của các đầu máy điện một chiều (a) và xoay

chiều (b) (theo Công lệnh 28TC)

Ghi chú: , quãng đường chạy ghi trên tử số là của đầu máy điện

một chiều, ở mẫu số là của đầu máy điện xoay chiều

1.4.1.2. Phân tích một số hệ thống chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa đầu máy ở nước ngoài

Ở phần lớn các nước phát triển [94, 99, 100] vấn đề thiết lập hệ thống chu kỳ

bảo dưỡng, sửa chữa được thực hiện bằng giải pháp lý thuyết - kinh nghiệm: tức là

dựa vào kinh nghiệm vận dụng các loại đầu máy, kết hợp với các kết quả tổng kết

về lý thuyết khi nghiên cứu độ tin cậy của một số chi tiết hoặc bộ phận hạn chế nào

đó trên đầu máy.

Ở một số nước, khi ngành đường sắt tiếp nhận các loại đầu máy mới, người

ta tiến hành các nghiên cứu chuyên biệt nhằm xác định khối lượng công việc và chu

kỳ cho mỗi dạng kiểm tra và sửa chữa, mà ở đó vẫn duy trì được chất lượng vận

dụng cần thiết của đầu máy [94]. Khi đưa các loại đầu máy như vậy vào vận dụng,

người ta thường định ra các quãng đường chạy giữa các lần sửa chữa tương đối

ngắn, nhằm loại bỏ nguy cơ hư hỏng của các chi tiết và kết cấu mới, một khi thông

tin về độ tin cậy làm việc của chúng là chưa đầy đủ.

Trong quá trình khai thác, người ta sẽ tích luỹ các số liệu về độ tin cậy của

các chi tiết và bộ phận trên đầu máy, cũng như các đánh giá trạng thái của chúng

ở mỗi lần giải thể hoặc kiểm tra, từ đó sẽ làm rõ khả năng điều chỉnh (tăng hoặc

giảm) quãng đường chạy giữa các lần sửa chữa. Trên cơ sở các số liệu vận dụng

về cường độ hỏng, người ta xác định một danh mục các chi tiết và bộ phận, mà ở

đó phải hạn chế việc tiếp tục tăng quãng đường chạy giữa các lần sửa chữa; đồng

thời tiến hành các nghiên cứu hướng tới việc tăng độ tin cậy của đầu máy, giảm

giá thành bảo dưỡng kỹ thuật của chúng.

Do các sự khác biệt về kết cấu của các loại đầu máy của các nước khác nhau

và các điều kiện vận dụng khác nhau, cho nên không tồn tại một hệ thống thống

nhất nào về việc kiểm tra và sửa chữa của chúng.

Hiện nay ở nhiều nước, hệ thống sửa chữa dự phòng có kế hoạch của đầu

máy ngày càng trở nên mềm dẻo hơn (linh hoạt hơn), và thực tiễn cho thấy [94],

chúng đáp ứng được khá tốt các yêu cầu duy trì đầu máy ở trạng thái có khả năng

làm việc. Các thời hạn sửa chữa đầu máy biến động và khác biệt nhau trong những

điều kiện vận dụng khác nhau.

Một trong những hướng cơ bản để hoàn thiện các hệ thống chu kỳ sửa chữa

đầu máy là ứng dụng tổng hợp các hệ thống chẩn đoán kỹ thuật và kỹ thuật tính

toán. Chẳng hạn, trên đường sắt châu Âu và Mỹ [94, 99, 100], đã thiết lập các hệ

thống điều khiển tự động hoá về sửa chữa và vận dụng đầu máy với việc ứng dụng

tổng hợp các thiết bị chẩn đoán kỹ thuật, cho phép xác định linh hoạt các thời hạn

tiến hành sửa chữa, nhằm sử dụng một cách tối đa tính kinh tế-kỹ thuật của đầu

máy, giảm thiểu tối đa thiệt hại, duy trì được độ tin cậy làm việc và nâng cao được

tuổi thọ của các chi tiết và bộ phận trên đầu máy.

Chỉ tiêu cơ bản của hệ thống chu kỳ bảo dưỡng sửa chữa (BDSC) - đó là

quãng đường chạy giữa các lần sửa chữa, các khối lượng sửa chữa và kiểm tra và

thời gian thực hiện chúng. Hệ thống BDSC cũng phụ thuộc vào các điều kiện vận

dụng, có ảnh hưởng quyết định đến sự thay đổi trạng thái kỹ thuật của đầu máy.

Trong những năm gần đây, hệ thống chu kỳ sửa chữa đầu máy ở các nước mặc

dù có sự hiệu chỉnh một cách đáng kể, nhưng có một điều không thay đổi đó là

nguyên tắc có kế hoạch - dự phòng của việc định ra các cấp sửa chữa [94, 99, 100].

Trên cơ sở kết quả nghiên cứu của các công trình khoa học, được tiến hành liên tục

về việc nâng cao tuổi thọ của các chi tiết và bộ phận trên đầu máy, người ta có xu

hướng kéo dài các thời hạn giữa các lần kiểm tra và sửa chữa.

Nhiệm vụ quan trọng của hệ thống chu kỳ sửa chữa hợp lý- đó là giảm các

chi phí cho sửa chữa đầu máy. Để nâng cao hiệu quả của hệ thống chu kỳ BDSC, thì

vấn đề hoàn thiện việc điều hành, quản lý hệ thống đó có một ý nghĩa lớn. Điều này

đã được chứng tỏ qua kinh nghiệm thiết lập các hệ thống thông tin - điều khiển,

được ứng dụng rộng rãi ở các nước tiên tiến. Việc nâng cao độ tin cậy và tính sẵn

sàng của đầu máy, việc giảm các chi phí vận doanh có thể thực hiện được bằng việc

hoàn thiện hệ thống BDSC trên cơ sở thu thập, hệ thống hoá, xử lý và phân tích các

khối lượng lớn thông tin về trạng thái kỹ thuật của đầu máy. Điều này chỉ có thể

thực hiện được khi sử dụng các thiết bị chẩn đoán kỹ thuật và kỹ thuật tính toán.

Trên đường sắt của Mỹ [94, 99, 100], người ta thiết lập hệ thống thu thập

thông tin từ các xưởng sửa chữa và các trạm kiểm tra kỹ thuật, bao gồm các thông

tin đặc trưng về quá trình sửa chữa và vận dụng, các số liệu về nguyên nhân hư

hỏng của đầu máy nằm trong xưởng sửa chữa, thời gian dừng sửa chữa, các khuyết

tật đã được phát hiện, các phương pháp phục hồi đã được tiến hành v.v. cũng như

các thống kê phản ảnh hiệu quả làm việc của các xưởng sửa chữa. Trên cơ sở lượng

thông tin như vậy, người ta tiến hành xác định thời hạn làm việc của các chi tiết và

bộ phận, các nguyên nhân hư hỏng thường gặp hơn cả, từ đó đánh giá hiệu quả của

quá trình công nghệ sửa chữa bộ phận, hiệu quả của các giải pháp hoàn thiện hệ

thống sửa chữa. Kết quả của việc thiết lập các ngân hàng số liệu và xử lý thông tin

thống kê đã làm tăng hệ số sử dụng đầu máy lên 10% [94].

Trên tuyến đường sắt phía Nam của Mỹ [94, 99, 100], người ta sử dụng một

hệ thống thông tin - điều khiển, cho phép giải quyết một loạt các bài toán, nhằm nâng

cao hiệu quả vận dụng và sửa chữa đầu máy. Hệ thống này liên tục được hoàn thiện,

mở rộng chức năng của nó, với việc ứng dụng các chương trình mới. Trên cơ sở

thông tin về hư hỏng của các bộ phận và tổ máy đầu máy trên tuyến đường, hãng

General Motors tiến hành các giải pháp hoàn thiện động cơ diesel. Đã có các thay đổi

đáng kể trong thiết kế kết cấu của các động cơ điện kéo và các phần tử truyền động

điện. Trong các xưởng sửa chữa của các tuyến đường sắt, công nghệ thông tin được

ứng dụng một cách rộng rãi, cho phép không chỉ hệ thống hoá việc thu thập thông tin,

mà còn tổ chức một cách hợp lý việc thực hiện bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa. Mỗi

sự thay đổi về kết cấu đầu máy được đề xuất, trước hết được đánh giá theo quan điểm

nâng cao độ tin cậy và tính hữu dụng sửa chữa của nó. Để thực hiện điều này, ở các

tập đoàn chế tạo đầu máy có các bộ phận chuyên biệt nghiên cứu về khối lượng bảo

dưỡng kỹ thuật và sửa chữa, cung cấp phụ tùng vật tư. Đại diện của các nhà máy chế

tạo tiến hành thu thập và xử lý thông tin về các hư hỏng của các chi tiết và bộ phận

đầu máy không chỉ trong thời hạn bảo hành, mà cả sau khi hết hạn bảo hành. Việc

đánh giá độ tin cậy vận dụng tối ưu của đầu máy được thực hiện vừa theo số lượng

các hư hỏng vừa theo tổng thể các chi phí cho việc chế tạo và khai thác của nó.

Ở Anh [94, 99, 100], do chế tạo được các bộ phận và tổ máy của đầu máy

diesel có độ tin cậy cao, người ta đã tiến hành nghiên cứu về việc xây dựng hệ

thống sửa chữa dự phòng có kế hoạch xuất phát từ sự gia tăng cường độ hỏng.

Ngoài ra, người ta còn cho rằng nên thực hiện các sửa chữa ngoài kế hoạch, tức là

thực hiện việc sửa chữa theo “trạng thái”. Trong trường hợp này, khi duy trì nguyên

tắc bội số của các quãng đường chạy giữa các lần sửa chữa, người ta phân biệt hoá

các khối lượng công việc sửa chữa, tuỳ thuộc vào tốc độ gia tăng số lượng hư hỏng

của các chi tiết và bộ phận. Các nghiên cứu tương tự cũng được tiến hành ở Hungari

và Nhật bản [94, 99, 100].

Ở Hungari, người ta sử dụng một hệ thống sửa chữa có kế hoạch - dự phòng

mềm dẻo (linh hoạt), trong đó các thời hạn tiến hành các cấp sửa chữa phụ thuộc

vào mức độ hao mòn của các bộ phận và các chi tiết giới hạn.

Ở Cộng hoà Liên bang Đức [94, 99, 100], người ta tiến hành các nghiên cứu

khoa học về việc xác định sự tương thích của các thời hạn thực hiện các cấp sửa

chữa có kế hoạch với các tuổi thọ của một số bộ phận hạn chế trên đầu máy, nhằm

mục đích tăng các quãng đường chạy giữa các lần sửa chữa.

Trong nhiều năm qua, ở Liên bang Nga [94], cũng đã ứng dụng rộng rãi việc

kiểm tra khách quan trạng thái kỹ thuật của đầu máy. Các số liệu, đặc trưng cho

trạng thái của các bộ phận và của các đầu máy, nhận được nhờ sử dụng kể cả các

thiết bị gắn trên đầu máy và kể cả các thiết bị tĩnh tại. Việc xử lý thông tin, nhận

được trong quá trình chẩn đoán các bộ phận và tổ máy đầu máy trên máy tính điện

tử (MTĐT), cho phép xác định được trạng thái thực tế của chúng và chỉ ra được tính

cần thiết của việc sửa chữa. Việc ứng dụng các tổ hợp chẩn đoán, việc tự động hoá

việc thu thập và xử lý đem lại khả năng thực hiện việc sửa chữa mỗi đầu máy cụ thể

tương ứng với trạng thái kỹ thuật của nó, trong khi vẫn duy trì được đặc trưng kế

hoạch - dự phòng của hệ thống BDSC.

Ở Liên Xô trước đây và Liên bang Nga ngày nay, người ta liên tục tìm kiếm

các giải pháp để tăng quãng đường chạy giữa các lần sửa chữa và giảm khối lượng

công việc về kiểm tra và phục hồi - được coi là những giải pháp cơ bản để hoàn

thiện hệ thống bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa đầu máy.

1.4.2. Hệ thống chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa đầu máy ở Việt Nam

Hiện nay tất cả các đầu máy trong ngành đường sắt Việt Nam đang sử dụng

đều là đầu máy nhập từ nước ngoài và hệ thống chu kỳ bảo dưỡng sửa chữa đều do

nhà chế tạo quy định.

Chu kỳ bảo dưỡng sửa chữa của một số loại đầu máy diesel được sử dụng ở

Việt Nam cùng với sự hiệu chỉnh qua từng thời kỳ được trình bày trong các bảng

1.5 đến bảng 1.21.

Bảng 1.5. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D5H (Úc)

TT Cấp sửa chữa Chạy đường dài, km Dồn, thoi

2.500 - 1 Kiểm tra bảo dưỡng kỹ thuật, R0

10.000 - 2 Bảo dưỡng cấp trung gian, Rt

30.000 - 3 Bảo dưỡng cấp 1, R1

100.000 - 4 Kiểm tra, bảo dưỡng cấp 2, R2

5 200.000 - Sửa chữa cấp Ky, Rk

6 300.000 - Sửa chữa lớn, RG

Bảng 1.6. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D9E (Mỹ)

(ban hành ngày 22/08/2002)

TT Cấp sửa chữa Chạy đường dài, km Dồn, thoi

- 1 Kiểm tra kỹ thuật -

5.000 Sửa chữa thường kỳ, Rt 2 01 tháng

25.000 Sửa chữa cấp I, R1 3 06 tháng

75.000 Sửa chữ cấp II, R2 4 1,5 năm

150.000 5 03 năm Sửa chữa cấp Ky lần 1, Rk1

300.000 6 05 năm Sửa chữa cấp Ky lần 2, Rk2

450.000 7 - Sửa chữa cấp Ky lần 3, Rk3

600.000 Sửa chữa cấp đại tu, Rđ 8 -

Bảng 1.7. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D9E (Mỹ)

(ban hành theo quyết định 1084/QĐ-ĐS ngày 17/8/2017)

TT Cấp sửa chữa Chạy đường dài, km Dồn, thoi

1.500 1 Kiểm tra kỹ thuật, R0 -

12.500 2 - Sửa chữa thường kỳ, Rt

25.000 3 - Sửa chữa cấp I, R1

100.000 4 - Sửa chữ cấp II, R2

200.000 5 - Sửa chữa cấp Ky, Rk

800.000 6 - Sửa chữa cấp đại tu, Rđ

Bảng 1.8. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D10H (Trung Quốc)

TT Cấp sửa chữa Chạy đường dài, km Dồn, thoi

2.500 - 1 Kiểm tra bảo dưỡng kỹ thuật, R0

10.000 - 2 Bảo dưỡng cấp trung gian, Rt

30.000 - 3 Bảo dưỡng cấp 1, R1

100.000 - 4 Kiểm tra, bảo dưỡng cấp 2, R2

5 200.000 - Sửa chữa cấp Ky, Rk

6 300.000 - Sửa chữa lớn, RG

Bảng 1.9. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D11H (Rumani)

(ban hành ngày 18/12/2000)

TT Cấp sửa chữa Chạy đường dài, km Dồn, thoi

1 Kiểm tra bảo dưỡng kỹ thuật, R0 1.000 25 h

2 Kiểm tra sửa chữa cấp trung gian, Rt 10.000 250 h

3 Kiểm tra sửa chữa Cấp I, R1 20.000 500 h

4 Kiểm tra sửa chữa Cấp II, R2 80.000 2 000 h

5 Kiểm tra sửa chữa Cấp 3, R3 - -

6 Kiểm tra sửa chữa Cấp Ky, Rk 160.000 4 000 h

7 Sửa chữa lớn (Đại tu), Rđ 640.000 16 000 h

Bảng 1.10. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D11H (Rumani)

(ban hành theo quyết định 1084/QĐ-ĐS ngày 17/8/2017)

TT Cấp sửa chữa Chạy đường dài, km Dồn, thoi

1 Kiểm tra bảo dưỡng kỹ thuật, R0 1.500 -

2 Kiểm tra sửa chữa cấp trung gian, Rt 10.000 -

20.000 - 3 Kiểm tra sửa chữa cấp I, R1

120.000 - 4 Kiểm tra sửa chữa cấp II, R2

240.000 - 5 Kiểm tra sửa chữa cấp Ky, Rk

720.000 - 6 Sửa chữa lớn (đại tu), Rđ

Bảng 1.11. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D12E (Séc)

(ban hành ngày 26/5/2006)

TT Cấp sửa chữa Chạy đường dài, km Dồn, thoi

1 Kiểm tra bảo dưỡng, R0 1.000 4 ngày

2 Sửa chữa định kỳ cấp Rm 10.000 23 ngày

3 30.000 3 tháng Sửa chữa định kỳ cấp Rmx

4 100.000 15-18 tháng Sửa chữa định kỳ cấp RV

5 200.000 32-36 tháng Sửa chữa định kỳ cấp RS

800.000 108-120 tháng 6 Đại tu, RG

Bảng 1.12. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D13E (Ấn Độ)

(ban hành năm 1990)

TT Cấp sửa chữa Chạy đường dài, km Dồn, thoi

- - 1 Khám xét kỹ thuật, Rt

5.000 - 2 Khám chữa giữa kỳ, R0

3 25.000 - Sửa chữa cấp 1, R1

4 50.000 - Sửa chữa cấp 2, R2

5 100.000 - Sửa chữa cấp 3, R3

6 200.000 - Sửa chữa cấp Ky, Rk

Bảng 1.13. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D13E (Ấn Độ)

7 600.000 - Sửa chữa lớn, Rđ

(ban hành theo quyết định 1084/QĐ-ĐS ngày 17/8/2017)

TT Cấp sửa chữa Chạy đường dài, km Dồn, thoi

1.500 - 1 Khám xét kỹ thuật, R0

12.500 - 2 Khám chữa giữa kỳ, Rt

3 25.000 - Sửa chữa cấp 1, R1

4 100.000 - Sửa chữa cấp 2, R2

5 200.000 - Sửa chữa cấp Ky, Rk

6 800.000 - Sửa chữa lớn, Rđ

Bảng 1.14. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D14Er (Trung Quốc)

TT Cấp sửa chữa Chạy đường dài, km Dồn, thoi

2.000 - 1 Kiểm tra bảo dưỡng kỹ thuật, R0

10.000 - 2 Bảo dưỡng cấp trung gian, Rt

30.000 - 3 Bảo dưỡng cấp 1, R1

100.000 - 4 Kiểm tra, bảo dưỡng cấp 2, R2

5 200.000 - Sửa chữa cấp Ky, Rk

6 800.000 - Sửa chữa lớn, RG

Bảng 1.15. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D18E (Bỉ)

(ban hành ngày 10/5/1990)

TT Cấp sửa chữa Chạy đường dài, km Dồn, thoi

4.000 250 h 1 Kiểm tra bảo dưỡng, R0

12.500 2 Sửa chữa cấp Rt 750 h

25.000 3 Sửa chữa cấp R1 1.500 h

75.000 4 Sửa chữa cấp R2 4.500 h

125.000 5 Sửa chữa cấp R3 7.500 h

250.000 6 Sửa chữa cấp Rk 15.000 h

1.050.000 7 Sửa chữa lớn, Rđ -

Bảng 1.16. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D18E (Bỉ)

(ban hành theo quyết định 1084/QĐ-ĐS ngày 17/8/2017)

TT Cấp sửa chữa Chạy đường dài, km Dồn, thoi

5.000 1 Kiểm tra bảo dưỡng, R0

20.000 2 Sửa chữa cấp Rt

40.000 3 Sửa chữa cấp R1

160.000 4 Sửa chữa cấp R2

320.000 5 Sửa chữa cấp Rk

1.280.000 6 Sửa chữa lớn, Rđ

Bảng 1.17. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D19Er (Trung Quốc)

TT Cấp sửa chữa Chạy đường dài, km Dồn, thoi

2.000 - 1 Kiểm tra bảo dưỡng kỹ thuật, R0

10.000 - 2 Bảo dưỡng cấp trung gian, Rt

30.000 - 3 Bảo dưỡng cấp 1, R1

100.000 - 4 Kiểm tra, bảo dưỡng cấp 2, R2

5 200.000 - Sửa chữa cấp Ky, Rk

Bảng 1.18. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D20E (Đức)

6 800.000 - Sửa chữa lớn, RG

(ban hành ngày 29/4/2008)

TT Cấp sửa chữa Chạy đường dài, km Dồn, thoi

5 000 - 1 Kiểm tra bảo dưỡng kỹ thuật, R0

2 Bảo dưỡng cấp trung gian, Rt 25 000 -

3 Bảo dưỡng cấp 1, R1 50 000 -

4 Kiểm tra, bảo dưỡng cấp 2, R2 150 000 -

5 Khám chữa cấp 3, R3 - -

6 Sửa chữa cấp Ky, Rk 600 000 -

7 Sửa chữa lớn, Rđ - -

Bảng 1.19. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D20E (Đức)

(ban hành theo quyết định 597/QĐ-ĐS ngày 07/6/2017)

TT Cấp sửa chữa Chạy đường dài, km Dồn, thoi

5.000 - 1 Kiểm tra bảo dưỡng kỹ thuật, R0

25.000 - 2 Bảo dưỡng cấp trung gian, Rt

50.000 - 3 Bảo dưỡng cấp 1, R1

150.000 - 4 Kiểm tra, bảo dưỡng cấp 2, R2

5 600.000 - Sửa chữa cấp Ky, Rk

6 Sửa chữa lớn, Rđ 1.800.000 -

Bảng 1.20. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D19E (Trung Quốc)

(ban hành ngày 30/08/2007)

TT Cấp sửa chữa Chạy đường dài, km Dồn, thoi

1500 - 2000 07 ngày 1 Kiểm tra bảo dưỡng kỹ thuật R0

2 Khám chữa trung gian, Rt 10 000 25 - 30 ngày

3 Sửa chữa cấp 1, R1 30 000 04 - 05 tháng

4 Sửa chữa cấp 2, R2 100 000 15 - 18 tháng

5 Sửa chữa cấp Ky, Rk 200 000 32 - 36 tháng

6 Sửa chữa lớn, Rđ 800 000 10 - 20 năm

Hình 1.7. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D19E (Trung Quốc)

(ban hành ngày 30/08/2007)

Bảng 1.21. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D19E (Trung Quốc)

(ban hành theo quyết định 814/QĐ-ĐS ngày 03/6/2016)

TT Cấp sửa chữa Chạy đường dài, km Dồn, thoi

1.700 - 1 Kiểm tra bảo dưỡng kỹ thuật, R0

15.000 - 2 Khám chữa trung gian, Rt

30.000 - 3 Sửa chữa cấp 1, R1

120.000 - 4 Sửa chữa cấp 2, R2

240.000 - 5 Sửa chữa cấp Ky, Rk

960.000 - 6 Sửa chữa lớn, Rđ

Hình 1.8. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D19E (Trung Quốc)

(ban hành theo quyết định 814/QĐ-ĐS ngày 03/6/2016)

Chú thích: Dung sai km chạy của các cấp sửa chữa là: .

Nhìn chung tất cả các cấp bảo dưỡng, sửa chữa từ bảo dưỡng cấp 1 đến cấp

ky chữa (ky đầu máy, đẩy giá chuyển hướng ra khỏi đầu máy để sửa chữa) được

tiến hành tại xí nghiệp đầu máy và được gọi là các cấp sửa chữa tại xí nghiệp. Riêng

cấp sửa chữa lớn (đại tu) cần được tiến hành ở nhà máy sửa chữa, ở đó đầu máy

được phục hồi lại tất cả các tính năng ban đầu của nó. Tuy nhiên hiện nay ở Việt

Nam chưa có nhà máy đại tu đầu máy, do đó các cấp sửa chữa lớn (đại tu) vẫn được

tiến hành tại các xí nghiệp đầu máy.

Như đã trình bày ở phần mở đầu, khi cung cấp đầu máy cho Việt Nam các nhà

sản xuất đều bàn giao toàn bộ hồ sơ kỹ thuật, trong đó có quy trình bảo dưỡng, sửa

chữa và trong quy trình này có quy định về hệ thống chu kỳ bảo dưỡng sửa chữa đầu

máy. Đầu máy nhập từ nước ngoài, khi sử dụng ở Việt Nam sẽ chịu tác động của các

điều kiện khai thác cụ thể như khí hậu, thời tiết, chất lượng cơ sở hạ tầng đường sắt

như trắc dọc tuyến, độ dốc, đường cong bán kính nhỏ v.v. Tất cả những yếu tố này

ảnh hưởng đến chất lượng vận hành của đầu máy, ảnh hưởng tới quá trình hao mòn

và hư hỏng của các chi tiết, dẫn đến thời hạn làm việc của đầu máy đến khi đưa vào

các cấp bảo dưỡng, sửa chữa sẽ có những khác biệt so với quy định của nhà sản xuất.

Vì vậy, về mặt lý thuyết cũng như thực tiễn, các chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa cần

được hiệu chỉnh một cách định kỳ cho phù hợp với điều kiện khai thác cụ thể nhằm

đảm bảo độ tin cậy vận hành và hiệu quả khai thác của đầu máy.

Vì các đầu máy đều nhập từ nước ngoài, cho nên trên cơ sở hướng dẫn của

nhà sản xuất, ngành đường sắt Việt Nam tiến hành xây dựng quy trình bảo dưỡng,

sửa chữa các cấp nhằm đảm bảo tính năng kỹ thuật của đầu máy trong quá trình

khai thác. Việc xây dựng quy trình, ngoài việc tuân thủ hướng dẫn của nhà sản xuất,

còn có sự tham khảo các quy trình tương tự và có những khảo sát thực tế trong quá

trình sửa chữa. Có thể nói, quy định về hệ thống chu kỳ bảo đưỡng, sửa chữa là

công việc của nhà sản xuất khi thiết kế chế tạo, ngành ĐSVN có nhiệm vụ tuân thủ

chứ chưa có các nghiên cứu chuyên sâu để xác định các chu kỳ bảo dưỡng, sửa

chữa cho phù hợp với điều kiện Việt Nam.

Qua hệ thống chu kỳ sửa chữa các loại đầu máy đã nêu, thấy rằng trong quá

trình sử dụng và khai thác, ngành đường sắt Việt Nam đã có các điều chỉnh nhất

định về hệ thống chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa (bảng 1.22). Tuy nhiên, các điều

chỉnh này mới chỉ dựa vào kinh nghiệm sử dụng thuần túy, chưa xuất phát từ những

nghiên cứu chuyên sâu và chưa có cơ sở khoa học vững chắc.

Xét cụ thể hệ thống chu kỳ sửa chữa đầu máy D19E thấy rằng:

Căn cứ hướng dẫn ban đầu của nhà sản xuất (Trung Quốc), năm 2007

Tổng công ty ĐSVN đã ban hành Quy trình sửa chữa trong đó có các chu kỳ sửa

chữa thể hiện trong bảng 1.20 và hình 1.7. Sau gần 10 năm sử dụng, năm 2016

Tổng công ty ĐSVN đã ban hành Quy trình sửa đổi bổ sung, trong đó có điều

chỉnh hệ thống chu kỳ sửa chữa thể hiện trong bảng 1.21 và hình 1.8. Qua đây

thấy rằng chu kỳ các các cấp sửa có sự thay đổi nhất định, trong đó chu kỳ sửa

chữa cấp R2 được kéo dài từ 100.000 lên 120.000km; chu kỳ cấp Rk được kéo dài

từ 200.000 lên 240.000 km và chu kỳ đại tu Rk được kéo dài từ 800.000 lên

960.000 km. Những thay đổi này được căn cứ tình tình vận dụng thực tế trên

ĐSVN, tuy nhiên chưa thực sự căn cứ vào các nghiên cứu chuyên sâu về lĩnh

vực hao mòn và độ tin cậy của đầu máy trong quá trình khai thác. Dù sao đây

cũng là những điều chỉnh tích cực, có ý nghĩa thực tiễn.

Bảng 1.22. Một số sự thay đổi về chu kỳ sửa chữa đầu máy do Tổng Công ty

Đường sắt Việt Nam ban hành

Chu kỳ đại tu tăng từ 600.000

TT Đầu máy Ngày ban hành quyết định Sự thay đổi

lên 800.000 km chạy

Chu kỳ đại tu tăng từ 640.000

1 D9E (Mỹ) 22/8/2002 17/8/2017

lên 720.000 km chạy

Chu kỳ đại tu tăng từ 600.000

D11H 2 18/12/2000 17/8/2017 (Rumani)

lên 800.000 km chạy

Chu kỳ đại tu tăng từ 1.000.000

3 D13E (Ấn Độ) 1990 17/8/2017

lên 1.280.000 km chạy

Chu kỳ đại tu tăng từ 800.000

4 D18E (Bỉ) 10/5/1990 17/8/2017

lên 960.000 km chạy

D119E 5 30/8/2007 03/6/2016 (Trung Quốc)

Bổ sung cấp đại tu là 1.800.000 6 D20E (Đức) 29/4/2008 07/6/2017 km chạy

1.5. Tổng quan về tối ưu hóa chu kỳ bảo dưỡng sửa chữa phương tiện nói chung

1.5.1. Giới thiệu chung

Bảo dưỡng kỹ thuật (hay còn gọi là bảo dưỡng) có tác động tích cực trong

việc nâng cao độ tin cậy của máy móc, phương tiện và đảm bảo sự bền vững của

quy trình vận hành, khai thác. Mặt khác, các hoạt động bảo dưỡng dẫn đến chi

phí bổ sung từ 15 đến 40% tổng chi phí sản xuất. Những chi phí này liên quan

đến chính sách bảo dưỡng, lao động, phụ tùng thay thế và các thiết bị khác. Hơn

nữa, khảo sát của các nhà sản xuất cho thấy thời gian bảo dưỡng tiêu tốn 15,7%

tổng thời gian sản xuất [12 14]”.

Có nhiều công trình nghiên cứu từ nhiều nguồn khác nhau về lĩnh vực quản

lý bảo dưỡng. Trước tiên có thể kể đến loạt sách chuyên khảo của Nhà xuất bản

Springer vể Bảo dưỡng và Độ tin cậy của H.Pham (2003) [77]. Sau đó là Garg và

Deshmukh (2006), [73] đã phân loại các mô hình tối ưu hóa bảo dưỡng, thông qua

tổng hợp từ 142 công trình công bố trong giai đoạn 1976-2006. Các nghiên cứu giai

đoạn này có thể được chia thành 6 lĩnh vực là: các mô hình tối ưu bảo dưỡng, kỹ

thuật bảo dưỡng, lập kế hoạch bảo dưỡng, đo lường hiệu suất bảo dưỡng, hệ thống

thông tin bảo dưỡng và chính sách bảo dưỡng. Nghiên cứu của Simo'es (2011) [81]

chỉ ra sự tiến triển của các phép đo và đo lường hiệu năng, chức năng tổ chức, sử

dụng tài nguyên, các hoạt động và thực tiễn bảo dưỡng. Trong một nghiên cứu

khác, Ding và Kamarudin (2015) [68] đã tiến hành khảo sát và phân loại các mô

hình tối ưu hóa chính sách bảo dưỡng căn cứ theo lý thuyết chắn chắn với ba mức

độ: chắc chắn, rủi ro và không chắc chắn.

1.5.2. Chiến lược bảo dưỡng

Ban đầu, bảo dưỡng được thực hiện bằng cách chờ đến khi có hư hỏng

xảy ra, nên được gọi là bảo dưỡng sự cố. Mặc dù việc bảo dưỡng này có thể

được thực hiện nhưng nó sẽ gây ra một số vấn đề như làm gián đoạn của quá

trình sản xuất, gây nguy hiểm đến sự an toàn của người vận hành và các thiệt hại

nghiêm trọng hơn.

Cách tiếp cận khác là bảo dưỡng chủ động, nghĩa là một hành động trước khi

vận hành thiết bị để loại bỏ nguồn gốc của hư hỏng [68], giải thích rằng, bảo dưỡng

góp phần kéo dài tuổi thọ vận hành hiệu quả, nâng cao độ tin cậy và tính khả dụng

của hệ thống. Loại hình bảo dưỡng này có các vấn đề: chăm sóc thường xuyên và

các kiểm tra định kỳ, thay thế phòng ngừa, giám sát tình trạng, lập kế hoạch làm

việc, quản lý vật tư và đặt hàng, quản lý nhân sự và kiểm soát chất lượng [60].

Quan điểm bảo dưỡng ngày càng được hiểu rõ rằng nó là các hoạt động cần

thiết. Các hoạt động bảo dưỡng không chỉ thuộc trách nhiệm của bộ phận bảo

dưỡng mà còn là trách nhiệm chung của tất cả các cấp quản lý [68]. Bảo dưỡng tập

trung nhiều hơn vào việc bảo dưỡng độc lập, tự giác (Autonomous Maintenance).

Trong quản lý bảo dưỡng, xác định chiến lược bảo dưỡng là rất quan trọng

bởi vì mỗi chiến lược có những đặc điểm riêng. Chiến lược ảnh hưởng đến lịch

trình bảo dưỡng phục hồi/thay thế, chi phí bảo dưỡng, yêu cầu nhân sự v.v., do đó,

chiến lược bảo dưỡng cần được xác định bằng cách tối ưu hóa. Trong bảo dưỡng,

tối ưu hóa là việc xác định các giải pháp thay thế cân bằng với các tiêu chí nhất

định. Có nhiều chính sách chính về tối ưu hóa quản lý bảo dưỡng.

1.5.3. Tối ưu hoá bảo dưỡng

Qua phân tích các công trình nghiên, có thể chia ra ba hướng nghiên cứu tối

1.5.3.1. Tối ưu hóa bảo dưỡng dự phòng với thay thế

1. Tối ưu hóa thời hạn thay thế [67, 75];

2. Tối ưu hóa chi phí thay thế [65, 72, 78];

3. Tối ưu hóa danh mục phụ tùng dự trữ [67].

1.5.3.2. Tối ưu hóa bảo dưỡng với sửa chữa:

4. Tối ưu hóa theo tuổi thọ kinh tế [65, 71, 85].

5. Tối ưu hóa bảo dưỡng theo tình trạng (Condition-Based Maintenance) [61,

66, 70, 76].

1.5.3.3. Tối ưu hóa kiểm tra trong bảo dưỡng

6. Tối ưu hóa tần suất kiểm tra [64];

7. Tối ưu hóa thời hạn kiểm tra [59, 79].

ưu hoá như sau:

Các phân tích tổng quan tại mục 1.5 đã được trình bày cụ thể trong [13].

1.6. Tổng quan về tối ưu hóa chu kỳ bảo dưỡng sửa chữa đầu máy

1.6.1. Các nghiên cứu ở nước ngoài

Qua các nghiên cứu ở nước ngoài có thể tổng hợp một số vấn đề sau đây.

1. Việc xác định các thời hạn sửa chữa của các chi tiết và bộ phận đầu máy

cần phải được dựa trên cơ sở các phương pháp lý thuyết độ tin cậy và thống kê toán

học, các phương pháp này cho phép xây dựng mô hình toán của quá trình hư hỏng,

hao mòn hoặc già hoá, xác định các đặc trưng của luật phân bố tuổi thọ của các chi

tiết và bộ phận, đồng thời có lưu ý tới các yếu tố kỹ thuật và kinh tế, tiến hành thiết

lập thời hạn thay thế hoặc sửa chữa có kế hoạch của chúng.

2. Cần thu thập số liệu thống kê về hao mòn và hư hỏng của các chi tiết và

bộ phận trên đầu máy trong quá trình khai thác, tiến hành phân tích các số liệu này

một cách khoa học phục vụ cho việc đánh giá độ tin cậy của các thiết bị, mà không

cần phải tổ chức các thí nghiệm chuyên biệt tốn kém [94].

3. Cho đến nay, các hệ thống chu kỳ bảo dưỡng sửa chữa (BDSC) đầu máy ở

nước ngoài vẫn là các hệ thống dự phòng - có kế hoạch [94], [98]. Công dụng cơ

bản của hệ thống này là khắc phục các hư hỏng dần dần (tiệm tiến) của các bộ phận

bị hao mòn và già hoá, mà thời hạn làm việc bị hạn chế bởi tuổi thọ của chúng. Nếu

như các tuổi thọ, hay nói khác là các khoảng thời gian làm việc của các bộ phận

khác nhau khi đạt tới trạng thái giới hạn, mà trùng nhau, thì việc thiết lập hệ thống

sửa chữa dự phòng có kế hoạch sẽ rất đơn giản: tất cả các bộ phận được phục hồi

đồng thời sau cùng một khoảng thời gian làm việc. Tuy nhiên, thực tế cho thấy, mỗi

bộ phận của đầu máy đều có tuổi thọ riêng, còn tuổi thọ của các bộ phận cùng loại,

làm việc ở các điều kiện khác nhau là khác nhau. Vì vậy, kể cả đối với các điều kiện

làm việc như nhau vẫn có thể đề xuất các phương án, khác biệt nhau bởi cấu trúc

của chu trình sửa chữa với khối lượng, trình tự và quãng đường chạy giữa các lần

sửa chữa khác nhau.

3. Cấu trúc tối ưu của chu trình sửa chữa đầu máy phụ thuộc nhiều yếu tố,

trong đó có yếu tố giá thành phục hồi, sửa chữa các chi tiết, cụm chi tiết và tuổi thọ

của chúng. Khi xây dựng hệ thống bảo dưỡng sửa chữa đầu máy, mục tiêu cần

hướng tới là giá thành phục hồi từng chi tiết, bộ phận cần phải nhỏ nhất và tuổi thọ

của chúng phải được tận dụng một cách triệt để nhất. Giá thành phục hồi các bộ

phận sẽ là mục tiêu cho việc tìm ra các hệ số của chu kỳ sửa chữa (cấu trúc sửa

chữa các bộ phận), từ đó cho phép đề xuất được quãng đường chạy cơ sở mà đầu

máy vận dụng cũng như xác định được quãng đường chạy nên sử dụng của các chi

tiết đầu máy sao cho chúng tận dụng hợp lý nhất tuổi thọ của các bộ phận khác nhau

của các cụm máy khác nhau.

4. Ở một số nước tiên tiến trên thế giới, đặc biệt là Liên Xô trước đây và

Liên bang Nga ngày nay [94], việc thiết lập và tối ưu hóa thời hạn làm việc của các

chi tiết và bộ phận trên đầu máy nói riêng cũng như tối ưu hóa hệ thống (chu trình)

sửa chữa của tổng thể đầu máy nói chung không chỉ thuần túy về mặt kỹ thuật mà

còn xét tới các chi phí trong quá trình sửa chữa đối với sửa chữa có kế hoạch và

sửa chữa đột xuất.

Đã có nhiều công trình liên quan tới lĩnh vực này, từ các báo cáo nghiên cứu

về hao mòn trục bánh xe đầu máy [84], về sửa chữa động cơ đầu máy diesel [74], kế

hoạch sửa chữa đầu máy điện VL80 [58], hay mô hình về Duy tu bảo dưỡng trong

hệ thống quản lý dịch vụ bảo dưỡng [62]... Cũng trong lĩnh vực này, có một số công

trình tiêu biểu xếp theo thứ tự thời gian như sau: [96], [98], [93], [92], [91], [95],

[94], [97].

Trong các công trình nói trên, đặc biệt các công trình của tác giả Gorxki A.V.,

Vorobiev A.A. và Puzankov A.D [94], [97] đã đề cập đến các nội dung sau đây:

1. Tối ưu hóa chu kỳ sửa chữa của chi tiết có hư hỏng đột xuất theo tỷ lệ chi

phí giữa sửa chữa kế hoạch và sửa chữa đột xuất.

2. Tối ưu hóa hệ thống chu kỳ sửa chữa ở mức cho trước của độ tin cậy tham

số, hay nói khác theo tuổi thọ gamma phần trăm của các chi tiết có hư hỏng tiệm

tiến (do mòn).

3. Tối ưu hóa hệ thống chu kỳ sửa chữa theo chi phí tối thiểu cho sửa chữa

kế hoạch và sửa chữa đột xuất.

4. Ứng dụng chẩn đoán kỹ thuật trong hệ thống BDSC đầu máy.

5. Dự báo trạng thái kỹ thuật của đầu máy trong hệ thống BDSC.

6. Kéo dài chu kỳ sửa chữa đầu máy bằng phương pháp chẩn đoán trạng thái

kỹ thuật.

Các hướng nghiên cứu này có ý nghĩa rất lớn về mặt lý thuyết. Tuy nhiên,

việc áp dụng vào điều kiện thực tế gặp nhiều khó khăn, liên quan đến việc thu thập

thông tin về quá trình hao mòn, hư hỏng của các chi tiết một cách liên tục và có hệ

thống, đặc biệt phải có thông tin đáng tin cậy về chi phí sửa chữa đối với các đối

tượng ở các cấp sửa chữa khác nhau.

Mặc dù vậy, ở Liên Xô đã có những kết quả nghiên cứu cụ thể đối với một

số loại đầu máy [94]. Những kết quả nghiên cứu này là nguồn tham khảo hữu ích

cho việc ứng dụng các phương pháp nói trên vào điều kiện Việt Nam.

1.6.2. Các nghiên cứu trong nước

Từ các năm qua, phân tích độ tin cậy trong khai thác và thiết kế đã được triển

khai ở trong nước. Việc đánh giá chỉ tiêu độ tin cậy kết hợp xử lý thống kê các số

liệu khai thác, để từ đó đề ra giải pháp tối ưu hoá kết cấu, cải thiện điều kiện vận

hành, khai thác, bố trí tài nguyên trong nhà máy chế tạo và dịch vụ sửa chữa là

hướng nghiên cứu đang được quan tâm.

Việc xử lý số liệu thống kê [18, 27] giúp tìm ra quy luật hư hỏng, hao mòn

để từ đó có giải pháp thiết kế phù hợp cho các chi tiết và bộ phận trên phương tiện

vận tải như đầu máy [29, 32 39], tàu thuỷ [20], [30] và [12, 82, 83], ô tô [15, 19],

và để tính toán nhu cầu vật tư phụ tùng [15], tính toán thời hạn làm việc tới hư hỏng

cho phép [28, 39, 40] ở mức tin cậy cho trước.

Các vấn để chuyên sâu về độ tin cậy và tối ưu hoá thiết kế có thể tìm thấy

trong các sách và giáo trình về phân tích và thiết kế trên cơ sở độ tin cậy [16, 17, 20,

26, 49, 50, 56, 57] từ các đại học trong nước.

Tác giả và nhóm nghiên cứu đã có một số kết quả ban đầu về lĩnh vực này

trong lĩnh vực vận tải đường sắt. Quá trình nghiên cứu về độ tin cậy trên phương

tiện vận tải (PTVT) đã phát triển các ứng dụng từ kết quả loạt đề tài nghiên cứu đặc

trưng hao mòn và xác định tuổi thọ chi tiết dựa trên các chỉ tiêu độ tin cậy, cũng

như chọn lựa thời hạn sửa chữa hợp lý của PTVT theo chi phí sửa chữa phục hồi có

tính đến qui luật hao mòn và hư hỏng đột xuất (không tham số) [33 37] để đáp

ứng một nhu cầu thực tế đang được quan tâm của các doanh nghiệp ngành đường

sắt. Trong các năm 2016, 2018, 2019, NCS đã có các công trình nghiên cứu liên

quan đến lĩnh vực này được thể hiện trong [11, 13, 14].

Ở Việt Nam, trong những năm gần đây cũng đã một số nghiên cứu bước đầu

về vấn đề xác định thời hạn làm việc của chi tiết trên đầu máy thông qua nghiên cứu

hao mòn và tối ưu hóa chu kỳ sửa chữa có xét tới thời hạn làm việc gamma phần

trăm và chi phí sửa chữa, được thể hiện trong [33], [35], [36], [39], [43], [45 49],

[51 54], [69], [87], [89], [90].

Qua tìm hiểu các công trình nghiên cứu ở nước ngoài và trong nước thấy rằng:

1. Cho đến nay, ở nước ngoài cũng như ở Việt Nam, hệ thống BDSC đầu máy

nói chung vẫn là hệ thống dự phòng - có kế hoạch, trong đó cơ sở cho việc thiết lập

hoặc hiệu chỉnh chu kỳ sửa chữa là các hư hỏng tiệm tiến hay hư hỏng do mòn.

2. Chu kỳ bảo dưỡng sửa chữa đầu máy diesel được xác định theo hao mòn

của các chi tiết cơ bản của: động cơ diesel, bộ phận truyền động và bộ phận chạy.

3. Chu kỳ sửa chữa có thể được xác định bằng:

- Thời gian làm việc của động cơ diesel tính bằng giờ;

- Thời gian làm việc của đầu máy tính theo lịch (ngày, tháng, năm);

- Thời gian làm việc của đầu máy tính bằng quãng đường chạy (km).

Trong đó hầu hết các nước đều sử dụng chu kỳ sửa chữa tính bằng km chạy.

4. Các chu kỳ sửa chữa có tính bội ước số của nhau.

5. Hệ thống chu kỳ sửa chữa đầu máy có thể phân ra thành hai loại:

Hệ thống chu kỳ sửa chữa truyền thống

Ở đây chu kỳ sửa chữa được thiết lập thuần túy về mặt kỹ thuật, tức là chỉ

xét tới hư hỏng nói chung và hao mòn nói riêng của các chi tiết. Như vậy, hệ thống

chu kỳ sửa chữa truyền thống chỉ quan tâm đến độ tin cậy và tính sẵn sàng của máy

móc và thiết bị, không xét tới chí phí và độc lập với quá trình sản xuất.

Hệ thống chu kỳ sửa chữa tiên tiến

Là hệ thống chu kỳ sửa chữa truyền thống được hoàn thiện với những tiêu chí

khác nhau, trong đó có tiêu chí về chi phí sửa chữa, tức là vừa xét tới hư hỏng nói

chung và hao mòn nói riêng vừa xét tới chi phí sửa chữa. Hệ thống chu kỳ sửa chữa

tiên tiến khá đa dạng về hình thức nhưng có chung đặc điểm là phải vừa đảm độ tin

cậy, tính sẵn sàng làm việc của máy móc, thiết vị vừa đảm bảo chi phí là nhỏ nhất.

Hệ thống chu kỳ sửa chữa tiên tiến lại có hai dạng cơ bản như sau:

+ Bảo dưỡng, sửa chữa có kế hoạch (định kỳ), trong đó

- Chỉ xét tới các hư hỏng do mòn (tiệm tiến)

- Vừa xét tới các hư hỏng tiệm tiến vừa xét tới hư hỏng đột xuất

+ Bảo dưỡng, sửa chữa theo trạng thái

Bảo dưỡng, sửa chữa theo trạng thái được tiến hành nhờ các phương pháp và

phương tiện chẩn đoán kỹ thuật bố trí tại các trạm kiểm tra kỹ thuật và trực tiếp trên

đầu máy. Các thiết bị này cung cấp thông tin về trạng thái kỹ thuật của các cụm chi

tiết trên đầu máy một cách liên tục, giúp nhà quản lý đưa ra quyết định về việc sửa

chữa kịp thời và chính xác và ở đây tính chu kỳ không còn là yếu tố quyết định.

Ở nước ngoài, cùng với sự phát triển của KHCN, hệ thống kỳ sửa chữa được

tối ưu hóa bằng nhiều phương pháp khác nhau, rất đa dạng và phong phú, phụ thuộc

vào trình độ khoa học, cơ sở vật chất, trình độ điều hành và quản lý v.v…, trong khi

đó vấn đề này cho đến nay vẫn như chưa được nghiên cứu ứng dụng ở Việt Nam.

Việc ứng dụng các phương pháp đã nêu vào điều kiện Việt Nam, đặc biệt là

trong ngành đường sắt vào thời điểm hiện nay là rất khó khăn, phức tạp. Sau khi tìm

hiểu thấy rằng:

+ Việc ứng dụng các phương pháp tối ưu hóa và bảo dưỡng dự phòng thể hiện

trong Mục 1.5.3 vào điều kiện Việt Nam tại thời điểm hiện nay là không khả thi.

+ Có hai phương pháp tối ưu hóa chu kỳ sửa chữa đối với đầu máy có khả

năng ứng dụng vào điều kiện Việt Nam, đó là:

- Tối ưu hóa hệ thống chu kỳ sửa chữa ở mức cho trước của độ tin cậy tham

số hay nói khác, có xét tới chi phí sửa chữa và tuổi thọ gamma phần trăm.

- Tối ưu hóa hệ thống chu kỳ sửa chữa theo chi phí nhỏ nhất cho sửa chữa có

kế hoạch và sửa chữa đột xuất.

Qua các công trình nghiên cứu [33 36], thấy rằng phương pháp thứ hai liên

qua tới việc thống kê và thiết lập quy luật của các hư hỏng xuất. Như đã trình bày

trong bảng 2.4, trang 57 của luận án, các hư hỏng đột xuất thường ít có quy luật, vì

vậy cần có nhiều thời gian khảo sát với cùng một loại đối tượng và phải có số liệu

thống kê đủ lớn. Điều này chưa thể thực hiện được trong điều kiện cụ thể của ngành

ĐSVN. Còn trong phương pháp thứ nhất, liên quan đến số liệu hao mòn của các chi

tiết, nó thường có quy luật và trên thực tế NCS đã thu thập được số liệu thống kê

khá lớn, do đó nó được coi là khả thi hơn.

Tóm lại, trong hai phương pháp trên, phương pháp thứ nhất là khả thi hơn,

do đó NCS đã lựa chọn và đề xuất ứng dụng phương pháp tối ưu hóa chu kỳ sửa

chữa của đầu máy có xét tới tuổi thọ gamma phần trăm và chi phí sửa chữa có kế

hoạch, nhằm từng bước tiếp cận với vấn đề đã được đặt ra.

Kết luận Chương 1

1. Chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa đầu máy phụ thuộc vào hao mòn và hư hỏng

của các cụm chi tiết chính là động cơ diesel, hệ thống truyền động và bộ phận chạy.

2. Ở các nước tiên tiến hiện vẫn đang sử dụng hệ thống BDSC truyền thống,

nhưng đang được hoàn thiện theo nhiều hướng khác nhau trong đó có việc tối ưu

hóa chu kỳ sửa chữa theo chi phí và từng bước tiến hành bảo dưỡng sửa chữa theo

trạng thái.

3. Các hệ thống chu kỳ BDSC đầu máy ở Việt Nam cũng vẫn là hệ thống

BDSC truyền thống, chủ yếu dựa vào quy định của nhà sản xuất. Việc hoàn thiện

các hệ thống này theo hướng tối ưu hóa có xét tới chi phí là vấn đề còn hoàn toàn

mới mẻ và được lựa chọn làm nội dung nghiên cứu của luận án.

4. Đối tượng nghiên cứu tổng quát được lựa chọn là đầu máy diesel truyền

động điện sử dụng trong ngành đường sắt Việt Nam. Đây là loại đầu máy có tính

năng ưu việt hơn so với đầu máy diesel TĐTL, có số lượng đầu máy đang vận dụng

chiếm tỷ lệ 80,31% (208/259), với tổng công suất chiếm 86,74% (325.700/375.500

mã lực), đang là nguồn sức kéo chủ lực của đường sắt Việt Nam.

5. Phạm vi nghiên cứu được giới hạn là các chi tiết bộ phận chạy (bộ phận

chuyển động) đầu máy D19E do Trung Quốc sản xuất, có công suất lớn, tương đối

hiện đại, được đưa vào sử dụng gần đây nhất (từ năm 2002), có số lượng lớn nhất

trong tổng số đầu máy diesel TĐĐ đang vận dụng, chiếm 30,89% về mặt số lượng

(80/259) và 46,67% về tổng công suất (152.000/325.700 mã lực). Trong thời gian

sắp tới ngành đường sắt Việt Nam tiến hành chế tạo và lắp ráp từ 50 đến 100 đầu

máy nữa, lúc đó nó sẽ thực sự là nguồn sức kéo chủ lực của đường sắt Việt Nam.

Bộ phận chạy là bộ phận quan trọng trên đầu máy, liên quan trực tiếp đến

quá trình vận hành và an toàn chạy tàu, đồng thời đối tượng có ảnh hưởng quyết

định đến việc đưa đầu máy vào sửa chữa.

CHƯƠNG 2

CƠ SỞ XÁC ĐỊNH THỜI HẠN LÀM VIỆC CỦA CÁC CHI TIẾT

TRÊN ĐẦU MÁY ĐẾN KHI HỎNG DO MÒN VÀ XÂY DỰNG

CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN

2.1. Giới thiệu tổng quát các chi tiết bộ phận chạy đầu máy diesel truyền động

điện D19E

2.1.1. Giới thiệu tổng quát về đầu đầu máy D19E

Hiện nay ngành đường sắt Việt Nam sử dụng 80 đầu máy D19E khổ đường

1.000 mm do Trung Quốc chế tạo và được phân bổ cho năm xí nghiệp đầu máy.

Kết cấu tổng thể của đầu máy D19E thể hiện trên hình 2.1 [23]. Các thông số

kỹ thuật cơ bản của đầu máy D19E thể hiện trong bảng 2.1 [23].

Hình 2.1. Kết cấu tổng thể đầu máy D19E

Bảng 2.1 Các thông số kỹ thuật cơ bản của đầu máy D19E

Thông số

TT 1 Năm chế tạo 2 Khổ đường, mm 3 Động cơ diesel 4 Công suất động cơ (dưới điều kiện UIC) 5 Tốc độ vòng quay định mức, r/min 6 Tốc độ vòng quay không tải, r/min 7 Hình thức phun nhiên liệu Ghi chú Từ 2002 1.000 Caterpillar 3512B 1.455 kW; 1.900 (mã lực) 1.800 600 Điện tử

Thông số

TT 8 Phương thức nạp khí 9 Suất tiêu hao nhiên liệu ở công suất danh nghĩa, Ghi chú Có tăng áp 197

g/kW.h

10 Phương thức truyền động điện 11 Khối lượng trục, tấn 12 Khối lượng lượng chỉnh bị, tấn 13 Công thức trục 13 Khoảng cách giữa các trục, mm 14 Khoảng cách tâm cối chuyển hướng, mm 15 Bán kính đường cong tối thiểu, m 15a - Đường chính tuyến 15b - Đường nhánh 16 Tốc độ đầu máy, km/h

AC - DC 13,5 81 C0 - C0 1650 8100 100 70 120 16a

- Tốc độ tối đa (đường kính bánh xe tính theo nửa mài mòn 965 mm) 16b - Tốc độ dài hạn liên tục 17 Lực kéo đầu máy, kN

17a

17b

- Lực kéo khởi động lớn nhất (dòng điện khởi động hạn chế) - Hệ số bám hạn chế - Lực kéo liên tục, (dòng điện liên tục hạn chế) - Hệ số bám hạn chế Kích thước bên ngoài lớn nhất, mm - Dài - Rộng - Cao

19 Chiều cao trung tâm đầu đấm trên ray, mm 20 Dung tích thùng nhiên liệu, lít 21 Dung tích dầu bôi trơn động cơ, lít 22 Dung tích nước làm mát, lít 23 Sức chứa thùng cát, kg 24 Công suất hãm lớn nhất, kW 25 Lực hãm điện trở lớn nhất, kN 14,7 355,2 250 224 201 16.000 2.900 3.935 880 3.500 318 600 400 1.243,8 162

2.1.2. Giới thiệu tổng quát về giá chuyển hướng đầu máy diesel truyền động

điện D19E

Giá chuyển hướng hay còn gọi là bộ phận chạy của đầu máy nói chung và

đầu máy diesel truyền động điện, cho dù dải công suất của đầu máy là khác nhau,

nhưng đều có chung kết cấu tương tự nhau. Trong đó các bộ phận cơ bản nhất bao

gồm: khung giá chuyển hướng, các động cơ điện kéo, các bộ trục bánh xe. Ngoài ra

trong giá chuyển hướng còn bố trí các cơ cấu dẫn động, thiết bị hãm và hệ thống lò

xo, giảm chấn... Giá chuyển hướng giúp cho đầu máy đi qua đường cong được dễ

dàng, đòi hỏi phải có khả năng giảm bớt các lực xung kích xuống đường ray, cũng

như cản bớt các lực ngược lại từ ray lên giá chuyển hướng khi đầu máy chạy qua

vùng lồi lõm không bằng phẳng của đường.

Kết cấu tổng thể của giá chuyển hướng đầu máy D19E được thể hiện trên

hình 2.2 [23]. Các thông số kỹ thuật cơ bản của giá chuyển hướng đầu máy D19E

thể hiện trong bảng 2.2 [23].

Hình 2.2. Kết cấu giá chuyển hướng D19E

1. Xà dọc cạnh; 2. Hộp bôi trơn gờ bánh xe; 3. Bánh xe; 4. Lò xo cao su;

5.Thanh kéo; 6. ĐCĐK; 7. Hãm tay; 8. Xilanh hãm; 9. Thùng cát.

Bảng 2.2. Các thông số kỹ thuật cơ bản của giá chuyển hướng đầu máy D19E

TT Thông số Ghi chú

1 Cự ly trục, mm 2 x 1.650

2 Cự ly trung tâm 2 giá chuyển, mm 8.100

3 Đường kính bánh xe mới, mm 1.000

4 Đường kính bánh xe nhỏ nhất cho phép, mm 930

5 Khối lượng bản thân của giá chuyển, tấn 14,53

6 Khối lượng của mỗi trục lò xo, tấn 2,647

7 Tỷ số truyền động của hộp giảm tốc trục 79:17 = 4,6471

8 Độ nhún tĩnh tổng của thiết bị treo lò xo, mm 124 +12 =136

9 Độ nhún tĩnh của lò xo cao su hệ I, mm 122+2 =124

10 Độ nhún tĩnh của lò xo tròn hệ II, mm 12+2=14

11 Hệ số cản của giảm chấn dầu hướng thẳng đứng hệ I, kN.s/m 60 kN.s/m

12 Hệ số cản của giảm chấn dầu hướng ngang hệ II, kN.s/m 60 kN.s/m

13 Hệ số cản của giảm chấn dầu hướng dọc hệ II, kN.s/m 600 kN.s/m

14 Độ rơ ngang tự do khung giá đối với thân xe, mm ± 20

15 Độ rơ ngang đàn tính khung giá đối với thân xe, mm ± 5

16 Độ rơ ngang đàn tính tương đối giữa bầu dầu với khung ± (5;15;5) giá, mm

17 Độ rơ ngang tự do tương đối giữa trục bx với bầu dầu, mm ± (0,5; 0,5; 0,5)

18 Góc quay tự do tương đối giữa khung giá với thân xe 4,7o

19 Chiều cao của điểm kéo cách mặt ray, mm 670

20 Lắp phanh cơ sở kiểu QB-2 và QB-2S (phanh đơn nguyên) 6 bộ

21 Đường kính nồi hãm, mm 177,5

22 Bội suất hãm 4

23 Tỷ suất hãm (khi hãm khẩn) 0,593

24 Tỷ suất hãm tay 0,1288

2.1.3. Kết cấu bộ trục bánh xe đầu máy D19E

Bộ trục bánh xe là cụm chi tiết quan trọng trong bộ phận chạy đầu máy, nó

đóng vai trò quyết định trong việc hình thành lực kéo, lực hãm và liên quan trực tiếp

đến sự chuyển động an toàn của đoàn tàu. Bộ trục bánh xe đầu máy phải có mức độ

phát huy sức kéo đồng đều trên vành bánh xe.

Mặt lăn bánh xe phải có biên dạng hình côn, để đảm bảo cho đầu máy có khả

năng tự ổn định với trục tâm đường sắt trong chuyển động rắn bò (trên đoạn đường

thẳng), thông qua ghi một cách dễ dàng và giảm bớt sự trượt lết của mặt lăn bánh xe

với mặt đường khi thông qua đường cong.

Bộ trục bánh xe đầu máy diesel truyền động điện có kết cấu định hình, bao

gồm: trục bánh, bánh xe. Trên trục bánh có các đầu trục lắp với hộp dầu, có các bệ

bánh để lắp chặt với bánh xe, có vị trí để lắp chặt bánh răng bị động của hộp giảm

tốc trục, có các vị trí để lắp đặt gối đỡ động cơ điện kéo.

Kết cấu bộ trục bánh xe đầu máy D19E thể hiện trên hình 2.3 và 2.4 [23].

Hình 2.3. Kết cấu bộ trục bánh xe đầu máy D19E

1. Trục bánh xe (đầu trục); 2. Moay ơ bánh xe; 3,8. Nút bơm dầu thủy lực; 4. Mâm

bánh xe (bánh xe); 5. Mặt lăn bánh xe; 6. Gờ (lợi) bánh xe; 7. Bạc (cút-xi nê) gối

đỡ ĐCĐK; Vòng chắn bụi; 5. Nút bơm dầu thủy lực; 9. Bánh răng bị động của hộp

giảm tốc trục; Dmax- Đường kính lớn nhất của bánh xe khi còn mới; Dmin- Đường

kính bánh xe nhỏ nhất cho phép (khi đã mòn đến giới hạn cho phép)

Hình 2.4. Bộ trục bánh xe đầu máy D19E

1. Trục bánh; 2. Bánh răng truyền động; 3. Bánh xe

Biên dạng mặt lăn bánh xe đầu máy D19E thể hiện trên hình 2.5.

Hình 2.5. Biên dạng mặt lăn bánh xe đầu máy D19E

2.1.4. Kết cấu động cơ điện kéo trên đầu máy D19E

2.1.4.1. Kết cấu tổng thể cụm động cơ điện kéo-bộ trục bánh xe trên đầu máy diesel

truyền động điện

Kết cấu tổng thể cụm động cơ điện kéo-bộ trục bánh xe trên đầu máy diesel

truyền động điện thể hiện trên hình 2.6.

Hình 2.6. Kết cấu tổng thể cụm động cơ điện kéo-bộ trục bánh xe

trên đầu máy diesel truyền động điện

1. Tai đỡ ĐCĐK trên khung giá chuyển hướng; 2. Bánh răng chủ động; 3. Bánh răng bị

động; 4. Vỏ hộp giảm tốc trục; 5. Gối đỡ ĐCĐK trên trục bánh xe; 6. Vòng làm kín; 7,13.

Bạc phía trên và phía dưới của gối đỡ ĐCĐK; 8. Nắp đậy; 8. Bản thép mỏng;

10. Nút; 11. Bối len bôi trơn; 12. Tai đỡ; 14. Then; 14,19. Các thanh đỡ nhỏ;

16. Lò xo; 17. Bu lông liên kết; 18. Thanh liên kết; 20. Đầu thanh liên kết; 21. Chốt an toàn

2.1.4.2. Các thông số cơ bản của ĐCĐK trên đầu máy D19E

Các thông số cơ bản của ĐCĐK trên đầu máy D19E thể hiện trong bảng 2.3 [23].

Bảng 2.3. Các thông số cơ bản của ĐCĐK trên đầu máy D19E

TT Thông số Ghi chú

1 Nước sản xuất Trung Quốc

2 Ký hiệu ZQDR-310

3 Công suất định mức, kW 500

4 Dòng điện định mức, A 680

TT Thông số Ghi chú

5 Vòng quay định mức, r/min 750

6 Vòng quay lớn nhất, r/min 3.100

7 Điện áp lớn nhất, V 1.200

8 Dòng điện lớn nhất, A 1.000

9 Phương thức kích từ Nối tiếp

10 Cấp cách điện H/H

Cưỡng bức bằng không khí thông gió ngoài

11 Chế độ làm việc Liên tục

12 Phương thức làm mát

13 Lưu lượng gió làm mát định mức, m3/ph 110

2.1.4.3. Sơ đồ bố trí động cơ điện kéo trên đầu máy D19E

Sơ đồ bố trí ĐCĐK và hệ thống bánh răng truyền động trên trục bánh xe của

giá chuyển hướng đầu máy D19E được thể hiện trên hình 2.7 [23].

a) b)

Hình 2.7. Sơ đồ bố trí ĐCĐK và hệ thống bánh răng truyền động trên trục bánh xe của giá chuyển hướng đầu máy D19E a. Giá chuyển hướng phía trước; b. Giá chuyển hướng phía sau

1. Bánh răng chủ động (bánh răng nhỏ); 2. Bánh răng bị động (bánh răng lớn);

3. Động cơ điện kéo; 4. Bánh xe; 5. Khung giá chuyển hướng

2.1.4.4. Kết cấu tổng thể động cơ điện kéo trên đầu máy D19E

Kết cấu tổng thể ĐCĐK đầu máy D19E được thể hiện trên hình 2.8 [23].

8. Đầu cốt động lực; 9. Nắp kiểm tra cổ góp; 10. Dây dẫn động lực; 11. Bánh răng chủ động; 12. Bánh răng bị động

Hình 2.8. Kết cấu tổng thể động cơ điện kéo đầu máy D19E 1. Bánh xe; 2. Hệ thống cao su giảm chấn; 3. Thân vỏ động cơ điện kéo; 4. Lỗ thuyền dầu lắp vào cổ trục bánh xe; 5. Bánh xe đầu máy; 6. Hộp thuyền dầu; 7. Bầu dầu bôi trơn bạc trục;

2.1.4.5. Kết cấu một số bộ phận cơ bản của động cơ điện kéo đầu máy D19E

a. Mặt cắt ngang động cơ điện kéo đầu máy D19E

1. Bu lông; 2. Nắp chắn mỡ bi cầu; 3. Vòng bi cầu; 4. Bích đầu trục; 5. Bu lông đầu trục; 6. Nắp đầu sau; 7. Bu lông vành ghép ngoài cổ; 8. Vành dập hồ quang; 9. Hộp giá mang than; 10. Cọc bắt giá đỡ chổi than; 11. Bu lông bắt giá mang than;12. Bu lông bắt dây cáp mang than; 13. Thân rô to; 14. Vỏ stato; 15. Nắp đầu trước; 16. Bu lông nắp; 17. Bu lông nắp chắn mỡ đầu trước; 18. Vành chặn mỡ ngoài; 19. Trục Roto; 20. Vòng bi trụ; 21. Vành chặn mỡ trong; 22. Nắp chắn mỡ đầu trước; 23. Cổ góp.

Mặt cắt ngang động cơ điện kéo đầu máy D19E thể hiện trên hình 2.9 [23].

Hình 2.9. Mặt cắt ngang động cơ điện kéo đầu máy D19E

b. Kết cấu tổng thể roto động cơ điện kéo đầu máy D19E

Kết cấu tổng thể roto động cơ điện kéo đầu máy D19E được thể hiện trên hình 2.10 [23].

Hình 2.10. Kết cấu tổng thể roto động cơ điện kéo đầu máy D19E

1. Lõi thép phần ứng; 2. Dây quấn phần ứng; 3. Đai dây quấn phần ứng;

4. Vành ép trong; 5.Vành góp; 6. Vành ép ngoài; 7. Bulông ép vành ngoài;

8. Rãnh thông gió làm mát roto; 9. Nêm rãnh dây quấn phần ứng ; 10. Trục phần ứng

c. Kết cấu gối đỡ động cơ điện kéo đầu máy D19E

Gối đỡ động cơ điện kéo là một trong những chi tiết trên đầu máy phải làm

việc trong môi trường nặng nhọc, bôi trơn khó khăn, phải tiếp xúc trực tiếp với môi

trường bên ngoài, chịu tác động của tải trọng va đập, chịu mài mòn nhiều trong quá

trình đầu máy vận dụng.

Kết cấu gối đỡ động cơ điện kéo đầu máy D19E được thể hiện trên hình 2.11,

hình 2.12 [23].

Hình 2.11. Kết cấu bạc gối đỡ động cơ điện kéo đầu máy D19E

Hình 2.12. Hình ảnh ĐCĐK ZQDR 310 và bạc gối đỡ

1.Thân ĐCĐK; 2. Miệng lắp ống xếp đưa khí làm mát; 3. Tai treo trên khung giá

chuyển hướng; 4. Nắp ổ và các lỗ thông gió; 5. Trục và bánh răng chủ động của

ĐCĐK; 6. Bạc gối đỡ ĐCĐK lắp trên trục bánh xe (bạc treo tựa trục);

7. Hộp dầu bôi trơn bạc gối đỡ ĐCĐK; 8. Dây động lực và máng dây

2.2. Các dạng hư hỏng của chi tiết trên đầu máy diesel

2.2.1. Các dạng hư hỏng theo tác động của ngoại lực

Trên đầu máy diesel có hàng chục nghìn chi tiết khác nhau, do đó trong quá

trình sử dụng, các chi tiết này có thể gặp nhiều loại hư hỏng khác nhau, và nguyên

nhân của các loại hư hỏng đó cũng hết sức đa dạng. Tuy nhiên, các dạng hư hỏng có

thể quy về ba nhóm chính như sau [31], [32], [49]:

- Nhóm thứ nhất: các hư hỏng do hao mòn;

- Nhóm thứ hai: các hư hỏng do tác động cơ giới;

- Nhóm thứ ba: các hư hỏng do tác dụng hóa-nhiệt.

2.2.1.1. Các dạng hư hỏng do hao mòn

Hao mòn là quá trình tất yếu xảy ra, là không thể tránh khỏi đối với các chi

tiết làm việc ở chế độ ma sát kể cả trong trường hợp tuân thủ đầy đủ các quy định

về quy trình khai thác và bảo dưỡng sửa chữa.

Trong hao mòn lại chia ra:

- Hao mòn bình thường: thông thường có quy luật và có thể xác định được

quy luật đó. Loại hư hỏng do mòn này thường được gọi là hư hỏng tiệm tiến hay hư

hỏng dần dần.

- Hao mòn không bình thường (hao mòn đột biến như xước, kẹt, xây sát,

v.v.): thường xảy ra do không tuân thủ các quy trình kỹ thuật về khai thác, bảo

dưỡng, sửa chữa, do không đảm bảo chế độ bôi trơn, do quá tải về nhiệt và các

nguyên nhân khác như mòn vẹt, tróc, hao mòn với cường độ quá lớn. Nói chung,

dạng hao mòn này không có quy luật hoặc rất khó xác định các quy luật đó. Loại hư

hỏng do mòn này được gọi là hư hỏng đột ngột, đột biến hay đột xuất.

Quá trình hao mòn của chi tiết xảy ra kèm theo các hiện tượng lý-hóa phức

tạp và chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố. Nhìn chung có thể chia ra những dạng hao

mòn chủ yếu như: mòn dính (mòn tróc), mòn oxy hóa, mòn ôxy hóa, mòn do hạt

mài, mòn rỗ (mòn đậu mùa) [31], [32], [49].

Nhìn chung, phần lớn các hư hỏng của chi tiết máy và phương tiện đều xảy

ra do quá trình mài mòn tự nhiên của chúng. Hao mòn là kết quả không tránh khỏi

của các chi tiết máy và phương tiện khi chúng làm việc và nó là một trong những

yếu tố làm giảm thời gian vận dụng hay tuổi thọ của các đối tượng đó.

Để tiến hành bảo dưỡng cũng như sửa chữa máy và phương tiện một cách

khoa học và đúng kỹ thuật, phải tiến hành nghiên cứu và nắm được những yếu tố có

ảnh hưởng trực tiếp tới tuổi thọ của chúng.

2.2.1.2. Các dạng hư hỏng do tác động cơ giới

Các hư hỏng do tác động cơ giới thường có các biểu hiện dưới dạng nứt, vỡ,

bong, tróc, thủng, cong, xoắn v.v.

Trong quá trình làm việc của máy và phương tiện, rất nhiều chi tiết chịu tải

trọng thay đổi về trị số và về hướng. Dưới tác dụng của các tải trọng đó, ở những vị

trí tập trung ứng suất, sau một thời gian sử dụng sẽ xuất hiện những vết nứt tế vi;

những vết nứt tế vi đó, tùy thuộc vào trị số và tần số của lực tác dụng, sẽ dần dần

lan truyền thành những vết nứt lớn và cuối cùng chi tiết bị phá hủy. Các hiện tượng

phá hủy này được gọi là phá hủy do mỏi của kim loại.

Sự phá huỷ kim loại do tải trọng đổi hướng xảy ra không những ở những tải

trọng có trị số nhỏ hơn giới hạn bền, mà cả ở những tải trọng có trị số nhỏ hơn giới

hạn chảy.

Sự hình thành vết nứt mỏi trên bề mặt chi tiết không chỉ do ứng suất uốn và

xoắn có chu kỳ gây nên, mà cả khi kéo-nén theo chu kỳ. Vết nứt mỏi trong trường

hợp này thường sinh ra trên bề mặt chi tiết vì các lớp bề mặt này chịu ứng suất chu

kỳ kém hơn.

Ngoài ra, khi chi tiết làm việc ở tải trọng lớn hơn tải trọng tính toán và khi độ

cứng bề mặt và sự bố trí tương hỗ giữa chúng thay đổi thì sẽ xuất hiện ứng suất dư,

làm cho chi tiết bị cong, xoắn, dập, tróc, thủng v.v. Bên cạnh đó, các loại hư hỏng

này còn có thể xuất hiện do không tuân thủ quy trình công nghệ sửa chữa, lắp ráp,

do biến dạng và ứng suất đột biến trong quá trình làm việc.

2.2.1.3. Các dạng hư hỏng do tác động hóa - nhiệt

Mòn do nhiệt (hay mòn nhiệt) xuất hiện do tác dụng của lượng nhiệt sinh ra

khi các chi tiết bị ma sát ở tốc độ trượt lớn và tải trọng đơn vị cao. Trong các điều

kiện đó, trên các bề mặt làm việc của chi tiết sản sinh ra một lượng nhiệt khá lớn

không kịp tản sâu vào kim loại, do đó các lớp bề mặt chi tiết bị đốt nóng tới các

nhiệt độ rất cao. Tùy thuộc vào vật liệu và chế độ gia công nhiệt luyện của chi tiết,

nhiệt độ cao sinh ra do ma sát có thể dẫn đến sự gia công nhiệt có đặc thù riêng của

các lớp bề mặt chi tiết kèm theo các hiện tượng như kết tinh lại, ram, tôi, tôi thứ cấp

và nóng chảy bề mặt trong một số trường hợp. Do những hiện tượng đó, cấu trúc

các lớp bề mặt chi tiết bị thay đổi và độ bền của kim loại giảm xuống nhanh chóng.

Các hư hỏng do tác dụng hóa nhiệt thường biểu hiện dưới dạng cong vênh,

ăn mòn, già hóa lớp cách điện, cháy, rỗ v.v.

2.2.2. Các dạng hư hỏng theo thời gian tác động

Tùy theo khoảng thời gian tác động mà các dạng hư hỏng nói trên có thể diễn

ra nhanh hay chậm, từ đó có thể có các yếu tố gây hỏng dần dần hoặc hỏng đột

ngột. Như vậy, trong mỗi nhóm hư hỏng nói trên đều có thể có các hư hỏng diễn ra

dần dần và các hư hỏng diễn ra đột ngột.

Vì vậy, về mặt hình thức biểu hiện, các yếu tố gây hư hỏng có thể còn được

phân thành ba nhóm:

- Hỏng tiệm tiến (hỏng dần dần);

- Hỏng do quá tải;

- Hỏng do lão hóa (già hóa).

Hỏng tiệm tiến (hỏng dần dần) là khái niệm chung của quá trình hao mòn

(mài mòn), mỏi và ăn mòn (gỉ) - những dạng hỏng chủ yếu của các sản phẩm kỹ

thuật cơ khí. Đây là những yếu tố không thể loại trừ được, kể cả khi tuân thủ một

cách chặt chẽ quy trình sử dụng, khai thác.

Hỏng do quá tải thường xảy ra do sử dụng sai quy định, hoặc do sự hỏng

tiệm tiến gây ra khiến tải trọng tăng lên vượt quá giá trị giới hạn, nó trực tiếp dẫn

đến sự hư hỏng hoặc làm tăng quá trình hỏng tiệm tiến.

Hỏng do lão hóa (già hóa) là quá trình biến đổi (không thuận nghịch) trong

vật liệu, làm thay đổi độ bền. Nó chỉ được coi là các yếu tố gây hư hỏng khi nó xuất

hiện ngoài quá trình công nghệ chế tạo.

2.2.2.1. Hỏng dần dần (hỏng tiệm tiến)

Hỏng dần dần (hỏng tiệm tiến) là hư hỏng xuất hiện cùng với sự suy giảm

dần dần các thông số chất lượng, làm cho các trị số của nó vượt ra ngoài mức giới

hạn cho phép.

Biểu hiện của hỏng dần dần còn có thể phân ra như sau:

Nhóm thứ nhất: mài mòn cơ học-hao mòn bình thường.

Nhóm thứ hai: mỏi.

Nhóm thứ ba: ăn mòn hóa học, gỉ, già hóa hoặc lão hóa.

Đây cũng là những dạng hỏng chủ yếu của các sản phẩm kỹ thuật cơ khí, là

những yếu tố không thể loại trừ được, kể cả khi tuân thủ một cách chặt chẽ quy

trình sử dụng, khai thác.

2.2.2.2. Hỏng đột ngột (hỏng đột xuất)

Hỏng đột ngột (hư hỏng đột xuất) là hư hỏng xuất hiện cùng với sự biến đổi

đột ngột các thông số chất lượng của sản phẩm. Các hư hỏng có tính chất đột xuất

thường xảy ra ít hơn và nguyên nhân của chúng phần lớn là do hậu quả của việc

không tuân thủ đầy đủ và triệt để các quy trình, quy tắc vận hành.

Biểu hiện của hỏng đột ngột có thể phân ra như sau:

Nhóm thứ nhất: hao mòn không bình thường hay hao mòn đột biến như: hao

mòn với cường độ quá lớn, xước, kẹt, xây xát, mòn vẹt, bong, tróc v.v...

Nhóm thứ hai: nứt, vỡ, gãy, dập, bong, tróc, thủng, cong, vênh, xoắn, v.v...

Nhóm thứ ba: cong, vênh, ăn mòn, gỉ, cháy, rỗ, già hóa lớp cách điện, lão

hóa các chi tiết phi kim loại (cao su, chất dẻo) v.v...

Đối với các phần tử hư hỏng đột ngột lại phân ra: hư hỏng đột ngột không

phục hồi và hư hỏng đột ngột có phục hồi.

Để ngăn ngừa những hư hỏng đột xuất, người ta thiết lập một hệ thống

bảo dưỡng và sửa chữa theo kế hoạch định trước và hệ thống đó có một vai trò

rất quan trọng.

Mặt khác, các hư hỏng trên đầu máy chịu ảnh hưởng của hàng loạt yếu tố

luôn tác động tương hỗ và phụ thuộc lẫn nhau như: tải trọng, dao động, va đập, rung

động, điều kiện môi trường, chất lượng kết cấu hạ tầng: trắc dọc, đường cong, tốc

độ vận hành trên tuyến v.v…

Việc đánh giá ảnh hưởng của từng yếu tố đến hao mòn, hư hỏng của các chi

tiết đầu máy trong quá trình khai thác trên tuyến là vấn đề hết sức phức tạp, cần có

những nghiên cứu chuyên biệt với các thử nghiệm chuyên biệt và công phu, có thể

phải tiến hành thông qua nhiều đề tài nghiên cứu khác nhau. Mặt khác, những

nghiên cứu đó cũng cần được kiểm chứng bằng các thử nghiệm trong phòng thí

nghiệm. Ở các nước tiên tiến vấn đề này đã và đang được nghiên cứu và ngày càng

hoàn thiện. Còn trong ngành ĐSVN tại thời điểm này, vấn đề nêu trên có thể coi là

bất khả thi. Trong khi chưa thể thực hiện được những nghiên cứu như trên, người ta

có thể đánh giá ảnh hưởng tổng hợp của tất cả các yếu tố thông qua số liệu thống kế

về hao mòn, hư hỏng trong quá trình khai thác thực tế trên tuyến trong một khoảng

thời gian xác định nào đó. Cách làm này đã được các nước áp dụng khi xây dựng hệ

thống BDSC dự phòng-có kế hoạch của đầu máy [92 100] và cũng là cách làm mà

NCS lựa chọn.

Qua phân tích trên đây, có thể tổng hợp các loại hao mòn, hư hỏng của chi tiết

trên đầu máy thể hiện trong bảng 2.4.

Bảng 2.4. Tổng hợp các loại hao mòn, hư hỏng của chi tiết trên đầu máy

Các hư hỏng do tác động của ngoại lực

Các hư hỏng theo thời gian tác động

(tải trọng, dao động, va đập, rung động, điều kiện môi trường, chất lượng kết cấu hạ tầng: trắc dọc, đường cong, tốc độ vận hành trên tuyến…)

Do mòn Hỏng dần dần Hỏng đột ngột

Do tác động cơ giới Do tác động hoá-nhiệt cơ học (tiệm tiến) (đột xuất)

- Mòn cơ học

- Mòn bình thường - Mỏi

(có quy luật) - Già hoá Cong, vênh, xoắn, nứt, vỡ, bong, tróc, thủng, mỏi, cháy, rỗ… (có quy luật) Mỏi, cong, vênh, xoắn, nứt, vỡ, bong, tróc, thủng… (ít có quy luật) - Mòn bất thường

Cong, vênh, xoắn, nứt, vỡ, bong, tróc, thủng, cháy, rỗ, ăn mòn (gỉ), già hoá (ít có quy luật)

Xem xét 2 dạng hư hỏng

Hỏng dần dần (tiệm tiến) Hỏng đột ngột (đột xuất)

Có quy luật + Ít khi có quy luật

Quy luật hao mòn của chi tiết theo thời gian là cơ sở cho việc thiết lập chu kỳ sửa chữa dự phòng-có kế hoạch hay còn gọi là sửa chữa định kỳ Các hư hỏng đột xuất được đưa vào sửa chữa được gọi là sửa chữa đột xuất (sửa chữa theo trạng thái). Nó không nằm trong hệ thống sửa chữa định kỳ

+ Nếu có quy luật

Khi đó có thể đưa vào hệ thống sửa chữa định kỳ. Khi đó hệ thống sửa chữa định kỳ được nâng cấp một bước và còn gọi là hệ thống sửa chữa tiên tiến hơn

Đề tài luận án chưa có điều kiện nghiên cứu về các hư hỏng đột xuất. Trong thời gian tiếp theo có thể đặt vấn đề nghiên cứu về vấn đề này

Đề tài luận án chỉ đặt vấn đề nghiên cứu về hư hỏng dần dần, cụ thể là hư hỏng do mòn cơ học của một số chi tiết chính làm việc ở chế độ ma sát dưới tác động tổng hợp của tất cả các yếu tố thông qua cường độ hao mòn của chúng trong quá trình khai thác

2.3. Mô hình xác định và đánh giá đặc trưng hao mòn một số chi tiết chính bộ

phận chạy đầu máy diesel truyền động điện

Phương pháp xác định và đánh giá đặc trưng hao mòn các chi tiết nhóm

pittông-xécmăng-xilanh và nhóm trục khuỷu-bạc trục động cơ đầu máy diesel có thể

tham khảo trong [32], [49], [50].

Khi nghiên cứu quá trình hao mòn các chi tiết bộ phận chạy của đầu máy diesel

nói chung và đầu máy diesel truyền động điện nói riêng, cần quan tâm trước hết tới độ

mòn và khe hở của các chi tiết và cặp chi tiết chính sau đây:

1. Độ mòn mặt lăn và gờ bánh xe

2. Độ mòn (khe hở mối ghép) gối đỡ ĐCĐK

3. Độ mòn cổ góp ĐCĐK

Để thực hiện mục tiêu nghiên cứu, cần tiến hành khảo sát quá trình hao mòn

của các chi tiết đã nêu tại các xí nghiệp đầu máy thông qua việc theo dõi, đo đạc,

thu thập và thống kê các số liệu về hao mòn của chúng ở các cấp sửa chữa và

khoảng thời gian làm việc giữa các lần sửa chữa đó. Các số liệu này được đo đạc,

xác định cho từng vị trí cụ thể của từng chi tiết theo đúng các quy định trong quy

trình sửa chữa hiện hành của Tổng Công ty đường sắt Việt Nam.

2.3.1. Mô hình xác định và đánh giá đặc trưng hao mòn các chi tiết bộ trục bánh

xe đầu máy diesel

2.3.1.1. Hao mòn và hư hỏng các chi tiết bộ trục bánh xe đầu máy diesel truyền

động điện D19E

Bộ trục bánh xe đầu máy nói chung có nhiều dạng hư hỏng [32], [50], ta có

thể phân hư hỏng làm ba khu vực theo chi tiết là trục bánh, bánh xe và bánh răng

truyền động.

a. Các hư hỏng đối với trục bánh

Trong các chi tiết hợp thành bộ trục bánh xe thì các hư hỏng bình thường do

hao mòn của cổ trục bánh là ổn định nhất, vì các bề mặt lắp ghép của trục với hai

bánh xe và bánh răng là lắp chặt, duy nhất có thân giữa trục với bạc lót gối đỡ động

cơ điện kéo là mối ghép lỏng và có chế độ bôi trơn thủy động, cường độ hao mòn

của mối ghép này tương đối nhỏ.

Các hư hỏng đột xuất của trục bánh bao gồm: cào xước thân trục tại vị trí lắp

ổ đỡ ĐCĐK; cào xước cổ trục; cong trục; nứt do mỏi hoặc hoặc gãy trục.

b. Các hư hỏng đối với bánh xe

Bánh xe là chi tiết quan trọng và bị hao mòn nhiều nhất, dẫn đến hay phải tiện

khôi phục biên dạng mặt lăn, cuối cùng đi đến thay thế cả bánh xe. Nguyên nhân là

do quá trình vận hành, mặt lăn bánh xe làm việc ở điều kiện nặng nhọc, thường phát

sinh ứng suất tiếp xúc rất lớn với đường ray, có khi vượt quá giới hạn chảy.

Ngoài ra bánh xe thường bị quay trượt, làm mài mòn mặt lăn quá nhanh, sự

trượt của mặt lăn bánh xe theo ray thường thường xảy ra khi bánh xe tịnh tiến lăn

theo ray. Do các đặc tính trong sử dụng, thông thường bánh xe đầu máy hay phát

sinh các hư hỏng chủ yếu ở vùng lợi và mặt lăn như sau [31].

- Mòn mỏng lợi bánh xe

Lợi bánh xe là một phần của mâm bánh có chức năng dẫn hướng cho giá

chuyển hướng nói riêng và đầu máy nói chung, đảm bảo cho các cặp bánh xe đầu

máy luôn luôn nằm trên đường, vì vậy lợi bánh xe luôn phải làm việc trong điều

kiện khốc liệt, chịu ma sát mài mòn với nấm ray, đặc biệt khi đầu máy đi vào đường

cong, qua ghi, đường ngang giao cắt với đường bộ hoặc các đoạn đường có bố trí

ray hộ luân. Ta thấy rằng lợi bánh xe với kích thước tiêu chuẩn ban đầu là 30 mm

(đo cách mặt lăn 10 mm) quá trình sử dụng bị mài mòn bề mặt tiếp xúc với nấm ray,

khi lợi càng mòn sâu thì bề mặt mòn càng có dạng mặt phẳng dựng đứng vuông góc

với đường tâm của mâm bánh.

Hình 2.13. Hao mòn mặt lăn và gờ bánh xe

- Mòn đùn lợi bánh xe

Đây là một dạng mòn lợi bánh xe được coi là bất thường. Lợi bánh ngoài

việc bị mòn mỏng ra, còn có hiện tượng kim loại bị cán đùn đẩy tạo thành gờ ở đỉnh

lợi, hiện tượng này thường xảy ra khi lợi bánh xe được phục hồi bằng cách hàn đắp

với chất lượng que hàn không tốt, độ cứng thấp hoặc khi đôi bánh xe đầu máy lắp

lệch so với các bánh xe khác trên giá chuyển, sinh hiện tượng một lợi bánh xe luôn

bị cà vào nấm ray trong quá trình vận dụng của đầu máy.

Hình 2.14. Mòn đùn lợi bánh xe

- Mòn lõm mặt lăn bánh xe:

Mòn lõm là hiện tượng mặt lăn mòn sâu, tương đối đều toàn bộ chu vi bánh

xe ở vùng xung quanh vòng lăn. Mòn lõm sinh ra thay đổi biên dạng của bánh xe,

làm cho bánh xe mất đi các khả năng: triệt tiêu chuyển động rắn bò, bù trừ thay đổi

vận tốc dài khi máy vào đường cong hay xử lý độ siêu cao, độ gia khoan của đường.

Vì vậy khi bánh xe bị mòn lõm thường xẩy ra trượt, lết tức thời một bên trong một

cặp bánh xe, làm tốc độ mòn mặt lăn nhanh hơn. Ngoài ra còn có các hư hỏng khác

như mòn không đều lợi bánh xe, nứt rạn bề mặt lợi bánh xe.

Tất cả các trường hợp mòn, nứt trên xảy ra trong quá trình vận hành đều phải

đưa vào xưởng để sửa chữa theo qui trình.

Biên dạng mòn mặt lăn và gờ bánh xe đầu máy được thể hiện trên hình 2.15.

Hình 2.15. Biên dạng mòn mặt lăn và gờ bánh xe đầu máy

Đường I. Biên dạng ban đầu của bánh xe; Đường II. Biên dạng mòn của bánh xe sau

quá trình vận dụng; Đường III. Biên dạng của bánh xe sau khi phục hồi có hàn đắp gờ

bánh; Đường IV. Biên dạng của bánh xe sau khi phục hồi không có hàn đắp gờ bánh

c. Các hư hỏng đối với bánh răng bộ truyền động

Điều kiện làm việc của cặp bánh răng truyền động khá nặng nhọc vì phải

truyền mô men lớn. Ma sát giữa hai bánh răng là loại ma sát hỗn hợp, bao gồm cả

ma sát lăn và ma sát trượt, ma sát ướt và ma sát nửa ướt. Trong quá trình bánh răng

làm việc, tỷ lệ giữa ma sát khô và ma sát ướt không ổn định, tốc độ dịch chuyển, lực

tác dụng và các nhân tố tác động luôn thay đổi. Khi tốc độ dịch chuyển càng lớn, tỷ

lệ ma sát ướt tăng thì hệ số ma sát giảm xuống. Ngược lại khi tốc độ dịch chuyển

giảm thì ma sát xảy ra ở dạng nửa ướt và hệ số ma sát tăng. Qua những đặc điểm

này, ta thấy sự mài mòn của bánh răng là quá trình phức tạp và không ổn định.

a. Hao mòn

- Bề mặt răng bị mòn không chỉ do tác động của tốc độ di chuyển mà còn do

tác động của tải trọng (hoặc áp lực đơn vị) lên bánh răng

Khu vực vòng tròn chia: đây là khu vực mòn nhiều nhất.

Phần trên vòng tròn chia: khu vực này (gồm cả đỉnh răng) mòn tương đối ít.

Khu vực từ vòng tròn chia xuống tới chân răng: khu vực này không mòn

nhiều lắm.

Hao mòn bề mặt răng dẫn đến khe hở gia tăng.

b. Hỏng đột xuất

Đặc trưng của sự hư hỏng này là tróc rỗ bề mặt do không đảm bảo độ bền

tiếp xúc, các vết nứt tế vi và các vết lõm, độ sâu của các vết nứt tế vi hoặc các vết

lõm này bằng chính chiều dày của lớp ứng suất dư.

Mặc dù vậy, trong phạm vi luận án này không xem xét quá trình hao mòn và hư

hỏng đột xuất của cặp bánh răng hộp giảm tốc trục trong bộ phận chạy của đầu máy.

2.3.1.2. Mô hình nghiên cứu

Các đại lượng cần xử lý trong trường hợp này là độ mòn mặt lăn và gờ bánh

xe của đầu máy đang sử dụng tại các xí nghiệp đầu máy trong khoảng thời gian

khảo sát xác định [32], [50].

Thông qua quá trình khảo sát, đo đạc và thống kê về độ mòn của mặt lăn

và gờ bánh xe trong quá trình vận dụng, khi giải thể ở các cấp sửa chữa và

khoảng thời gian làm việc giữa các lần sửa chữa, tiến hành xác định cường độ

mòn của mặt lăn cũng như của gờ bánh xe đối với từng bánh xe bên phải và bên

trái của một bộ trục bánh.

Mô hình tổng quát xử lý số liệu thống kê xác định các đặc trưng hao mòn

mặt lăn và gờ bánh xe đầu máy được thể hiện trong bảng 2.5.

Đối với bộ trục bánh xe, quá trình xử lý các số liệu tổng hợp bao gồm:

- Xử lý độ mòn và cường độ hao mòn tổng hợp cho các bánh xe của từng

trục bánh (bao gồm cả bánh xe bên trái và bên phải).

- Xử lý độ mòn và cường độ hao mòn tổng hợp cho tất cả các bánh xe trong

cùng một vế (phải và trái) cho các bộ trục bánh trong một giá chuyển hướng và cho

toàn bộ đầu máy.

- Xử lý độ mòn và cường độ mòn tổng hợp của các bánh xe trong từng giá

chuyển hướng và của toàn bộ đầu máy.

Thông qua quá trình xử lý nêu trên, ta nhận được các thông số đặc trưng hao

mòn khác nhau, trong đó có kỳ vọng toán độ mòn ở một thời điểm xác định, tương ứng

với một cấp sửa chữa xác định (với khoảng thời gian làm việc xác định của đầu máy

tính bằng kilômét chạy) và cường độ hao mòn hay quy luật hao mòn theo thời gian làm

việc. Trong đó quan trọng nhất là các giá trị kỳ vọng toán cường độ hao mòn của mặt

lăn và gờ bánh xe theo thời gian làm việc của đầu máy tính bằng mm/105 km.

Bảng 2.5. Mô hình tổng quát xử lý số liệu thống kê xác định đặc trưng

Hao mòn mặt lăn bánh xe (MLBX)

Hao mòn gờ bánh xe (GBX)

Trục số 1

Trục số j

Trục số m

Tổng hợp

Trục số 1

Trục số j

Trục số m

Tổng hợp

số liệu

BXT BXP BXT BXP BXT

BXP BXT BXP BXT BXP BXT BXP BXT

BXP BXT BXP

hao mòn mặt lăn và gờ bánh xe đầu máy diesel

1 ...

2 ...

3 ...

.

...

n

Tập n số liệu

Đặc trưng mòn BX1T

Đặc trưng mòn BX1P

Đặc trưng mòn BXjT

Đặc trưng mòn BXjP

Đặc trưng mòn BXmT

Đặc trưng mòn BXmP

Đặc trưng mòn BX1T

Đặc trưng mòn BX1P

Đặc trưng mòn BXjT

Đặc trưng mòn BXjP

Đặc trưng mòn BXmT

Đặc trưng mòn BXmP

Đặc trưng mòn tổng hợp BXT

Đặc trưng mòn tổng hợp BXP

Đặc trưng mòn tổng hợp BXT

Tập 2n số liệu

Đặc trưng hao mòn tổng hợp BX số 1

Đặc trưng hao mòn tổng hợp BX số j

Đặc trưng hao mòn tổng hợp BX số m

Đặc trưng hao mòn tổng hợp BX số 1

Đặc trưng hao mòn tổng hợp BX số j

Đặc trưng hao mòn tổng hợp BX số m

Đặc trưng mòn tổng hợp BXP Đặc trưng hao mòn tổng hợp các BX đầu máy

Đặc trưng hao mòn tổng hợp các BX đầu máy

Trong đó:

- Số số liệu thống kê về hao mòn: i = 1, 2,... , n

- Số trục bánh xe của đầu máy cần khảo sát: j = 1, 2,... , m

* Đầu máy D9E, D12E: m = 4

* Đầu máy D13E, D18E, D19E, D20E: m = 6

- Các ký hiệu: BX T - bánh xe bên trái; BX P - bánh xe bên phải

2.3.1.3. Ý nghĩa thực tiễn của việc nghiên cứu hao mòn

1. Thông số về cường độ hao mòn cho phép so sánh các đặc trưng hao mòn

của các trục bánh xe với nhau, của các bánh xe bên trái và bên phải với nhau, của các

bánh xe dẫn hướng với các bánh xe không dẫn hướng, của các bánh xe trong các giá

chuyển hướng với nhau và tổng hợp cho tất cả các bánh xe trong toàn đầu máy.

2. Cường độ hao mòn mặt lăn và gờ bánh xe cho phép xác định được thời

gian làm việc của bánh xe theo giá trị độ mòn cho phép của mặt lăn hoặc gờ bánh,

mặt khác, có thể xác định được tuổi thọ kỹ thuật của bánh xe theo lượng dự trữ hao

mòn mặt lăn và gờ bánh, hay cho tới khi xuất hiện các giá trị độ mòn giới hạn tương

ứng. Ngoài ra, các đặc trưng về cường độ hao mòn còn là cơ sở cho việc kiểm

nghiệm và hiệu chỉnh (rút ngắn hoặc kéo dài) chu kỳ giải thể, sửa chữa bộ trục bánh

xe của các loại đầu máy đã nêu.

3. Các thông số về cường độ hao mòn của mặt lăn và gờ bánh xe còn cho phép

phân tích, đánh giá chất lượng của các chi tiết trong quá trình vận dụng, mối quan hệ

giữa điều kiện khai thác với quá trình hao mòn, cho phép dự báo được trạng thái kỹ

thuật và thời hạn làm việc hay tuổi thọ còn lại của chúng, lập kế hoạch chi phí phụ tùng

vật tư dự trữ cho đầu máy trong quá trình khai thác và bảo dưỡng, sửa chữa.

4. Căn cứ giá trị độ mòn cho phép của mặt lăn và gờ bánh xe trong quá trình

vận dụng của đầu máy và cường độ hao mòn tổng hợp (hao mòn bình thường) của

chúng, có thể xác định được thời hạn làm việc của cặp bánh xe giữa hai kỳ giải thể

và sửa chữa bộ trục bánh xe theo từng chỉ tiêu tương ứng, nhằm khôi phục biên

dạng mặt lăn

6. Căn cứ lượng dự trữ hao mòn của mặt lăn bánh xe và cường độ hao mòn

tổng hợp của mặt lăn, có thể dự báo sơ bộ được tuổi thọ kỹ thuật thuần tuý (không

kể đến lượng gia công cơ khí biên dạng mặt lăn và gờ bánh xe ở các cấp sửa chữa)

của bánh xe đầu máy.

2.3.2. Mô hình xác định và đánh giá đặc trưng hao mòn các chi tiết gối đỡ động

cơ điện kéo

2.3.2.1. Các hư hỏng đối với gối đỡ ĐCĐK

Mối ghép gối đỡ ĐCĐK là mối ghép có bôi trơn thuỷ động. Trong quá trình

làm việc, dạng hư hỏng chủ yếu là hao mòn các bề mặt làm việc: hao mòn cổ trục

bánh xe tại vị trí lắp gối đỡ và hao mòn bạc lót gối đỡ; bạc gối đỡ bị mòn dạng ô

van và dạng côn... Ngoài ra có thể có các hư hỏng khác như cháy rỗ, cào xước, biến

mầu các bề mặt của mối ghép, bong tróc cả lớp kim loại chống mòn ở mặt đầu, mặt

trụ của bạc. Khi các chi tiết bị mòn, khe hở gối đỡ ĐCĐK sẽ tăng lên, chất lượng

bôi trơn giảm càng làm tăng quá trình hao mòn.

2.3.2.2. Mô hình nghiên cứu

Các đại lượng ngẫu nhiên liên tục cần xử lý trong trường hợp này là độ mòn

hoặc khe hở gối đỡ ĐCĐK của đầu máy đang sử dụng tại các xí nghiệp đầu máy

trong khoảng thời gian khảo sát xác định [31], [32].

Thông qua quá trình khảo sát, đo đạc và thống kê về độ mòn hoặc khe hở của

gối đỡ ĐCĐK trong quá trình vận dụng và đặc biệt khi giải thể ở các cấp sửa chữa,

tiến hành thiết lập các tập số liệu về độ mòn, cường độ mòn của các gối đỡ, hoặc

khe hở của chúng, và cường độ gia tăng khe hở của các gối đỡ ĐCĐK đối với từng

bánh xe bên phải và bên trái của một bộ trục bánh.

Mô hình tổng quát xử lý số liệu thống kê xác định các đặc trưng hao mòn gối

đỡ ĐCĐK trên trục bánh xe đầu máy được thể hiện trong bảng 2.6.

Bảng 2.6. Mô hình tổng quát xử lý số liệu thống kê xác định đặc trưng hao mòn

Hao mòn (khe hở) gối đỡ ĐCĐK

(khe hở) gối đỡ ĐCĐK đầu máy diesel

TT

Trục số 1

Trục số j

Trục số m

Tổng hợp

số liệu

BXT

BXP

BXT

BXP

BXT

BXP

BXT

BXP

1 ...

2 ...

3 ...

.

...

.

...

.

...

n

...

Tập n số liệu

Đặc trưng mòn gối đỡ ĐCĐK BX1T

Đặc trưng mòn gối đỡ ĐCĐK BX1P

Đặc trưng mòn gối đỡ ĐCĐK BXjT

Đặc trưng mòn gối đỡ ĐCĐK BXjP

Đặc trưng mòn gối đỡ ĐCĐK BXmT

Đặc trưng mòn gối đỡ ĐCĐK BXmP

Đặc trưng mòn tổng hợp gối đỡ ĐCĐK BXP

Đặc trưng mòn tổng hợp gối đỡ ĐCĐK BXT

Đặc trưng hao mòn tổng hợp gối đỡ ĐCĐK BX số 1

Đặc trưng hao mòn tổng hợp gối đỡ ĐCĐK BX số j

Đặc trưng hao mòn tổng hợp gối đỡ ĐCĐK BX số m

Tập 2n số liệu

Đặc trưng hao mòn tổng hợp gối đỡ ĐCĐK các BX đầu máy

Trong đó:

- Số số liệu thống kê về hao mòn: i = 1, 2,... , n

- Số trục bánh xe của đầu máy cần khảo sát: j = 1,2,... , m

* Đầu máy D9E, D12E: m = 4

* Đầu máy D13E, D18E, D19E: m = 6

- Các ký hiệu: BXT - bánh xe bên trái; BXP - bánh xe bên phải

Đối với gối đỡ ĐCĐK, quá trình xử lý các số liệu tổng hợp bao gồm:

- Xử lý độ mòn và cường độ hao mòn, hoặc khe hở và cường độ gia tăng khe

hở các gối đỡ ĐCĐK cho từng trục bánh (bao gồm cả gối đỡ bánh xe bên trái và

bên phải).

- Xử lý độ mòn và cường độ hao mòn tổng hợp, hoặc khe hở và cường độ gia

tăng khe hở tổng hợp cho tất cả các gối đỡ ĐCĐK trên trục bánh xe trong cùng một

vế (phải và trái), cho các bộ trục bánh trong một giá chuyển hướng và cho toàn bộ

đầu máy.

- Xử lý độ mòn và cường độ mòn tổng hợp, hoặc hoặc khe hở và cường độ

gia tăng khe hở tổng hợp của các gối đỡ ĐCĐK trên trục bánh xe trong từng giá

chuyển hướng và của toàn bộ đầu máy.

Thông qua phương pháp xử lý nêu trên, ta nhận được các thông số đặc trưng

hao mòn khác nhau, (chủ yếu là kỳ vọng toán độ mòn ở một thời điểm xác định,

tương ứng với một cấp sửa chữa xác định, với thời gian làm việc tính bằng kilômét

chạy xác định của đầu máy, và cường độ hao mòn hay quy luật hao mòn theo thời

gian), trong đó quan trọng nhất là các giá trị kỳ vọng toán cường độ hao mòn hoặc

cường độ gia tăng khe hở gối đỡ ĐCĐK theo thời gian làm việc của đầu máy tính

bằng mm/105 km.

2.3.2.3. Ý nghĩa thực tiễn của việc nghiên cứu hao mòn

1. Thông số về cường độ hao mòn hoặc cường độ gia tăng khe hở gối đỡ

ĐCĐK cho phép so sánh các đặc trưng hao mòn của các gối đỡ trên trục bánh xe

với nhau, của các gối đỡ trên trục bánh xe bên trái và bên phải với nhau, của gối đỡ

trên các bánh xe dẫn hướng với các bánh xe không dẫn hướng, của các gối đỡ trên

các bánh xe trong các giá chuyển hướng với nhau và tổng hợp cho tất cả các gối đỡ

trên các bánh xe trong toàn đầu máy.

2. Cường độ hao mòn hoặc cường độ gia tăng khe hở gối đỡ ĐCĐK cho

phép xác định được thời gian làm việc của gối đỡ trên trục bánh xe theo giá trị độ

mòn hoặc khe hở cho phép của gối đỡ; mặt khác, có thể xác định được tuổi thọ kỹ

thuật gối đỡ ĐCĐK theo lượng dự trữ khe hở, hay cho tới khi xuất hiện các giá trị

độ mòn hoặc khe hở giới hạn tương ứng. Ngoài ra, các đặc trưng về cường độ hao

mòn còn là cơ sở cho việc kiểm nghiệm và hiệu chỉnh (rút ngắn hoặc kéo dài) chu

kỳ giải thể, sửa chữa bộ trục bánh xe theo hao mòn của gối đỡ ĐCĐK của các loại

đầu máy đã nêu.

3. Các thông số về cường độ hao mòn hoặc cường độ gia tăng khe hở gối đỡ

ĐCĐK còn cho phép phân tích, đánh giá chất lượng của các chi tiết trong quá trình

vận dụng, mối quan hệ giữa điều kiện khai thác với quá trình hao mòn, cho phép dự

báo được trạng thái kỹ thuật và thời hạn làm việc hay tuổi thọ còn lại của chúng,

lập kế hoạch chi phí phụ tùng vật tư dự trữ cho đầu máy trong quá trình khai thác và

bảo dưỡng, sửa chữa.

4. Căn cứ giá trị độ mòn hoặc khe hở cho phép của gối đỡ ĐCĐK trong quá

trình vận dụng của đầu máy và cường độ hao mòn hoặc cường độ gia tăng khe hở

tổng (hao mòn bình thường) của chúng, có thể xác định được thời hạn làm việc của

gối đỡ ĐCĐK giữa hai kỳ giải thể và sửa chữa bộ trục bánh xe.

5. Căn cứ lượng dự trữ hao mòn hoặc lượng dự trữ khe hở gối đỡ ĐCĐK và

cường độ gia tăng khe hở tổng hợp của gối đỡ, có thể dự báo sơ bộ được tuổi thọ kỹ

thuật thuần tuý (không kể đến lượng gia công cơ khí gối đỡ ở các cấp sửa chữa) của

gối đỡ trên trục bánh xe đầu máy.

2.3.3. Mô hình xác định và đánh giá đặc trưng hao mòn cổ góp động cơ điện kéo

đầu máy diesel

2.3.3.1. Các hư hỏng hư hỏng của cổ góp động cơ điện kéo

Do điều kiện làm việc của cổ góp là rất khắc nghiệt: luôn luôn trượt có ma

sát và đánh lửa nên hư hỏng của cổ góp chủ yếu là hao mòn cổ góp và cháy rỗ. Bề

mặt cổ góp bị cào xước, độ hao mòn lớn do bụi bẩn và cát bám vào; các mỡ thừa

văng ra nhiều tạo bám bụi bẩn, lực ép lò xo của giá than quá lớn. Cổ góp cháy xám,

biến màu, độ nhảy lớn do nắn điện không tốt, lực ép lò xo giá than không tốt.

2.3.3.2. Mô hình nghiên cứu

Để thực hiện mục tiêu nghiên cứu, cần tiến hành khảo sát quá trình hao mòn

cổ góp ĐCĐK của đầu máy vận dụng tại các xí nghiệp đầu máy thông qua việc theo

dõi, đo đạc, thu thập và thống kê các số liệu về hao mòn ở các cấp sửa chữa có giải

thể trong khoảng thời gian xác định [32], [50]. Các số liệu này được đo đạc, xác

định cho từng vị trí cụ thể của từng cổ góp theo đúng các quy định trong quy trình

sửa chữa hiện hành. Thông qua quá trình thống kê, khảo sát và đo đạc về độ mòn

của cổ góp ĐCĐK sẽ xác lập được các tập số liệu về độ mòn và cường độ mòn của

từng cổ góp.

Mô hình tổng quát xử lý số liệu thống kê xác định các đặc trưng hao mòn cổ

góp ĐCĐK được thể hiện trong bảng 2.7.

Như vậy với mô hình đã nêu, có thể xác định được các hàm mật độ và các đặc

trưng bằng số của từng tập số liệu đơn vị (thông số hao mòn cục bộ của từng từng cổ

góp; ngoài ra mô hình còn cho phép tổng hợp các tập số liệu đơn vị thành các tập số

liệu có kích thước lớn hơn và cho kết quả là các đặc trưng hao mòn tổng hợp.

Bảng 2.7. Mô hình tổng quát xử lý số liệu thống kê xác định đặc trưng

TT số

Hao mòn cổ góp

Tổng hợp

liệu

ĐCĐK trục BX số 1

ĐCĐK trục BX số j

ĐCĐK trục BX số m

...

Đặc trưng hao mòn cổ góp ĐCĐK trục BX số j

Đặc trưng hao mòn cổ góp ĐCĐK trục BX số m

Đặc trưng hao mòn tổng hợp của cổ góp CĐK

Đặc trưng hao mòn cổ góp ĐCĐK trục BX số 1

hao mòn cổ góp động cơ điện kéo đầu máy diesel

Trong đó:

- Số số liệu thống kê về hao mòn: i = 1, 2,... , n

- Số trục bánh xe của đầu máy cần khảo sát: j = 1,2,... , m

* Đầu máy D9E, D12E: m = 4

* Đầu máy D13E, D18E, D19E: m = 6

- Các ký hiệu: BXT - bánh xe bên trái; BXP - bánh xe bên phải

2.3.3.3. Ý nghĩa thực tiễn của việc nghiên cứu hao mòn

1. Các giá trị cường độ hao mòn của từng cổ góp và các giá trị cường độ hao

mòn tổng hợp của chúng cho phép phân tích, đánh giá và so sánh hao mòn giữa các

cổ góp với nhau trong cùng một loại đầu máy, và so sánh hao mòn của cổ góp

ĐCĐK trên các loại đầu máy khác nhau.

2. Các thông số về cường độ hao mòn của cổ góp là cơ sở để xác định thời

gian làm việc của ĐCĐK giữa hai kỳ giải thể, sửa chữa. Nói một cách tổng quát

hơn, các đặc trưng cường độ hao mòn còn là cơ sở cho việc kiểm nghiệm và hiệu

chỉnh (rút ngắn hoặc kéo dài) chu kỳ giải thể, bảo dưỡng, sửa chữa hiện hành của

động cơ điện kéo trên các loại đầu máy đã nêu.

3. Căn cứ lượng dự trữ hao mòn, các giá trị độ mòn giới hạn và cường độ hao

mòn thực tế, có thể xác định được tuổi thọ kỹ thuật hay thời hạn phục vụ của các

loại ĐCĐK đã khảo sát theo hao mòn cổ góp.

4. Các thông số về cường độ hao mòn của cổ góp còn cho phép phân tích,

đánh giá chất lượng của các chi tiết trong quá trình vận dụng, mối quan hệ giữa điều

kiện khai thác với quá trình hao mòn, cho phép dự báo được trạng thái kỹ thuật và

thời hạn làm việc hay tuổi thọ còn lại của chúng, lập kế hoạch chi phí phụ tùng vật

tư dự trữ cho đầu máy trong quá trình khai thác và bảo dưỡng, sửa chữa.

2.4. Cơ sở xác định thời hạn làm việc của chi tiết hư hỏng do mòn

2.4.1. Khái niệm chung

Trong quá trình làm việc, chất lượng ban đầu của phần tử (chi tiết) bị thay

đổi do chúng bị hao mòn hoặc do xuất hiện những khuyết tật khác. Sự hao mòn của

chi tiết làm thay đổi chất lượng bề mặt của chúng, thay đổi kích thước và hình dạng

ban đầu; trên các bề mặt làm việc xuất hiện các vết xây sát và xước, các bề mặt làm

việc biến thành ôvan, hình côn; một số chi tiết có thể bị cong, vênh. Tính chất của

lớp bề mặt chi tiết cũng thay đổi trong quá trình hao mòn.

Sự thay đổi kích thước và hình dạng hình học của chi tiết dẫn đến đặc tính

lắp ghép ban đầu bị phá vỡ. Đối với các chi tiết lắp lỏng, khi bị mòn thì khe hở giữa

chúng tăng lên từ trị số ban đầu cho tới trị số cho phép lớn nhất, gây ra tiếng ồn và

tiếng gõ đập khi làm việc.

Hao mòn các cặp ma sát là nguyên nhân chủ yếu dẫn đến sự hư hỏng dần dần

của đa số các cơ cấu và máy móc. Diễn biến của quá trình hao mòn trong thời hạn làm

việc của cặp ma sát phụ thuộc vào hàng loạt các yếu tố ảnh hưởng, trong đó chủ yếu là:

- Sự tương tác giữa các bề mặt tiếp xúc, tải trọng, tốc độ tương đối, độ bóng

bề mặt, các tính chất đàn hồi và dẻo của lớp bề mặt;

- Các tính chất của kết cấu, công nghệ và điều kiện khai thác.

Những yếu tố trên đây không những tác động đồng thời mà còn ảnh hưởng qua

lại lẫn nhau, do đó kết quả quan sát được, chẳng hạn như độ mòn theo thời hạn, có thể

có những quy luật khác nhau. Kết quả quan sát đó chỉ là một biểu hiện của quá trình

mòn ngẫu nhiên. Tất cả những biểu hiện nhận được nhờ những quan sát khác nhau về

quá trình mòn đối với các cặp ma sát cùng loại, trong cùng một điều kiện làm việc, tạo

thành một tập mẫu hay một tập biểu hiện của quá trình mòn ngẫu nhiên.

Quá trình hao mòn có thể được xem xét theo hai mô hình: mô hình truyền

thống (mô hình cổ điển) và mô hình xác suất. Quá trình hao mòn của chi tiết xét

theo mô hình truyền thống có thể tham khảo trong [31], [32], [49]. Trong luận án

này không xem xét mô hình hao mòn truyền thống, chỉ xem xét quá trình hao mòn

của chi tiết xét theo quan điểm xác suất.

2.4.2. Quá trình hao mòn của chi tiết xét theo quan điểm xác suất

Để xác định các chỉ tiêu độ tin cậy của nhóm chi tiết bị hao mòn có thể tiến

hành theo hai cách [16], [41].

- Đánh giá những quy luật vật lý trong quá trình hư hỏng;

- Đánh giá các thông tin về thời hạn hỏng hoặc về quá trình hao mòn nhờ

phương pháp thống kê toán học.

Theo cách thứ nhất, ảnh hưởng của các yếu tố chủ yếu đến độ tin cậy cần xác

định bằng con đường giải tích, dựa trên kết quả nghiên cứu các quá trình cơ, lý,

hoá-lý, nhiệt, điện và sự cân bằng năng lượng. Nhưng do tính chất phức tạp của quá

trình biến đổi tính chất của cặp chi tiết, tính đa dạng của các yếu tố ảnh hưởng, cho

nên trong thực tế rất khó xác định một cách chính xác các quy luật đó.

Theo cách thứ hai, có thể đánh giá các chỉ tiêu độ tin cậy theo thời hạn hỏng và

theo các biểu hiện mòn qua kết quả thử nghiệm, khảo sát, đo đạc, v.v. Vì vậy, hiện nay

trong thực tế phân tích độ tin cậy, người ta thường áp dụng phương pháp này.

Giả sử khảo sát phần tử cùng kiểu loại, làm việc ở chế độ ma sát trong

cùng một điều kiện như nhau. Qua kết quả khảo sát ta nhận được một tập hợp các

giá trị độ mòn theo thời hạn . Tập hợp các giá trị độ mòn đó được gọi là các biểu

hiện hay thể hiện của quá trình mòn ngẫu nhiên và chúng tạo thành một tập mẫu của

quá trình mòn ngẫu nhiên.

Khi đó các độ mòn được đặc trưng bởi một họ đường cong , trong đó

mỗi đường cong (hay mỗi thể hiện) có một xác suất nhất định tương ứng với điều

kiện đã cho nào đó.

Quá trình mòn ngẫu nhiên được thể hiện trên hình 2.16 [16], [41].

Nếu giả thiết rằng độ mòn lớn nhất cho phép (độ mòn giới hạn) của các phần

tử là , thì tại thời điểm , hoành độ của các thể hiện mòn chính là

thời hạn làm việc của các phần tử cho tới khi độ mòn của chúng đạt giá trị giới hạn

. Khi đó mỗi phần tử sẽ đạt tới giá trị độ mòn giới hạn ở những thời điểm khác

nhau, cụ thể là các thời điểm nào đó.

Hình 2.16. Quá trình hao mòn ngẫu nhiên và các hàm mật độ phân bố

Như vậy, tập hợp các thời điểm là thời hạn làm việc của các

phần tử khi độ mòn của chúng đã đạt tới giá trị giới hạn . Đây là một tập số liệu

ĐLNN liên tục, và từ tập số liệu này ta thiết lập được hàm (hình 2.16), và đó là

hàm mật độ phân bố thời hạn làm việc của các phần từ khi độ mòn của chúng đã đạt

tới giá trị giới hạn, điều đó đồng nghĩa với thời hạn làm việc tới hỏng.

Nếu xét một thời điểm bất kỳ, khi , tung độ các thể hiện mòn

chính là độ mòn tại thời điểm ấy. Khi đó mỗi phần tử sẽ có một giá trị độ mòn khác

nhau, cụ thể là .

Như vậy, tập hợp các thời điểm thực chất là độ mòn của các

phần tử tại thời điểm . Đây là một tập số liệu ĐLNN liên tục, và từ tập số liệu này

ta thiết lập được hàm (hình 2.16), và đó là hàm mật độ phân bố độ mòn của

các phần tại thời điểm .

2.4.3. Xác định các chỉ tiêu độ tin cậy theo thời gian hỏng do mòn

Khi xác định độ tin cậy theo thời gian hỏng, cần thiết phải có số liệu thống

kê về thời gian hỏng. Việc thu thập số liệu thống kê về hao mòn là nhiệm vụ rất

quan trọng vì nó liên quan tới mức độ chính xác của các kết luận được rút ra từ đó.

Với giả thiết độ mòn giới hạn của các phần tử là , ta cần quan tâm xem các

thể hiện mòn vượt quá mức cho trước như thế nào, hoặc quan tâm tới xác suất để

độ mòn ở một thời điểm xác định không rơi vào miền giá trị cho trước nào đó.

Ở đây biến cố hỏng xảy ra khi độ mòn lớn hơn hoặc bằng giá trị giới hạn:

(2.1)

Tại thời điểm bất kỳ, xét tích phân

(2.2)

Giá trị của tích phân này bằng diện tích trên biểu đồ hàm mật độ phân bố

. Đây là xác suất để tại thời điểm độ mòn của các phần tử đã đạt tới giá trị

giới hạn , hay nói khác, đó chính là xác suất hỏng.

Mặt khác:

(2.3)

Giá trị của tích phân này bằng diện tích trên biểu đồ hàm mật độ phân bố

. Đây là xác suất để tại thời điểm độ mòn của các phần tử chưa đạt tới giá trị

giới hạn , hay nói khác, đó chính là xác suất làm việc không hỏng (hàm tin cậy).

Thời hạn làm việc (không hỏng) gamma phần trăm được xác định từ biểu

thức [16], [41], [97]

(2.4)

Sau khi đã xác định được quy luật phân bố thời hạn hỏng mà cụ thể là hàm

, ta hoàn toàn xác định được các chỉ tiêu độ tin cậy của cặp chi tiết theo các

phương pháp đã biết trong [16], [41], [97].

Nhược điểm của cách đánh giá độ tin cậy theo thời gian hỏng là ở chỗ, nó

không cho biết mối quan hệ giữa các tham số của phân bố với các thông số kết cấu

cũng như các thông số làm việc của cặp ma sát, vì vậy, không cho phép rút ra những

kết luận về tính chất vật lý của quá trình hư hỏng, tức là khó có thể đưa ra những

biện pháp hữu hiệu để nâng cao độ tin cậy của cặp ma sát đang xét.

Để khắc phục nhược điểm trên, người ta thường tiến hành đánh giá độ tin

cậy của cặp ma sát theo các biểu hiện mòn [16], [41].

2.4.4. Xác định chỉ tiêu độ tin cậy theo các biểu hiện mòn

Các đại lượng đặc trưng cho quá trình hao mòn thường là độ mòn, khối

lượng hoặc thể tích mòn, v.v. Xác định độ tin cậy theo các biểu hiện mòn thực chất

là tìm mối quan hệ hàm số giữa các đặc trưng xác suất của các đại lượng ngẫu nhiên

về độ mòn hoặc cường độ (tốc độ) hao mòn với thời hạn khai thác.

Trong đa số trường hợp, cường độ của quá trình hao mòn sau thời kỳ chạy rà

có thể được mô tả bởi một quá trình dừng, tức là kỳ vọng và phương sai của cường

độ hao mòn là các hằng số. Nói cách khác, các biểu hiện mòn được coi là các đường

thẳng, có hệ số góc (cường độ mòn) là .

Như vậy, mô hình của một biểu hiện mòn được biểu diễn bởi quan hệ tuyến tính

(2.5)

trong đó:

- độ mòn sau thời hạn chạy rà;

- cường độ hao mòn.

Nếu không kể thời kỳ chạy rà, vì thời kỳ đó quá ngắn so với toàn bộ thời hạn

phục vụ, ta có

(2.6)

Quá trình mòn ngẫu nhiên với thời hạn liên tục và phổ thực liên tục như vậy

được coi là quá trình Gauss.

Xét tích phân

(2.7)

Giá trị của tích phân này bằng diện tích trên biểu đồ hàm mật độ phân bố

(hình 2.16). Đây là xác suất để tại thời điểm độ mòn của các phần tử chưa

vượt quá giá trị giới hạn , hay nói khác, đó chính là xác suất làm việc không

hỏng (hàm tin cậy).

Mặt khác:

(2.8)

Giá trị của tích phân này bằng diện tích trên biểu đồ hàm mật độ phân bố

(hình 2.16). Đây là xác suất để tại thời điểm độ mòn của các phần tử đã vượt

quá giá trị giới hạn , hay nói khác, đó chính là xác suất hỏng.

Sau đây ta xem xét quan hệ giữa độ tin cậy và cường độ hao mòn.

Giả sử sau thời hạn làm việc độ mòn có mật độ , được biểu diễn trên

hình 2.16. Ta sẽ xét xem ở thời điểm ấy các biểu hiện mòn đạt và vượt mức giới han

như thế nào.

Nếu độ mòn có phân bố chuẩn, với , thì hàm mật độ của nó có dạng

(2.9)

và mật độ của cường độ hao mòn, xét trong đoạn làm việc ổn định (quá trình dừng),

có dạng

(2.10)

Xác suất không hỏng của cặp chi tiết ở thời điểm là xác suất để độ mòn ở

thời điểm đó không vượt quá giá trị giới hạn, tức là

. (2.11)

Nếu mật độ dạng phân bố chuẩn, thì xác suất không hỏng bằng

(2.12)

Xác suất này có số đo bằng diện tích hình dưới đường cong với các

giới hạn tương ứng (phần gạch chéo trên hình 2.16).

Một cách tổng quát, có thể xét mô hình tuyến tính dạng (2.5) có kể tới độ

mòn sau khi chạy rà . Khi đó độ mòn sau chạy rà và cường độ hao mòn

được coi như là các đại lượng ngẫu nhiên độc lập với nhau.

Theo kết quả của nhiều nghiên cứu [16], người ta đã chỉ ra rằng độ mòn sau

khi chạy rà có thể được coi là có phân bố chuẩn. Mặt khác, nếu cho rằng các yếu

tố ảnh hưởng đến quá trình hao mòn là độc lập với nhau và cường độ hao mòn của

cặp chi tiết là tổng các cường độ hao mòn do riêng từng nguyên nhân tác dụng gây

ra, thì cường độ hao mòn cũng được coi là tuân theo quy luật phân bố chuẩn [16].

Như đã biết [16], hàm tuyến tính của các biến ngẫu nhiên phân bố chuẩn

cũng phân bố chuẩn. Do vậy, kỳ vọng toán học của độ mòn bằng

(2.13)

và phương sai

(2.14)

Với giả thiết có phân bố chuẩn ở thời điểm , ta có hàm mật độ tuổi thọ

(2.15)

Đó là hàm mật độ phân bố Bernstein [16].

Xác suất làm việc không hỏng tương ứng bằng:

và xác suất hỏng

Thay từ (2.15) vào hai biểu thức và trên đây, ta được [16]

(2.16)

(2.17)

trong đó hàm là hàm phân bố chuẩn chuẩn hoá được lấy giá trị bằng cách tra

bảng (Bảng 2, trong Phụ lục của [41]).

Thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma phần trăm được xác định như sau [16],

[41], [97]. Từ (2.16) có thể rút ra phân vị đối với phân bố chuẩn.

(2.18)

trong đó: z - phân vị của hàm phân bố chuẩn chuẩn hóa

(2.19)

Với xác suất cho trước, có thể xác định được bằng hàm phân bố chuẩn

chuẩn hóa.

Chẳng hạn, cần xác định thời hạn làm việc gamma 50, 75, 80, 85 và 90%, thì

thay ; ; ; ; .

ứng của

Sau đó, từ hàm phân bố chuẩn chuẩn hóa, xác định được các giá trị tương là: z(0,5) = 0; z(0,75) = 0,608; z(0,80) = 0,805; z(0,85) = 0,104 và z(0,9)= 1,282. Thay các giá trị tương ứng của z vào (2.18) rồi giải ta được các giá trị t

tương ứng là ; ; ; và .

Mặt khác, từ (2.17), có thể rút ra phân vị đối với phân bố chuẩn.

. (2.20)

Tương tự như trên, với xác suất cho trước, có thể xác định được bằng

, ta được tuổi thọ gamma phần trăm.

hàm phân bố chuẩn chuẩn hóa. Thay các giá trị đã biết vào (2.20) và giải phương trình này theo Các biểu thức độ tin cậy của cặp chi tiết ứng với các dạng biểu hiện mòn khác nhau được thể hiện trong bảng 2.8. Trong thực tế thường gặp các mô hình 1 và 3, còn các mô hình 2 và 4 là các trường hợp đặc biệt [16].

Bảng 2.8. Xác suất hỏng của các dạng biểu hiện mòn khác nhau

Mô hình Biểu đồ của các biểu hiện mòn Các thông số về độ tin cậy

Như vậy, khi đã biết biểu hiện mòn thông qua đo đạc, khảo sát hoặc thống kê

và biết độ mòn hoặc khe hở giới hạn của các chi tiết hoặc mối ghép nhờ các phương

pháp tính toán hoặc dựa theo các tiêu chuẩn, quy trình quy định, việc xác định độ tin

cậy của một cặp ma sát có thể được tiến hành theo trình tự sau đây [16] [41]:

- Mỗi biểu hiện mòn được thay thế bằng một đường thẳng theo phương pháp

bình phương bé nhất;

- Xác định độ mòn trong quá trình chạy rà (nếu cần) và cường độ hao mòn

cho mỗi biểu hiện;

- Xác định quy luật phân bố thực nghiệm và phân bố lý thuyết;

- Kiểm nghiệm sự phù hợp của phân bố thực nghiệm với phân bố lý thuyết

bằng tiêu chuẩn hoặc tiêu chuẩn Kolmogorov;

- Xác định các giá trị kỳ vọng và phương sai tương ứng:

và ;

- Xác định hàm mật độ phân bố cường độ hao mòn ;

- Với độ mòn giới hạn đã biết, tiến hành xác định hàm tin cậy (hàm xác suất

làm việc không hỏng) , hàm xác suất hỏng và thời hạn làm việc không

hỏng gamma phần trăm theo (2.16), (2.17), (2.18), (2.19), (2.20).

2.5. Xây dựng chương trình tính toán xác định thời hạn làm việc của các chi

tiết hư hỏng do mòn

Cho đến nay, NCS chưa tiếp cận được bất cứ phần mềm chuyên biệt nào của

nước ngoài cũng như ở trong nước về việc xác định thời hạn làm việc tới khi hỏng

do mòn của các đối tượng cơ khí nói chung và đầu máy, toa xe nói riêng. Vì vậy,

trên cơ sở lý thuyết trình bày trong Mục 2.4, bằng ngôn ngữ lập trình Matlab NCS

đã tiến hành tự xây dựng chương trình tính toán xác định thời hạn làm việc của các

chi tiết hư hỏng do mòn để phục vụ cho nội dung của luận án như sau.

2.5.1. Lưu đồ thuật toán của chương trình

Lưu đồ thuật toán chương trình tính toán xác định thời hạn làm việc của các

phần tử cơ khí có hư hỏng do mòn thể hiện trên hình 2.17.

Hình 2.17. Lưu đồ thuật toán chương trình tính toán xác định thời hạn làm việc của

các phần tử cơ khí có hư hỏng do mòn

2.5.2. Các tính năng chính của chương trình

- Nhập số liệu thống kê về các giá trị cường độ hao mòn , xác định kỳ vọng

toán , phương sai , sai lệch chuẩn (sai lệch bình phương trung bình)

và hệ số biến động của cường độ hao mòn; thiết lập hàm mật độ phân bố

cường độ hao mòn , kiểm nghiệm sự phù hợp của phân bố lý thuyết với phân

bố thực nghiệm đối với phân bố chuẩn theo tiêu chuẩn và hiển thị các kết quả

tính toán cần thiết;

- Thiết lập và hiển thị đồ thị mật độ phân bố thực nghiệm, hàm mật độ phân

bố lý thuyết của cường độ hao mòn , tính toán các chỉ tiêu độ tin cậy của chi

tiết hư hỏng do mòn với các mô hình hao mòn khác nhau; thiết lập và hiển thị hàm

xác suất hỏng , hàm tin cậy hay hàm xác suất làm việc không hỏng ;

- Xác định thời hạn làm việc gamma phần trăm của các chi tiết hư hỏng

do mòn.

Sau khi nhập các số liệu thực nghiệm về cường độ hao mòn của các phần tử,

chương trình sẽ tự động tính toán các đặc trưng hao mòn và hiển thị các kết quả cần thiết.

2.5.3. Các giao diện của chương trình

Một cách tổng quát, các giao diện của chương trình bao gồm:

1. Giao diện chính nhập số liệu tính toán: cường độ hao mòn của phần tử.

2. Giao diện xác định hàm mật độ phân bố cường độ hao mòn của phần tử.

3. Giao diện xác định các hàm xác suất hỏng và hàm tin cậy của

phần tử

4. Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gama phần trăm của phần tử

4a. Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma phần trăm của

phần tử trực tiếp bằng đồ thị.

4b. Xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma phần trăm của phần tử bằng

trình đơn công cụ.

Chương trình đã được đóng gói thành phần mềm hoàn chỉnh và được trình

bày đầy đủ trong Phụ lục 1.

Kết luận chương 2

1. Hư hỏng của các chi tiết trên đầu máy rất đa dạng và chịu tác động của

hàng loạt yếu tố trong quá trình khai thác, nhưng chung quy lại chỉ bao gồm hai

dạng chủ yếu là hư hỏng dần dần (do hao mòn cơ học) và hư hỏng đột ngột (đột

xuất). Nội dung luận án chỉ giới hạn nghiên cứu quá trình hư hỏng dần dần mà cụ

thể là hao mòn cơ học của một số chi tiết chính làm việc ở chế độ ma sát. Việc

nghiên cứu các dạng hư hỏng đột xuất là chưa có điều kiện thực hiện.

2. Trên cơ sở phân tích quá trình hao mòn của các chi tiết trên đầu máy nói

chung và các chi tiết bộ phận chạy đầu máy D19E nói riêng trong quá trình khai

thác, đã xây dựng được các mô hình xác định đặc trưng hao mòn phục vụ cho việc

tính toán thời hạn làm việc khi các thông số về độ mòn và khe hở của chúng đạt giới

hạn theo quy định.

3. Bằng ngôn ngữ lập trình Matlab đã xây dựng được chương trình tính toán

xác định thời hạn làm việc ở mức tin cậy cho trước (thời hạn làm việc gamma phần

trăm) của các chi tiết đến khi hỏng do mòn và được đóng gói thành một phần mềm

hoàn chỉnh.

4. Chương trình tính toán có giao diện thuần Việt, thân thiện, dễ sử dụng,

phù hợp với mục đích và nội dung nghiên cứu, kết quả tính toán được xuất ra dưới

dạng văn bản và dưới dạng đồ thị với nội dung thuần Việt.

5. Chương trình tính toán là một chương trình tổng hợp, có thể sử dụng cho

tất cả các loại đầu máy, toa xe trong ngành đường sắt Việt Nam, không những thế

nó còn có thể sử dụng cho các loại thiết bị, máy móc cơ khí nói chung. Ngoài việc

sử dụng cho nội dung đề tài, chương trình (phần mềm) này hoàn toàn có khả năng

thương mại hóa.

6. Đã xác định được các thời hạn làm việc gamma 50%, 75%, 80%, 85%

và 90% đến khi hỏng do mòn của bánh xe, gối đỡ và cổ góp ĐCĐK đầu máy

D19E sử dụng tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn, là dữ liệu đầu vào cho việc xác

định thời hạn làm việc tối ưu có xét tới chi phí sửa chữa của chúng, sẽ được đề

cập trong chương 3 và chương 4.

CHƯƠNG 3

CƠ SỞ TỐI ƯU HÓA THỜI HẠN LÀM VIỆC CỦA CÁC CHI TIẾT

TRÊN ĐẦU MÁY ĐẾN KHI HỎNG DO MÒN

VÀ XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN

3.1. Cơ sở tối ưu hóa hệ thống chu kỳ sửa chữa của các chi tiết trên đầu máy

3.1.1. Các nguyên tắc xây dựng hệ thống bảo dưỡng sửa chữa dự phòng có kế

hoạch của đầu máy và tối ưu hóa chu kỳ sửa chữa

Việc bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa đầu máy đòi hỏi chi phí một khối

lượng đáng kể vật liệu, cũng như các chi phí về nhân công. Như vậy, trong quá trình

hoàn thiện hệ thống BDSC hiện hành của đầu máy, cần phải hướng tới việc nâng

cao hiệu quả của nó, tức là giảm các chi phí vận doanh và đầu tư vốn trên cơ sở tối

ưu hoá các thông số của hệ thống này. Một hệ thống sửa chữa có kế hoạch-dự

phòng hoạt động có hiệu quả, được xây dựng trên cơ sở các phương pháp tối ưu

hoá, còn có thể cho phép lựa chọn được tiêu chuẩn tối ưu hoá tương ứng. Chỉ tiêu

này có thể là một đại lượng, phản ảnh hiệu quả của quá trình khai thác, có thể đánh

giá được một cách định lượng. Cũng có thể sử dụng tổng tối ưu của các chi phí

thường xuyên và chi phí đầu tư cơ bản làm chỉ tiêu, tức là các chi phí quy đổi. Đồng

thời, khi hình thành một chỉ tiêu tối ưu tổng hợp, cần phải xét tới khối lượng công

việc được thực hiện và tổng thể các chỉ tiêu kinh tế, đặc trưng một cách tổng hợp

cho trị số và mức độ sử dụng tất cả các tiềm năng (nguồn dự trữ) như: vật liệu, kỹ

thuật, lao động, tài chính và thời gian [94]. Như vậy, việc tối ưu hoá hệ thống sửa

chữa đầu máy, nên thực hiện theo chỉ tiêu, mà nó có thể bao gồm tất cả các dạng chi

phí cho việc thực hiện bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa, tính chung cho khối lượng

công việc mà các đầu máy thực hiện được.

Vì rằng việc giải quyết bài toán tối ưu hệ thống sửa chữa được thực hiện cho

các điều kiện vận dụng cụ thể, tất cả các trị số tương ứng của các chỉ tiêu, được đưa

vào chỉ tiêu tối ưu hoá, cần xác định có xét tới các điều kiện này. Khi xác định hệ

thống sửa chữa tối ưu, có thể sử dụng chỉ tiêu tối ưu là tỷ số (quan hệ) của các chi

phí tổng cộng cho việc thực hiện các công việc sửa chữa đầu máy trong khoảng thời

gian của một chu kỳ xác định nào đó, với khối lượng công tác, đo bằng tấn - km cả

bì, thực hiện được cũng trong khoảng thời gian đó.

Như đã biết [94] trong các điều kiện vận dụng thực tế của đầu máy cùng một

kiểu loại, yếu tố quyết định khối lượng công tác thực hiện được có thể là bất kỳ

trong số các chỉ tiêu vận dụng, mà cụ thể là thời gian làm việc được đo bằng đơn vị

thời gian tính theo lịch hoặc tính bằng một ngàn kilômét chạy, tiêu hao năng lượng

cho sức kéo đoàn tàu hoặc khối lượng công tác thực hiện được tính bằng tấn - km,

vì rằng tất cả chúng liên quan với nhau bằng các quan hệ tuyến tính.

Xuất phát từ đó, ở Liên Xô trước đây [94], [98], chỉ tiêu cơ bản của thời gian

làm việc được lấy là quãng đường chạy chính tuyến (tuyến tính), nó được sử dụng

một cách thuận tiện như là chỉ tiêu khối lượng công tác được thực hiện. Tóm lại, chỉ

tiêu tối ưu nên thể hiện (biểu diễn) dưới dạng tỷ số các chi phí tổng cộng cho việc

thực hiện các cấp sửa chữa đầu máy sau một khoảng thời gian làm việc xác định với

độ dài của khoảng thời gian đó.

Một hệ thống sửa chữa đầu máy được coi là tối ưu, là hệ thống có các thông

số đảm bảo trong quá trình vận dụng các chi phí nhỏ nhất quy đổi cho một đơn vị

thời gian làm việc của chúng - các chi phí đơn vị tổng cộng cho việc thực hiện các

sửa chữa có kế hoạch và sửa chữa đột xuất.

Khi xây dựng hệ thống sửa chữa, nguyên tắc hình thành cấu trúc của chu

trình (xích) sửa chữa, quyết định đến sơ đồ và trình tự (gián cách) của các cấp sửa

chữa có khối lượng khác nhau, là điều có một ý nghĩa rất lớn.

Khi phân tích tất cả các hệ thống bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa đầu máy đã

biết [98], có thể rút ra kết luận là, mặc dù có những khác biệt đáng kể, chúng đều có

một tính chất chung đó là: tính bội số của các khoảng thời gian làm việc giữa các

lần sửa chữa, mà tương ứng với nó khoảng thời gian làm việc tới cấp sửa chữa có

khối lượng lớn (sẽ) lớn hơn khoảng thời gian làm việc tới cấp sửa chữa có khối

lượng nhỏ một số nguyên lần; ngoài ra, tất cả các nguyên công, được thực hiện

trong quá trình của một cấp sửa chữa nào đó, đều được nằm trong khối lượng công

việc của cấp sửa chữa lớn hơn. Chỉ trong trường hợp này, các chi phí tổng cộng đơn

vị mới trở nên tối thiểu, tức là các chi phí, tính cho một đơn vị thời gian làm việc

của đối tượng. Điều này có thể dễ dàng chỉ ra trong một ví dụ các cấp sửa chữa hai

khối lượng. Giả sử thời gian làm việc tới cấp sửa chữa có khối lượng nhỏ là x, còn

có khối lượng lớn là L. Các chi phí vật liệu, thời gian và (hoặc) chi phí cho việc

phục hồi khả năng làm việc của đối tượng ở cấp sửa chữa khối lượng thứ nhất là C1,

ở cấp khối lượng thứ hai là C1 + C2, trong đó C2 - các chi phí cho phục hồi khả năng

làm việc của loại đối tượng, mà không được phục hồi ở cấp sửa chữa trước đó.

Các chi phí đơn vị tổng cộng cho việc phục hồi khả năng làm việc của đối

tượng là [94]:

, đồng/km (3.1)

Tối thiểu của các chi phí này được xác định từ điều kiện , tức là

(3.2) ,

Từ đây

(3.3) hoặc , km

Như vậy, các chi phí tổng cộng đơn vị sẽ dần đến tối thiểu, nếu thời gian làm

việc đến cấp (lần) sửa chữa của khối lượng thứ hai lớn gấp hai lần so với thời gian

làm việc đến lần (cấp) sửa chữa của khối lượng thứ nhất. Trong trường hợp tổng

quát, khi tồn tại một vài dạng sửa chữa có các khối lượng khác nhau, các chi phí

đơn vị tổng cộng sẽ là tối thiểu, nếu có sự tuân thủ tính bội số của các quãng đường

chạy giữa các lần sửa chữa.

Việc xây dựng hệ thống bảo dưỡng sửa chữa đầu máy, mà thực chất là thiết

lập các chu kỳ bảo dưỡng sửa chữa thuần túy về mặt kỹ thuật đã được đề cập ở

nhiều công trình khác nhau, tiêu biểu trong số đó là các công trình [93], [96]. Sau

khi thiết lập hệ thống chu kỳ sửa chữa thuần túy về mặt kỹ thuật, người ta tiếp tục

nghiên cứu được quan tâm đó là tuổi thọ gamma phần trăm và chi phí sửa chữa của

các chi tiết hoặc bộ phận [94], [95], [97].

Cấu trúc của chu trình sửa chữa của một bộ phận hoặc một tổng thành nào đó

trên đầu máy, phụ thuộc vào các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật làm việc của đầu máy, vào

các chi phí cho khai thác và bảo dưỡng, sửa chữa; phụ thuộc vào khoảng thời gian

làm việc của bộ phận giữa các thời điểm phục hồi. Các chi phí như vậy được xác

định như là chi phí đơn vị cho việc phục hồi bộ phận [94], [35], [36]:

, (3.4)

trong đó:

Ci - đơn giá (chi phí) phục hồi chi tiết hoặc bộ phận thứ i;

Li - chu kỳ sửa chữa của chi tiết hoặc bộ phận thứ i.

Chi phí đơn vị tổng cộng cho việc phục hồi đầu máy được tổng hợp từ các

chi phí phục hồi các chi tiết hoặc bộ phận riêng biệt:

(3.5)

trong đó: N- số lượng các chi tiết hoặc bộ phận.

Vì hàm của các chi phí đơn vị tổng cộng cho việc phục hồi các chi tiết hoặc

bộ phận đang xét là hàm của N biến số, nên có thể viết:

, (3.6)

Việc tối ưu hoá hệ thống bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa được tiến hành

bằng cách tối thiểu hoá các chi phí đơn vị tổng cộng cho việc bảo dưỡng có kế

hoạch, có tính tới các chi phí gây ra do phải tiến hành các sửa chữa ngoài kế hoạch,

và các chi phí liên quan đến việc rút đầu máy ra khỏi vận dụng để tiến hành tất cả

các dạng kiểm tra và sửa chữa.

Nếu giới hạn quãng đường chạy giữa các lần sửa chữa Li của chi tiết hoặc bộ

phận thứ i bằng tuổi thọ gamma phần trăm của nó , thì không lớn hơn ( %) các

chi tiết hoặc bộ phận sẽ hết tuổi thọ sớm hơn so với quãng đường chạy đã thiết lập

Li, có nghĩa là đòi hỏi phải tiến hành phục hồi ngoài kế hoạch trước thời hạn. Mức

tin cậy tham số càng cao thì các chi phí cho sửa chữa ngoài kế hoạch càng nhỏ.

Đồng thời cũng đòi hỏi phải tuân thủ mức cho trước của độ tin cậy tham số , được

viết dưới dạng:

, với i = 1, 2,... , N (3.7) 0 ≤ Li ≤

trong đó: - tuổi thọ gamma phần trăm của chi tiết hoặc bộ phận thứ i ở mức tin

cậy cố định .

Nếu mức tin cậy tham số được cố định, thì các chi phí đơn vị trung bình

cho việc phục hồi khả năng làm việc của các các chi tiết hoặc bộ phận sau khi bị hư

hỏng (các chi phí cho sửa chữa ngoài kế hoạch) là một đại lượng không đổi. Trong

trường hợp này các chi phí cho bảo dưỡng kỹ thuật của đầu máy sẽ là tối thiểu, nếu

đảm bảo được mức tối thiểu của các chi phí đơn vị tổng cộng cho các sửa chữa kế

hoạch (3.6), có nghĩa là các chi phí này là hàm mục tiêu, còn cực tiểu của chúng - là

chỉ tiêu tính tối ưu của hệ thống bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa đầu máy ở mức tin

cậy cố định của các chi tiết hoặc bộ phận trên đầu máy đang xét.

Khi xem xét cấu trúc chu trình sửa chữa của đầu máy thấy rằng [93÷97], tất

cả chúng đều được xây dựng theo nguyên tắc bội (ước) số của các quãng đường

chạy giữa các lần sửa chữa. Quãng đường chạy tới cấp sửa chữa có khối lượng lớn

hơn, sẽ lớn hơn quãng đường chạy tới cấp sửa chữa có khối lượng nhỏ hơn một số

nguyên lần, đồng thời trong khối lượng sửa chữa của cấp lớn hơn đã bao gồm tất cả

các nguyên công từng được thực hiện ở cấp sửa chữa có khối lượng nhỏ hơn. Việc

tuân thủ nguyên tắc tính bội số của các quãng đường chạy giữa các lần sửa chữa cho

phép khắc phục được các chi phí phụ không đáng có, gây ra bởi việc thường xuyên

phải rút đầu máy ra khỏi vận dụng để tiến hành phục hồi các bộ phận bị hư hỏng,

nếu như việc sửa chữa chúng được thực hiện theo trạng thái thực tế, tức là sau khi

nó mất khả năng làm việc.

Nếu tuổi thọ của các chi tiết hoặc bộ phận khác nhau của đầu máy không là

bội số của nhau, thì khi tuân thủ tính bội số của các quãng đường chạy giữa các lần

sửa chữa Li và các ràng buộc (3.7), tuổi thọ của một số các chi tiết hoặc bộ phận

(hoặc thậm chí của tất cả các chi tiết hoặc bộ phận) sẽ không được sử dụng một

cách triệt để. Rõ ràng là việc sử dụng không triệt để tuổi thọ của các chi tiết đắt tiền,

mà việc phục hồi khả năng làm việc của chúng đòi hỏi các chi phí vật liệu, công lao

động và thời gian đáng kể, sẽ làm tăng các chi phí đơn vị cho việc sửa chữa chúng,

nghĩa là tăng các chi phí đơn vị tổng cộng (3.6). Hơn nữa, tuổi thọ của chi tiết hoặc

bộ phận đắt tiền không được sử dụng hết, trong khi tuổi thọ của phần lớn các bộ

phận rẻ tiền hơn lại được sử dụng tối đa.

Như vậy, cần phải tổ hợp thời hạn sửa chữa của các bộ phận khác nhau trên

đầu máy, có xét tới tính bội số của các chu kỳ sửa chữa, vào một cấu trúc thống nhất

của chu trình sửa chữa, mà cấu trúc đó phải thoả mãn chỉ tiêu tối ưu đã chọn, đó là

các chi phí đơn vị tổng cộng tối thiểu cho việc phục hồi các chi tiết hoặc bộ phận

của đầu máy nằm trong cấu trúc đó.

Ký hiệu

- véctơ các tuổi thọ gamma-phần trăm,

còn

- véctơ các chu kỳ sửa chữa của tất cả các chi tiết hoặc

bộ phận cần xem xét của đầu máy.

Lấy từ các véctơ một véctơ , sao cho hàm mục tiêu

(3.6) trở thành tối thiểu. Chọn tiếp một số số hiệu nào đó của các phần tử của các

véctơ này, mà ở đó và tương ứng L1 ≤ L2 ≤ … ≤ LN. Điều này có

nghĩa là, các chi tiết hoặc bộ phận được xem xét được xếp thự tự theo mức tăng dần

của tuổi thọ gamma-phần trăm của chúng; chữ số ở chỉ số của một phần tử của

véctơ chỉ số thứ tự của chi tiết hoặc bộ phận.

Gọi tỷ số

, (3.8)

là hệ số bội số của chu kỳ sửa chữa của chi tiết hoặc bộ phận thứ i

trong đó :

Li-1 - chu kỳ sửa chữa của chi tiết hoặc bộ phận thứ i-1 ;

Li - chu kỳ sửa chữa của chi tiết hoặc bộ phận thứ i.

Theo cách đánh số vừa chọn của các chu kỳ sửa chữa, quãng đường chạy

Li ≥ Li-1 vậy các hệ số bội số ai - là các số nguyên dương, nghĩa là ai có thể nhận

các giá trị 1, 2, 3,... Ý nghĩa vật lý của việc đưa vào các hệ số bội số là số nguyên

thể hiện rằng khối lượng sửa chữa được tiến hành với chu kỳ lớn hơn sẽ bao hàm

trong nó khối lượng sửa chữa của bất kỳ dạng sửa chữa nào khác được tiến hành với

chu kỳ ngắn hơn.

Các chu kỳ sửa chữa của các chi tiết hoặc bộ phận khác nhau có xét tới tính

bội số của chúng được viết dưới dạng:

L2 = a2.L1

L3 = a3..L2 = a3.a2. L1

............................. (3.9)

Li =ai.ai-1….. a2. L1

.............................

Ln = an.an-1….. a2. L1

Vì quãng đường chạy giữa các lần sửa chữa của tất cả các chi tiết hoặc bộ

phận đều là bội số của chu kỳ phục hồi của chi tiết hoặc bộ phận thứ nhất, có

tuổi thọ là nhỏ nhất, cho nên gọi chi tiết hoặc bộ phận này là chi tiết hoặc bộ

phận "cơ sở".

Nếu biết quãng đường chạy cơ sở và hệ số bội số của tất cả các chi tiết hoặc

bộ phận khác, có thể tính toán quãng đường chạy giữa các lần sửa chữa của chúng

theo biểu thức (3.9).

Khi đó, hàm mục tiêu (3.6) sẽ có dạng:

min; (3.10)

và các ràng buộc (3.7) có dạng:

(3.11) 0 < ai.ai-1….. a2. L1 ≤ li

(3.12) 0 < Ll ≤ l1;

trong đó:

a2 ,…, an ; i = 2,…,n là các hệ số bội số - số nguyên dương;

Ll - chu kỳ sửa chữa của chi tiết hoặc bộ phận thứ nhất (chi tiết hoặc bộ phận

cơ sở).

Lưu ý rằng:

- thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma % của phần tử thứ i, được xác định

từ số liệu thống kê về hao mòn của chi tiết khai thác trong điều kiện cụ thể của

đường sắt Việt Nam, do đó đây là một ràng buộc về điều kiện khai thác ở Việt Nam.

Ci - chi phí phục hồi chi tiết hoặc bộ phận thứ i cũng được xác định trong điều kiện

khai thác cụ thể của đường sắt Việt Nam, do đó nó cũng là điều kiện ràng buộc về điều

kiện khai thác ở Việt Nam.

Như vậy, có thể nói, các ràng buộc về điều kiện khai thác ở Việt Nam là các

ràng buộc ẩn, thông qua và Ci.

Các ràng buộc (3.11) và (3.12) được biểu thị bằng các hàm tuyến tính, còn

hàm mục tiêu (3.6), (3.10) không tuyến tính so với quãng đường chạy với các hệ số

bội số nguyên. Bài toán tìm tối ưu của hàm mục tiêu phi tuyến, được quy về dạng

các bài toán quy hoạch toán học phi tuyến.

Với các ràng buộc (3.11) và (3.12) đòi hỏi phải xác định các giá trị của

quãng đường chạy cơ sở và của các hệ số bội số , mà ở đó các chi phí đơn vị

tổng cộng cho việc tiến hành các sửa chữa có kế hoạch của các chi tiết hoặc bộ phận

của đầu máy, có xét tới các tổn hao liên quan tới thời gian dừng của nó trong sửa

chữa, là tối thiểu. Sau khi xác định được các hệ số bội số của các chu kỳ sửa chữa

bằng cách sử dụng một trong các biểu thức (3.9), có thể tìm được các chu kỳ sửa

chữa , nghĩa là xác định được các phần tử của véctơ .

Các biến là số nguyên, nên các phương pháp tối ưu hoá cổ điển không thể

áp dụng được, bởi vì hàm mục tiêu (3.10) là không khả vi.

Để tìm tối ưu có thể dùng phương pháp quy hoạch động, nhờ đó tìm được tối ưu

tổng quát mà không phụ thuộc vào số lượng các cực trị cục bộ của hàm mục tiêu. Sử

dụng phương pháp này có thể thiết lập một cấu trúc của chu trình sửa chữa, mà ở đó

các chi phí đơn vị cho sửa chữa đầu máy có xét tới các chi phí liên quan tới thời gian

dừng sửa chữa của nó, sẽ là tối thiểu khi tuân thủ các ràng buộc của các quãng đường

chạy giữa các lần sửa chữa theo bội số (3.9) và độ tin cậy của các bộ phận (3.11).

Bài toán tối ưu hoá hàm mục tiêu (3.10) được thực hiện với quá trình N-

bước, trong đó lời giải nhận được ở bước k, nhằm lựa chọn giá trị tối ưu của chu kỳ

sửa chữa của một trong các chi tiết hoặc bộ phận được xem xét, với điều kiện là ở

các bước trước đó các lời giải tối ưu đã được tìm ra. Như vậy, có thể xác định một

cách liên tiếp các chi phí đơn vị tổng cộng tối thiểu cho việc phục hồi đối với chi

tiết hoặc bộ phận thứ nhất và thứ hai, sau khi xem xét tất cả các tổ hợp có thể của

các chu kỳ sửa chữa của chúng có xét tới nguyên tắc bội số; ở bước tiếp theo xác

định các chi phí đơn vị tổng cộng tối thiểu cho việc phục hồi chi tiết hoặc bộ phận

thứ nhất, thứ hai và thứ ba ở các chu kỳ sửa chữa có thể của chúng có xét tới

nguyên tắc bội số v.v...

Thủ tục tính toán này được thực hiện nhờ phương pháp quy hoạch động, bản

chất của nó là thay thế việc giải bài toán N bước đã cho bằng cách giải liên tiếp các

bài toán: trước hết là bài toán một bước, sau đó là bài toán hai bước v.v. liên tiếp tới

bài toán bước thứ N.

3.1.2. Thuật toán tối ưu hoá

Thuật toán của phương pháp quy hoạch động [94], [35], [36], dựa trên

nguyên tắc tính tối ưu, được hình thành như sau: không thể nhận được cấu trúc của

chu trình sửa chữa với các chi phí tổng cộng tối thiểu cho việc phục hồi các chi tiết

hoặc bộ phận đang xét, nếu chỉ một trong số chúng nằm trong cấu trúc, mà ở đó các

chi phí đơn vị để phục hồi nó không phải là tối thiểu.

Theo nguyên tắc tối ưu, bất kỳ chi tiết hoặc bộ phận nào của đầu máy, nằm

trong cấu trúc của chu trình sửa chữa, cần phải được đưa vào đó với các chi phí đơn

vị nhỏ nhất cho việc phục hồi. Về mặt toán học, nguyên tắc tối ưu được biểu diễn bởi

một phương trình hàm số cơ bản của quy hoạch động, để nhận được nó ta đưa vào

khái niệm số bội số chu kỳ sửa chữa của chi tiết hoặc bộ phận thứ i như một tỷ số:

(3.13)

Dấu [ ] thể hiện phần nguyên của số đứng trong dấu móc.

Tóm lại, - véctơ của các số bội số của các chu kỳ sửa chữa

của các chi tiết hoặc bộ phận đang xét.

Theo biểu thức (3.8) có thể viết:

(3.14) X1 ≤ X2 ≤ … ≤ XN

Sử dụng khái niệm số bội số, có thể xác định hệ số bội số chu kỳ sửa chữa

của chi tiết hoặc bộ phận thứ i như sau

(3.15) ,

Ký hiệu

- véctơ các hệ số bội số của các chu kỳ sửa chữa. Trong

các véctơ có thể, lấy ra một véctơ , mà nó làm cho hàm mục

của véctơ a* bằng tiêu (3.6) trở thành tối thiểu. Phần tử al của véctơ a và phần tử

=1. Từ biểu thức (3.15) thấy rằng một đơn vị: al =

(3.16) Xi =ai, ai-1,…,a2,

từ đây thấy rằng, hệ số bội số ai có thể thay đổi trong các giới hạn sau đây:

(3.17) a1= 1 ≤ ai ≤ Xi ,

Các điều kiện (3.9) và (3.17) cho phép khẳng định rằng, chu kỳ sửa chữa

của chi tiết hoặc bộ phận thứ i nằm trong các giới hạn

(3.18) L1 ≤ Li ≤ Xi. L1 ,

Ký hiệu i - là miền các giá trị có thể của các chu kỳ sửa chữa của chi tiết

hoặc bộ phận thứ i; với điều kiện (3.18) có thể viết: Li  i.

Viết lại biểu thức (3.10) như sau:

Cực tiểu tuyệt đối của hàm mục tiêu các chi phí đơn vị tổng cộng cho phục

hồi các chi tiết hoặc bộ phận đang xét theo chu kỳ sửa chữa L1, L2,…, LN có xét tới

tính bội số giữa chúng:

Thủ tục tính toán để xác định q* như sau:

Lựa chọn và cố định chu kỳ sửa chữa của chi tiết hoặc bộ phận thứ nhất L1,

tối thiểu hoá hàm q theo tất cả các chu kỳ sửa chữa của các chi tiết, bắt đầu từ chi

tiết thứ 2 đến chi tiết thứ N. Trong khi đó, các chu kỳ sửa chữa L1, L2,…, LN sẽ phụ

thuộc vào giá trị được chọn L1 và được liên hệ với nó bằng tính bội số của các chu

kỳ sửa chữa.

Giả sử việc tối thiểu hoá hàm mục tiêu q được thực hiện đối với tất cả các

chu kỳ sửa chữa có thể L1  1. Khi đó q* sẽ là nhỏ nhất trong tất cả giá trị q nhận

được và xác định được véctơ các chu kỳ sửa chữa L*, mà véctơ này làm cho hàm

mục tiêu trở thành tối thiểu.

Để thể hiện các thao tác đã xét ở trên dưới dạng các phương trình, trước hết

ta chọn chu kỳ sửa chữa của chi tiết hoặc bộ phận thứ nhất Ll và tính

Ở đây q1 (L1 )- các chi phí đơn vị cho việc phục hồi chi tiết hoặc bộ phận thứ

nhất có thể được đưa ra khỏi dấu min, vì chúng không phụ thuộc vào chu kỳ sửa

chữa L2, L3,…, LN, ta có:

trong đó:

f2(L2) - các giá trị của hàm mục tiêu, tương ứng với các chi phí đơn vị tổng

cộng tối thiểu cho việc phục hồi tất cả các chi tiết hoặc bộ phận, bắt đầu từ chi tiết

hoặc bộ phận thứ 2, theo tất cả các chu kỳ sửa chữa L2  2, L3  3 ,..., LN  N,

có xét tới nguyên tắc tính bội số của các chu kỳ sửa chữa.

Nói một cách khác, đối với các chi tiết hoặc bộ phận với các số thứ tự 2,3,

v.v... tới N, nằm trong cấu trúc của chu trình sửa chữa, đã tìm được các chu kỳ sửa

chữa tối ưu, mà chúng làm cho hàm mục tiêu các chi phí đơn vị tổng cộng cho việc

phục hồi chúng trở thành tối thiểu.

Giá trị cố định của các chu kỳ sửa chữa L1 tương ứng với một vài chu kỳ sửa

chữa L2 của chi tiết hoặc bộ phận thứ 2. Vì vậy, ta có thể tính toán được các giá trị

của hàm 1(L1) - của các chi phí đơn vị tổng cộng cho phục hồi tất cả các chi tiết

hoặc bộ phận, nằm trong cấu trúc của chu trình sửa chữa:

Đặt 1(L1) = q1(L1) + f2(L2).

Thấy rằng, bất kỳ giá trị nào của hàm 1(L1) trong trường hợp này bằng một

trong các phương án các giá trị của hàm mục tiêu q.

Có thể viết điều kiện tối thiểu của các chi phí đơn vị tổng cộng cho phục hồi

tất cả các chi tiết hoặc bộ phận được xem xét ở chu kỳ sửa chữa cố định của chi tiết

hoặc bộ phận thứ nhất, có xét tới nguyên tắc bội số chu kỳ của tất cả các cấp sửa

chữa như sau:

(3.19)

Ở đây cực tiểu được lấy theo tất cả các chu kỳ L2  2, mà các chu kỳ này

được tính cho tất cả được liên kết với chu kỳ L1 bởi hệ số bội số. Đại lượng

các giá trị L1  1 và đại lượng nhỏ nhất trong số đó bằng q*, tức là:

Đồng thời tính toán - giá trị tối ưu của chu kỳ sửa chữa của chi tiết hoặc

bộ phận thứ nhất, mà theo các hệ số bội số đã biết, xác định được các phần tử còn

lại của véctơ .

Như vậy, nếu biết trước được các giá trị của hàm f2(L2) của các chi phí đơn

vị tổng cộng tối thiểu cho phục hồi tất cả các chi tiết hoặc bộ phận, bắt đầu từ chi

tiết hoặc bộ phận thứ hai tới chi tiết hoặc bộ phận thứ N, bài toán tìm cực tiểu của

hàm mục tiêu q* sẽ được quy về việc tối thiểu hoá hàm một biến L1.

Các giá trị của hàm f2(L2) có thể xác định như sau:

(3.20)

Các giá trị của hàm các chi phí đơn vị tổng cộng tối thiểu để phục hồi tất cả

các chi tiết hoặc bộ phận, bắt đầu từ chi tiết hoặc bộ phận thứ 3 đến N, theo tất cả

các chu kỳ sửa chữa L3  3, L4  4 ,..., LN  N có xét tới nguyên tắc tính bội số

của các chu kỳ sửa chữa:

Tóm lại, nếu biết trước các giá trị của hàm f3(L3), thì có thể tính được giá trị

của hàm f2(L2) theo công thức (3.20), đồng thời quá trình tối thiểu hoá có thể tiến

hành theo biến duy nhất L2.

Tương tự, tính toán các giá trị của các hàm f3(L3), f4(L4) v.v... cho tới khi ở

bước cuối cùng không cần phải tính hàm fn-1(Ln-1) - các chi phí đơn vị tổng cộng tối

thiểu cho việc phục hồi các chi tiết hoặc bộ phận, được đánh số thứ n-1 và thứ N:

(3.21)

Các giá trị của hàm fN (LN ) - các chi phí đơn vị tổng cộng tối thiểu cho việc

phục hồi bộ phận thứ n được xác định theo công thức (3.4), tức là:

(3.22) fN (LN ) = qN (LN),

Trên đây đã xem xét trình tự đưa các bộ phận vào cấu trúc của chu trình sửa

chữa, bắt đầu từ chi tiết hoặc bộ phận thứ nhất cho đến chi tiết hoặc bộ phận thứ N.

Ta gọi trình tự bố trí các chi tiết hoặc bộ phận như vậy là trình tự thuận. Vì chu kỳ

sửa chữa chi tiết hoặc bộ phận thứ N là lớn nhất, cho nên thuận tiện hơn cả là sử

dụng trình tự ngược bố trí các chi tiết hoặc bộ phận vào cấu trúc của chu trình sửa

chữa, tức là ở bước thứ nhất của quá trình tối ưu hoá tiến hành bố trí chi tiết hoặc bộ

phận N, ở bước thứ hai là chi tiết hoặc bộ phận N-l và cứ tiếp tục như thế; ở bước

cuối cùng của quá trình tối ưu hoá là chi tiết hoặc bộ phận thứ nhất. Vì vậy các tính

toán bắt đầu từ việc xác định các giá trị của hàm fN (LN ) còn sau đó lần lượt tính các

hàm fk (Lk) - các chi phí đơn vị tổng cộng tối thiểu cho việc phục hồi tất cả các chi

tiết hoặc bộ phận, bắt đầu từ chi tiết hoặc bộ phận thứ k tới chi tiết hoặc bộ phận thứ

N theo tất cả các chu kỳ sửa chữa Lk  k , Lk+1  k+1 ,..., LN  N có xét tới

nguyên tắc bội số của các chu kỳ sửa chữa.

Việc tính toán các hàm fk (Lk) được kết thúc bằng việc xác định các giá trị

- các chi phí đơn vị tổng cộng tối thiểu cho việc phục của các hàm f2(L2) và

hồi tất cả các chi tiết hoặc bộ phận với chu kỳ sửa chữa cố định của chi tiết hoặc bộ

phận thứ nhất Ll.

Các tính toán có thể được hệ thống hoá bằng cách như sau.

Ta xác định trình tự các giá trị của hàm fk (Lk)

trong đó : k = 2, 3,..., N.

Ở đây hàm số fN (LN ) được xác định theo biểu thức (3.4), còn các hàm còn

lại fk (Lk ) được xác định nhờ các quan hệ như sau:

biểu thức

có thể viết như sau

(3.23)

Phương trình (3.23) là phương trình hàm số quy hoạch động cơ bản, được sử

dụng khi xác định cấu trúc tối ưu của chu trình sửa chữa của các bộ phận trên đầu

máy. Từ phương trình này thấy rằng, các chi phí đơn vị tổng cộng cho việc phục hồi

các chi tiết hoặc bộ phận, kể từ chi tiết hoặc bộ phận thứ k, sẽ không tối thiểu, nếu

các chi phí đơn vị tổng cộng cho việc phục hồi các chi tiết hoặc bộ phận, bắt đầu từ

chi tiết hoặc bộ phận thứ k+l không tối thiểu. Nói một cách khác, nếu đối với số các

chi tiết hoặc bộ phận i, được bố trí vào cấu trúc của chu trình sửa chữa, mà các chi

phí đơn vị tổng cộng là không tối thiểu, thì đối với số các chi tiết hoặc bộ phận i+1

không thể xây dựng được cấu trúc tối ưu cho chu trình sửa chữa.

Sử dụng phương pháp quy hoạch động cho phép tìm - các chi phí đơn

vị tổng cộng tối thiểu cho việc phục hồi tất cả các chi tiết hoặc bộ phận được xem xét

ở chu kỳ sửa chữa cố định của chi tiết hoặc bộ phận thứ nhất L1 và tiếp theo - là giá trị

tối thiểu của hàm mục tiêu q*. Các giá trị tính toán chu kỳ sửa chữa tối ưu , mà nó

xác định các giá trị tương ứng của hàm fk (Lk), là có thể xác định được. Như đã nói ở

trên, các tính toán được bắt đầu từ việc xác định các chi phí đơn vị tối thiểu cho việc

phục hồi chi tiết hoặc bộ phận thứ N theo biểu thức (3.22). Ký hiệu LN là một giá trị

tối ưu nào đó của chu kỳ sửa chữa của chi tiết hoặc bộ phận thứ N, tương ứng với các

chi phí đơn vị tổng cộng tối thiểu cho việc phục hồi chi tiết hoặc bộ phận thứ nhất,

thứ hai cho tới chi tiết hoặc bộ phận thứ N, nếu khi đó các chi phí đơn vị tổng cộng

cho việc phục hồi các các chi tiết hoặc bộ phận 1, 2,..., N -1 là tối thiểu.

Một cách tổng quát, nếu các chu kỳ sửa chữa của chi tiết hoặc bộ phận thứ k

hoặc k-1 liên kết với nhau bởi hệ số bội số và các chi phí đơn vị tổng cộng cho việc

phục hồi các chi tiết hoặc bộ phận tới k-1 (bao gồm cả k-1) là tối thiểu ở chu kỳ Lk-l

đã cho, thì Lk là chu kỳ sửa chữa của chi tiết hoặc bộ phận k, nó làm cho các chi phí

đơn vị tổng cộng cho việc phục hồi các chi tiết hoặc bộ phận từ thứ nhất đến bao

gồm cả thứ k là tối thiểu. Như vậy, chu kỳ sửa chữa Lk xác định chiến lược sửa chữa

tối ưu ở chu kỳ Lk+1 đã cho và ở sự lựa chọn thuận các bộ phận trong cấu trúc của

chu trình sửa chữa.

Chiến lược sửa chữa ở đây được hiểu là sự tổ hợp của các quãng đường chạy

giữa các lần sửa chữa của chi tiết hoặc bộ phận thứ k-1 và chi tiết hoặc bộ phận thứ

k (k : 2, 3, 4,..., N).

Sau khi xác định được hàm fN (LN) ở bước thứ 2 của quá trình tối ưu hoá, tiến

hành xác định các giá trị của hàm fN-l (LN-1) nhờ quan hệ (3.23). Để tính toán các giá

trị của hàm fN-l (LN-1), lần lượt cố định chu kỳ sửa chữa của chi tiết hoặc bộ phận N-1,

đối với mỗi chu kỳ sửa chữa như vậy tiến hành tính toán các chu kỳ sửa chữa LN-1.

(3.24) N-1 (LN-1) = qN-1(LN-1)+fN (LN)

Như vậy, các đại lượng N-1 (LN-1) chính là các chi phí đơn vị tổng cộng cho

việc phục hồi các chi tiết hoặc bộ phận với số hiệu N-1 và N ở chu kỳ sửa chữa số

định LN-1 và ở các chu kỳ L1  N , mà chúng là bội số với chu kỳ LN-1 đã cho.

Rút gọn cách viết, ta ký hiệu

(3.25)

Ở chu kỳ sửa chữa cố định LN-1

Đồng thời, nhờ các hàm fN-l (LN-1) tiến hành xác định các chu kỳ sửa chữa tối

ưu của chi tiết hoặc bộ phận thứ N. Với lưu ý, để xác định các giá trị của hàm

fN-l(LN-1) chỉ cần biết các hàm fN (LN) đối với tất cả các LN-1  N-1 có xét tới các chu

kỳ sửa chữa của chi tiết hoặc bộ phận thứ N-1 và thứ N là bội số của nhau, là đủ.

Sử dụng phương trình hàm số (3.23), tiến hành xác định giá trị của hàm fN-2

(LN-2) và các chiến lược sửa chữa tương ứng LN-1 đối với các chu kỳ sửa chữa LN-2 

N-2 mà chúng là bội số với LN-1  N-1. Thủ tục này được tiến hành liên tục cho tới

khi tính toán các giá trị của hàm .

được thực hiện theo Việc chuyển tiếp từ các hàm f2 (L2) sang các hàm

, tiến hành xác định công thức (3.21), trong đó = L1. Trên cơ sở các hàm

các chu kỳ sửa chữa tối ưu của từng chi tiết hoặc bộ phận.

Vì các phép tính đã nêu ở trên cơ bản liên quan đến việc tính toán theo quan

hệ (3.23), mà khối lượng tính toán, đặc biệt khi N và số bội số X , được xác định theo

biểu thức (3.13) là khá lớn, do đó việc tính toán cần được thực hiện nhờ máy tính, ở

. đó cho phép lưu giữ đồng thời giá trị các hàm qk (Lk), fk+1(Lk+1), fk(Lk) và

Sau đã tính được các giá trị fk(Lk) theo phương trình (3.23), việc lưu giữ các

giá trị fk+1(Lk+1) trong bộ nhớ là không cần thiết. Trong quá trình tính toán fk (Lk )

các quãng đường chạy giữa các lần sửa chữa tối ưu Lk+1 tương ứng với chúng có thể

được xuất ra máy in.

Thuật toán, sử dụng trong phương pháp quy hoạch động, là không thay đổi

khi số lượng bước thay đổi, có nghĩa là nó không phụ thuộc vào số lượng các chi

tiết hoặc bộ phận được xem xét, được bố trí vào cấu trúc của chu trình sửa chữa.

Phương pháp quy hoạch động có hiệu quả cao so với việc chọn lặp trực tiếp tất cả

các véctơ cho phép của các chu kỳ sửa chữa L khi tiến hành tối thiểu hoá hàm mục tiêu.

Việc tính toán được bắt đầu từ các số liệu ban đầu để tính toán hệ thống

sửa chữa tối ưu là các giá trị của các tuổi thọ gamma-phần trăm của các chi

tiết hoặc bộ phận bị hao mòn và các giá phục hồi của chúng. Các chi tiết hoặc bộ

phận được xem xét được bố trí theo thứ tự tăng dần các tuổi thọ của chúng và

quãng đường chạy cơ sở , có nghĩa là quãng đường chạy của chi tiết hoặc bộ

phận có tuổi thọ nhỏ nhất, được cố định. Quãng đường chạy cơ sở có thể thay

đổi trong phạm vi.

(3.26)

trong đó: - tuổi thọ gamma-phần trăm nhỏ nhất của chi tiết hoặc bộ phận đang xét.

Các tính toán được thực hiện bằng phương pháp quy hoạch động ở các giá trị

khác nhau của quãng đường chạy cơ sở, bắt đầu từ giá trị nhỏ nhất và sau đó biến

đổi dần dần theo đại lượng của bước .

Việc xác định quãng đường chạy giữa các lần sửa chữa của đầu máy, khoảng

thời gian làm việc của chi tiết hoặc bộ phận giữa các lần hư hỏng được thực hiện

với độ chính xác tới 1.000 km [94], vì vậy giá trị ban đầu được lấy là một số

nguyên gần nhất với với số dư, tức là [94]

(3.27)

Sau khi tính toán cấu trúc tối ưu của chu kỳ sửa chữa ở L1 cố định và xác

định các chi phí đơn vị tổng cộng nhỏ nhất cho việc tiến hành tất cả các lần

sửa chữa kế hoạch của tất cả bộ phận được xem xét, tăng lên một bước =

1.000 km và tiến hành một chu trình tính toán mới.

Sau khi thực hiện tất cả các bước tính toán, tiến hành chọn một giá trị quãng

đường chạy giữa các lần sửa chữa của chi tiết hoặc bộ phận thứ nhất , mà ở đó

đảm bảo được giá trị nhỏ nhất của tất cả các cực tiểu quy ước của hàm mục tiêu.

3.2. Xây dựng chương trình tính toán hệ thống chu kỳ sửa chữa tối ưu của bộ

phận trên đầu máy có xét tới chi phí nhỏ nhất cho sửa chữa và tuổi thọ gamma

phần trăm của chi tiết

Tương tự như trình bày trong chương 2, NCS chưa tiếp cận được bất cứ phần

mềm chuyên biệt nào của nước ngoài cũng như ở trong nước về việc tối ưu hóa chu

kỳ sửa chữa cho các đối tượng cơ khí nói chung và đầu máy, toa xe nói riêng. Vì

vậy, trên cơ sở lý thuyết về độ tin cậy và lý thuyết tối ưu hóa đã trình bày trong Mục

2.4 và Mục 3.1, NCS đã tiến hành tự xây dựng chương trình tính toán xác định chu

kỳ sửa chữa tối ưu như sau.

3.2.1. Thiết lập các lưu đồ thuật toán

Các lưu đồ thuật toán bao gồm:

- Lưu đồ thuật toán tối ưu hoá cấu trúc của chu trình sửa chữa bộ phận theo

tuổi thọ gamma-phần trăm của các chi tiết ứng với một giá trị quãng đường chạy L1

cho trước.

- Lưu đồ thuật toán hiệu chỉnh cấu trúc tối ưu của chu trình sửa chữa bộ phận

theo tuổi thọ gamma-phần trăm của các chi tiết.

Các lưu đồ thuật toán nói trên được thể hiện ở hình 3.1.

Hình 3.1a. Lưu đồ thuật toán tối ưu hoá cấu trúc của chu trình sửa chữa bộ phận theo tuổi

thọ gamma-phần trăm của chi tiết ứng với một giá trị quãng đường chạy L1 cho trước

Hình 3.1b. Lưu đồ thuật toán hiệu chỉnh cấu trúc tối ưu của chu trình sửa chữa

bộ phận theo tuổi thọ gamma - phần trăm của chi tiết

100

3.2.2. Các chức năng chính của chương trình

Trên cơ sở các lưu đồ thuật toán đã trình bày, sử dụng ngôn ngữ lập trình

Matlab [22], [35], [97] tiến hành xây dựng các chương trình tính toán tương ứng với

các chức năng chính như sau:

1. Nhập số liệu ban đầu theo hướng dẫn của chương trình, bao gồm: tên chi

tiết hoặc bộ phận; số lượng chi tiết hoặc bộ phận tương ứng; tên nguyên công sửa

chữa của chi tiết hoặc bộ phận; tuổi thọ gamma phần trăm của chi tiết hoặc bộ phận;

giá sửa chữa của chi tiết hoặc bộ phận. Có thể nhập theo từng bộ phận có các chi

phí riêng biệt hoặc chi phí tổng cộng.

2. Sau khi nhập số liệu, tiến hành sắp xếp các thông số trong bảng theo giá trị

tăng dần của tuổi thọ gamma phần trăm của chi tiết hoặc bộ phận.

3. Nhập giá trị ban đầu của quãng đường chạy L1 và tiến hành tính toán, vẽ

đồ thị biểu diễn cấu trúc tối ưu trung gian.

4. Sau khi lựa chọn được một cấu trúc sửa chữa hợp lý cho các bộ phận, tiến

hành tính lặp lại toàn bộ các giá trị có thể hiệu chỉnh được của cấu trúc theo giá trị

L1 ban đầu (L1 có thể thay đổi). Từ đó lựa chọn một giai đoạn của đồ thị có giá trị

chi phí tổng cộng trong sửa chữa là tối thiểu (tối ưu).

5. Cuối cùng, căn cứ vào kết quả tính toán cấu trúc sửa chữa tối ưu, hiệu

chỉnh lại chu kỳ tiến hành sửa chữa các bộ phận sao cho có thể sử dụng tối đa tuổi

thọ của chi tiết mà chi phí cho sửa chữa là nhỏ nhất.

3.2.3. Các giao diện chính của chương trình

Một cách tổng quát, các giao diện chính bao gồm:

1. Giao diện nhập số liệu ban đầu

2. Giao diện mở dữ liệu từ file

3. Giao diện hiển thị số liệu thực nghiệm

4. Giao diện tính toán các chiến lược sửa chữa chữa ở quãng đường chạy xác

định L1

5. Giao diện vẽ biểu đồ các chiến lược sửa chữa ở quãng đường chạy xác

định L1

101

6. Giao diện vẽ biểu đồ cấu trúc sửa chữa ở quãng đường chạy xác định L1

7. Giao diện tính toán hiệu chỉnh cấu trúc sửa chữa

8. Giao diện vẽ đồ thị mối quan hệ của các chi phí đơn vị tổng cộng cho việc

phục hồi các bộ phận đầu máy với quãng đường chạy

9. Giao diện vẽ đồ thị biểu đồ cấu trúc tối ưu của chu trình sửa chữa các chi

tiết và bộ phận

Chương trình đã được đóng gói thành phần mềm hoàn chỉnh và được trình

bày đầy đủ trong Phụ lục 2.

Kết luận Chương 3

1. Trên cơ sở lý thuyết tối ưu, bằng ngôn ngữ lập trình Matlab, đã xây dựng

được chương trình tổng quát tính toán xác định thời hạn làm việc tối ưu của chi tiết

các phận nói chung và của chi tiết bộ phận chạy trên đầu máy nói riêng, theo tuổi

thọ gamma phần trăm và chi phí sửa chữa kế hoạch của các chi tiết, được đóng gói

thành một phần mềm hoàn chỉnh.

2. Chương trình đã được kiểm nghiệm thông qua một số bộ số liệu đầu vào

và kết quả tính toán từ các tài liệu của nước ngoài [94] và đã được trình bày đầy đủ

trong Phụ lục 2, cho thấy các kết quả nhận được hoàn toàn trùng khớp, từ đó có thể

kết luận chương trình đã xây dựng là hoàn toàn đáng tin cậy.

3. Chương trình tính toán có giao diện thuần Việt, thân thiện, dễ sử dụng,

phù hợp với mục đích và nội dung nghiên cứu, kết quả tính toán được xuất ra dưới

dạng văn bản và dưới dạng đồ thị với nội dung thuần Việt.

4. Chương trình tính toán là một chương trình tổng hợp, có thể sử dụng cho

tất cả các loại đầu máy, toa xe trong ngành đường sắt Việt Nam, không những thế

nó còn có thể sử dụng cho các loại thiết bị, máy móc cơ khí nói chung. Ngoài việc

sử dụng cho nội dung đề tài, chương trình (phần mềm) này hoàn toàn có khả năng

thương mại hóa.

5. Đã xác định được thời hạn làm việc tối ưu có xét tới chi phí sửa chữa của

các chi tiết bộ phận chạy đầu máy D19E sử dụng tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn

tương ứng với các thời hạn làm việc gamma 50%, 75%, 80%, 85% và 90%, được

trình bày cụ thể trong chương 4.

102

CHƯƠNG 4

XÁC ĐỊNH THỜI HẠN LÀM VIỆC TỐI ƯU ĐẾN KHI HỎNG DO MÒN

CỦA CÁC CHI TIẾT BỘ PHẬN CHẠY ĐẦU MÁY D19E

SỬ DỤNG TẠI XÍ NGHIỆP ĐẦU MÁY SÀI GÒN

4.1. Xác định thời hạn làm việc của các chi tiết bộ phận chạy đầu máy diesel

truyền động điện hư hỏng do mòn

4.1.1. Vấn đề thu thập số liệu thống kê về hao mòn của các chi tiết

Một cách tổng quát, số liệu về hao mòn của các chi tiết trên đầu máy được đo

đạc và thống kê tại các xí nghiệp đầu máy trong các điều kiện khai thác cụ thể trên

tuyến đường sắt trong một khoảng thời gian xác định.

Việc đo đạc các thông số kỹ thuật, trong đó có các kích thước hình học và khe

hở trong các mối ghép của các chi tiết được thực hiện bằng các dụng cụ chuyên dùng

trước khi đưa vào sửa chữa và sau khi đã sửa chữa xong, từ đó xác định được độ mòn

và độ gia tăng khe hở tương ứng. Các số liệu này được xác định theo các quy trình

sửa chữa đầu máy nói chung và Quy trình sửa chữa đầu máy D19E nói riêng [24],

[25] do Tổng Công ty Đường sắt Việt Nam ban hành, có tính pháp lý trong ngành

đường sắt và được lưu trữ tại các hồ sơ kỹ thuật của đầu máy tại xí nghiệp.

Số lượng đầu máy được khảo sát là toàn bộ đầu máy D19E do Xí nghiệp Đầu

máy Sài Gòn thuộc Tổng công ty đường sắt Việt Nam quản lý, gồm 30 đầu máy với

các số hiệu: D19E 911 đến D19E 920; D19E 931 đến D19E 940 và D19E 951 đến

D19E 960 khai thác trên tuyến Hà Nội-Sài Gòn.

Đã khảo sát, đo đạc và thống kê về độ mòn của mặt lăn và gờ bánh xe, độ mòn

và khe hở gối đỡ ĐCĐK, độ mòn cổ góp ĐCĐ, thời hạn làm việc (tính bằng km

chạy) giữa các lần sửa chữa, tương ứng với số liệu về độ mòn và khe hở của các chi

tiết đã xác định của đầu máy D19E trong khoảng thời gian 5 năm, từ 2013 đến 2017.

Căn cứ số liệu về độ mòn và thời hạn làm việc tương ứng, có thể xử lý số

liệu để thiết lập các quy luật hao mòn của chúng theo thời gian hoặc km chạy đã

thông qua các điều kiện khai thác trên tuyến. Căn cứ vào độ mòn và thời hạn làm

103

việc thực tế của các chi tiết, tiến hành xác định cường độ hao mòn của chúng.

Thông qua cường độ hao mòn có thể xác định được thời hạn làm việc gamma phần

trăm của các chi tiết khi các thông số kỹ thuật đạt giá trị giới hạn.

Trong thực tế, ngành đường sắt Việt Nam hầu như chỉ sử dụng các số liệu

thống kê về hao mòn và hư hỏng của chi tiết phục vụ cho quá trình sản xuất, cụ thể

là cho việc sửa chữa đầu máy tại xí nghiệp, ít được sử dụng cho mục đích nghiên

cứu. Ở đây NCS đã thu thập được số lượng lớn số liệu thống kê và sử dụng nó cho

mục đích nghiên cứu, điều mà trong ngành đường sắt chưa có điều kiện thực hiện,

và đó cũng có thể được coi là một đóng góp của NCS.

4.1.2. Vấn đề xác định thời hạn làm việc gamma phần trăm của các chi tiết

Ở các nước tiên tiến, khi tiến hành tối ưu hóa chu kỳ sửa chữa có xét tới chi

phí sửa chữa, người ta có các tiêu chuẩn về độ tin cậy trong quá trình khai thác

phương tiện, trong đó có quy định về việc sử dụng thời hạn gamma là 90% [94].

Quy định này đảm bảo mức tin cậy cao cho đầu máy trong quá trình khai thác.

Ở Việt Nam hiện nay chưa hề có các Tiêu chuẩn hay Quy chuẩn quốc gia

nào về độ tin cậy trong quá trình thiết kế chế tạo sản phẩm cơ khí cũng như trong

quá trình sử dụng và khai thác phương tiện. Mặt khác, khái niệm về thời hạn làm

việc gamma phần trăm có phần còn lạ lẫm đối với ngành đường sắt, vì vậy NCS đã

đề xuất 5 phương án xác định chu kỳ sửa chữa tối ưu theo tuổi thọ gamma 50%,

75%, 80%, 85% và 90%. Từ các phương án này người sử dụng có thể lựa chọn

phương án phù hợp với điều kiện thực tế, hài hòa giữa việc đảm bảo độ tin cậy

trong quá trình khai thác và chi phí đơn vị tối thiểu cho sửa chữa.

4.1.3. Xác định thời hạn làm việc của bộ trục bánh xe đầu máy D19E theo hao

mòn mặt lăn

4.1.3.1. Số liệu tính toán

Số liệu thống kê về hao mòn và cường độ hao mòn mặt lăn bánh xe đầu máy

D19E sử dụng tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn trong khoảng thời gian từ 2013 đến

2017 được cho trong bảng 1 của Phụ lục 3.

104

4.1.3.2. Xác định các đặc trưng hao mòn

a. Xác định hàm mật độ phân bố cường độ hao mòn

Bằng Chương trình đã xây dựng (Chương 2), lần lượt nhập số liệu về cường

độ hao mòn MLBX đầu máy D19E các trục từ T1 đến T6 cho cả hai phía BR và

KBR. Kết quả xác định hàm mật độ phân bố cường độ hao mòn được trình

bày đầy đủ trong Phụ lục 3. Ở đây chỉ đơn cử giới thiệu một số giao diện kết quả

tính toán như sau:

- Giao diện thiết lập hàm mật độ phân bố cường độ hao mòn MLBX

đầu máy D19E trục số 1 phía BR với việc hiển thị các tham số đặc trưng hao mòn

thể hiện trên hình 4.9a.

- Giao diện thiết lập hàm mật độ phân bố cường độ hao mòn MLBX

đầu máy D19E trục số 1 tổng hợp cho cả hai phía BR và KBR với việc hiển thị các

tham số đặc trưng hao mòn thể hiện trên hình 4.9 (b).

- Giao diện thiết lập hàm mật độ phân bố cường độ hao mòn MLBX

đầu máy D19E tổng hợp cho 6 trục với việc hiển thị các tham số đặc trưng hao mòn

thể hiện trên các hình từ 4.1 đến 4.3.

Hình 4.1. Giao diện thiết lập hàm mật độ phân bố cường độ hao mòn MLBX

đầu máy D19E trục số 1 phía BR với việc hiển thị các tham số đặc trưng hao mòn

105

Hình 4.2. Giao diện thiết lập hàm mật độ phân bố cường độ hao mòn

MLBX đầu máy D19E trục số 1 tổng hợp cho cả hai phía BR và KBR

với việc hiển thị các tham số đặc trưng hao mòn

Hình 4.3. Giao diện thiết lập hàm mật độ phân bố cường độ hao mòn MLBX

đầu máy D19E tổng hợp cho 6 trục với việc hiển thị các tham số đặc trưng hao mòn

b. Xác định các đặc trưng hao mòn

Kết quả tổng hợp xác định các đặc trưng cường độ hao mòn mặt lăn bánh xe

đầu máy D19E tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn được trình bày trong Phụ lục 3, ở

đây được thể hiện trên các hình 4.4 và 4.5.

106

P

T

Gauss

Gauss a = 4,088 = 1,361 p = 0,307 1

a = 4,035 = 1,111 p = 0,059

a = 4,167 = 1,203 p = 0,098

Gauss

Gauss a = 3,195 = 1,431 p = 0,392 2

a = 3,061 = 1,273 p = 0,023

a = 3,287 = 1,149 p = 0,753

Gauss

Gauss a = 3,865 = 1,045 p = 0,504 3

a = 3,804 = 1,025 p = 0,578

a = 3,893 = 1,240 p = 0,150

Gauss

Gauss a = 3,960 = 1,024 p = 0,101 4

a = 4,164 = 1,151 p = 0,108

a = 3,808 = 0,952 p = 0,094

Gauss

Gauss a = 3,250 = 1,348 p = 0,0001 5

a = 3,496 = 1,539 p = 0,008

a = 3,033 = 1,169 p = 1.10-5

Gauss

Gauss a = 4,218 = 1,120 p = 0,660 6

a = 4,281 = 1,194 p = 0,816

a =4,120 = 1,074 p = 0,600

Gauss a = 3,803 = 1,274 p = 0,383

Gauss a = 3,702 = 1,182 p = 0,777

Gauss a = 3,761 = 1,230 p = 0,880 Hình 4.4. Tổng hợp kết quả xác định các đặc trưng cường độ hao mòn mặt lăn bánh

xe đầu máy D19E tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn

107

4,28

4,17

4,12

4,16

4,04

3,9

3,8

3,81

3,50

3,29

3,06

3,03

KBR

BR

T2

T3

T5

T6

T1

T4

4,5 4,4 4,3 4,2 4,1 4,0 3,9 3,8 3,7 3,6 3,5 3,4 3,3 3,2 3,1 3,0 … 0 Hình 4.5. Biểu đồ phân bố giá trị kỳ vọng toán cường độ hao mòn mặt lăn bánh xe

đầu máy D19E tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn (mm/105 km)

4.1.3.3. Xác định thời hạn làm việc của bộ trục bánh xe đầu máy D19E theo hao

mòn mặt lăn

Theo Quy trình sửa chữa do Tổng Công ty Đường sắt Việt Nam ban hành,

đối với đầu máy D19E [24], [25]:

- Độ mòn mặt lăn bánh xe cho phép trong quá trình vận dụng là = 7 mm

- Đường kính bánh xe mới của đầu máy D19E là 1.000 mm

- Đường kính bánh xe nhỏ nhất khi loại bỏ là 930 mm

- Khi đó lượng dự trữ hao mòn là = 1.000 - 930 = 70 mm

a. Xác định thời hạn làm việc của bộ trục bánh xe theo hao mòn mặt lăn với = 7 mm

Kết quả tính toán được trình bày đầy đủ trong Phụ lục 3. Ở đây đơn cử giới

thiệu kết quả xác định thời hạn làm việc gamma phần trăm bằng trình đơn công cụ.

Kết quả xác định thời hạn làm việc gamma 50%, 75%, 80%, 85% và 90% tổng

hợp cho cả 6 trục với độ mòn mặt lăn cho phép = 7 mm thể hiện trên giao diện

hình 4.6.

108

Hình 4.6. Giao diện xác định thời hạn làm việc gamma 50%, 75%, 80%, 85% và

90% của bộ trục bánh xe theo hao mòn MLBX đầu máy D19E tổng hợp cho cả 6

trục với độ mòn giới hạn = 7 mm

b. Xác định thời hạn làm việc của bộ trục bánh xe theo hao mòn mặt lăn với

lượng dự trữ hao mòn cho phép là = 70 mm

Kết quả tính toán được trình bày đầy đủ trong Phụ lục 3. Ở đây giới thiệu

giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50%, 75%, 80%, 85% và

90% bằng trình đơn công cụ theo hao mòn MLBX đầu máy D19E tổng hợp cho cả

6 trục với dự trữ hao mòn giới hạn = 70 mm, thể hiện trên hình 4.7.

Hình 4.7. Giao diện xác định thời hạn làm việc gama 50%, 75%, 80%, 85% và 90%

của bộ trục bánh xe theo hao mòn MLBX đầu máy D19E tổng hợp cho cả 6 trục với

dự trữ hao mòn giới hạn = 70 mm

109

4.1.3.4. Tổng hợp kết quả tính toán hạn làm việc gamma phần trăm theo hao mòn

mặt lăn

Kết quả tổng hợp tính toán hạn làm việc gamma phần trăm theo hao mòn mặt lăn bánh

xe đầu máy D19E được trình bày trong Phụ lục 3, còn ở đây thể hiện trong bảng 4.1.

Bảng 4.1. Tổng hợp kết quả tính toán thời hạn làm việc gamma phần trăm

theo hao mòn mặt lăn bánh xe đầu máy D19E

T1

T2

T3

T4

T5

T6

TH

4,088

3,195

3,865

3,960

3,250

4,218

3,761

Thông số Kỳ vọng cường độ hao mòn, mm/105 km Độ mòn giới hạn

= 7 mm

Thời hạn làm việc

, km 171.250 219.070 181.100 176.760 215.380 165.960 186.140

Thời hạn làm việc

, km

152.500

Thời hạn làm việc

, km

145.960

Thời hạn làm việc

, km

139.010

- - -

Thời hạn làm việc

, km 125.390 148.050 133.516 132.760 140.630 123.830 131.160

Độ mòn giới hạn

= 70 mm

Thời hạn làm việc

, km 1.712.460 2.190.700 1.810.960 1.767.630 2.153.840 1.659.570 1.861.350

Thời hạn làm việc

, km

1.524.960

Thời hạn làm việc

, km

1.459.590

Thời hạn làm việc

, km

1.390.140

- - -

Thời hạn làm việc

, km 1.253.920 1.480.490 1.335.140 1.327.570 1.406.270 1.238.330 1.311.610 4.1.4. Xác định thời hạn làm việc của bộ trục bánh xe đầu máy D19E theo hao

mòn gờ bánh

Số liệu thống kê về hao mòn và cường độ hao mòn gờ bánh xe đầu máy

D19E sử dụng tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn trong khoảng thời gian từ 2013

đến 2017 được cho trong bảng 1 của Phụ lục 4.

4.1.4.1. Số liệu tính toán

4.1.4.2. Xác định các đặc trưng hao mòn

Các kết quả tính toán được trình bày trong Phụ lục 4. Ở đây giới thiệu kết

quả tổng hợp xác định cường độ hao mòn gờ bánh xe đầu máy D19E tại Xí nghiệp

Đầu máy Sài Gòn, thể hiện trên hình 4.8 4.9.

110

P

T

Gauss

Gauss a = 3,061 = 1,352 p = 6,5.10-7 1

a = 3,120 = 1,232 p = 0,002

a = 2,976 = 1,370 p = 0,001

Gauss

Gauss a = 1,850 = 1,077 p = 0 2

a = 1,870 = 0,955 p = 0

a = 3,287 = 1,072 p = 0,753

Gauss

Gauss a = 2,951 = 1,397 p = 8.7.10-7 3

a = 2,860 = 1,383 p = 0,036

a = 3,121 = 1,402 p = 0,0001

Gauss

Gauss a = 2,923 = 1,344 p = 0,005 4

a = 3,038 = 1,369 p = 0,233

a = 2,949 = 1,388 p = 0,009

Gauss

Gauss a = 2,049 = 1,244 p = 2.10-5 5

a = 2,076 = 1,257 p = 0,002

a = 2,009 = 1,247 p = 1.4.10-7

Gauss

Gauss a = 3,256 = 1,483 p = 0,0002 6

a = 3,408 = 1,639 p = 0,030

a = 3,134 = 1,405 p = 0,0003

Gauss a = 2,699 = 1,427 p = 4.10-9

Gauss a = 2,685 = 1,438 p = 0

Gauss a = 2,658 = 1,420 p = 1.10-12 Hình 4.8. Tổng hợp kết quả xác định cường độ hao mòn gờ bánh xe

đầu máy D19E tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn

111

3,41

3 3,29

3,13

3,12

3,04

2,98

2,95

2,86

1,87

2,00

2,08

KBR

BR

KBR

T1

T3

T4

T5

T2

T6

3,5 3,4 3,3 3,2 3,1 3,0 2,9 2,8 2,7 … 2,0 1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 1,4 … 0 Hình 4.9. Biểu đồ phân bố giá trị kỳ vọng toán cường độ hao mòn gờ bánh xe đầu

máy D19E tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn (mm/105 km)

4.1.4.3. Xác định thời hạn làm việc

Các kết quả tính toán được trình bày trong Phụ lục 4. Ở đây đơn cử giới thiệu

giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50%, 75%, 80%, 85% và

90% bằng trình đơn công cụ theo hao mòn GBX đầu máy D19E tổng hợp cho cả 6

trục với độ mòn giới hạn = 12 mm, thể hiện trên hình 4.10.

Hình 4.10. Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50%, 75%, 80%,

85% và 90% bằng trình đơn công cụ theo hao mòn GBX đầu máy D19E tổng hợp

cho cả 6 trục với độ mòn giới hạn = 12 mm

112

4.1.4.4. Tổng hợp kết quả tính toán hạn làm việc gamma phần trăm theo hao mòn

gờ bánh

Kết quả tổng hợp tính toán hạn làm việc gamma phần trăm theo hao mòn gờ

bánh đầu máy D19E được trình bày trong Phụ lục 4, ở đây thể hiện trong bảng 4.2.

Bảng 4.2. Kết quả tổng hợp tính toán thời hạn làm việc gamma phần trăm

Thông số

3,061

1,850

2,951

2,923

2,049

3,256

2,685

Kỳ vọng cường độ hao mòn, mm/105 km Độ mòn giới hạn

= 12 mm

Thời hạn làm việc

, km 391.970 648.640 406.670 410.470 585.570 368.520 446.900

328.310

Thời hạn làm việc

, km

308.050

Thời hạn làm việc

, km

287.390

Thời hạn làm việc

, km

Thời hạn làm việc

, km 250.330 371.570 253.110 258.290 329.310 232.700 265.020

theo hao mòn gờ bánh đầu máy D19E

4.1.5. Xác định thời hạn làm việc của gối đỡ động cơ điện kéo đầu máy D19E

4.1.5.1. Số liệu tính toán

Số liệu thống kê về khe hở gối đỡ ĐCĐK đầu máy D19E sử dụng tại Xí

nghiệp Đầu máy Sài Gòn trong khoảng thời gian từ 2013 đến 2017 thể hiện trong

bảng 1 (Phụ lục 5).

Số liệu trong bảng 1 (Phụ lục 5) là khe hở thực tế đo được sau khi giải thể ở các

cấp sửa chữa, vì vậy nếu lấy số liệu trong bảng 1 trừ đi khe hở ban đầu = 0,30 mm,

. Lấy độ gia tăng khe hở của gối đỡ

ta được độ gia tăng khe hở của gối đỡ là chia cho thời gian làm việc của nó, tính bằng 105 km chạy, ta được cường độ gia tăng khe hở gối đỡ ĐCĐK, tính bằng mm/105 km. Sau khi tính toán, ta có số liệu về cường

độ gia tăng khe hở gối đỡ ĐCĐK thể hiện trong bảng 2 (Phụ lục 5).

4.1.5.2. Xác định các đặc trưng hao mòn

Các kết quả tính toán được trình bày trong Phụ lục 5. Ở đây giới thiệu kết

quả tổng hợp xác định cường độ gia tăng khe hở gối đỡ ĐCĐK đầu máy D19E tại

Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn, thể hiện trên hình 4.11 4.12.

113

P

Gauss

Gauss a = 0,104 = 0,047 p = 0,181 1

a = 0,104 = 0,047 p = 0,379

a = 0,106 = 0,046 p = 0,189

Veibull

Gauss

Gauss a = 0,100 = 0,048 p = 0,248 2

a = 0,102 = 0,049 p = 0,007

a = 0,097 = 0,045 p = 0,149

Gauss

Gauss a = 0,101 = 0,048 p = 0,035 3

a = 0,094 = 0,045 p = 0,178

a = 0,102 = 0,045 p = 0,406

Gauss

Gauss a = 0,097 = 0,046 p = 0,185 4

a = 0,099 = 0,044 p = 0,411

a = 0,102 = 0,041 p = 0,430

Gauss

Gauss a = 0,105 = 0,045 p = 0,655 5

a = 0,105 = 0,057 p = 0,026

a = 0,100 = 0,033 p = 0,582

Gauss

Gauss a = 0,105 = 0,046 p = 0,343 6

a = 0,105 = 0,042 p = 0,565

a = 0,106 = 0,046 p = 0,086

Gauss a = 0,104 = 0,047 p = 0,186

Gauss a = 0,100 = 0,044 p = 0,595

Gauss a = 0,102 = 0,045 p = 0,0003 Hình 4.11. Tổng hợp kết quả xác định cường độ gia tăng khe hở gối đỡ ĐCĐK đầu

máy D19E tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn

114

106

105

104

102

097

099

100

094 KBR

BR

KBR

T1

T2

T3

T4

T5

T6

0,108 0,108 0,107 0,106 0,105 0,104 0,103 0,102 0,101 0,100 0,090 … 0 Hình 4.12. Biểu đồ phân bố giá trị kỳ vọng toán cường độ gia tăng khe hở gối đỡ

ĐCĐK đầu máy D19E tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn (mm/105 km)

4.1.5.3. Xác định thời hạn làm việc của gối đỡ động cơ điện kéo

Theo Quy trình sửa chữa do Tổng Công ty Đường sắt Việt Nam ban hành,

đối với đầu máy D19E [24], [25]:

- Khe hở ban đầu của gối đỡ ĐCĐK là = 0,30 mm;

- Khe hở lớn nhất cho phép của gối đỡ ĐCĐK ở cấp sửa chữa là =

0,5 mm;

- Độ gia tăng khe hở lớn nhất cho phép ở cấp sửa chữa là = 0,2 mm

- Khe hở lớn nhất cho phép của gối đỡ ĐCĐK ở cấp sửa chữa là =

0,75 mm;

- Độ gia tăng khe hở lớn nhất cho phép ở cấp sửa chữa là = 0,45 mm

- Khe hở lớn nhất cho phép của gối đỡ ĐCĐK ở hạn độ loại bỏ (max) là

= 1,00 mm;

- Độ gia tăng khe hở lớn nhất cho phép ở hạn độ loại bỏ (max) là 0,7 mm.

a. Xác định thời hạn làm việc của gối đỡ động cơ điện kéo ở cấp ky

Các kết quả tính toán được trình bày trong Phụ lục 5. Ở đây giới thiệu giao

diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50%, 75%, 80%, 85% và 90%

bằng trình đơn công cụ theo khe hở gối đỡ ĐCĐK đầu máy D19E tổng hợp cho cả 6

trục với khe hở giới hạn = 0,5 mm và độ gia tăng khe hở giới hạn = 0,20

mm, thể hiện trên hình 4.13.

115

Hình 4.13. Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50%, 75%, 80%, 85% và 90% bằng trình đơn công cụ theo khe hở gối đỡ ĐCĐK đầu máy D19E tổng hợp cho cả 6

trục với khe hở giới hạn = 0,5 mm và độ gia tăng khe hở giới hạn = 0,2 mm

b. Xác định thời hạn làm việc của gối đỡ động cơ điện kéo ở cấp đại tu

Các kết quả tính toán được trình bày trong Phụ lục 5. Ở đây giới thiệu giao

diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50%, 75%, 80%, 85% và 90%

bằng trình đơn công cụ theo khe hở gối đỡ ĐCĐK đầu máy D19E tổng hợp cho cả 6

trục với khe hở giới hạn = 0,75 mm và độ gia tăng khe hở giới hạn = 0,45

mm, thể hiện trên hình 4.14.

Hình 4.14. Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50%, 75%, 80%, 85% và 90% bằng trình đơn công cụ theo khe hở gối đỡ ĐCĐK đầu máy D19E tổng hợp cho cả 6

trục với khe hở giới hạn = 0,75 mm và độ gia tăng khe hở giới hạn = 0,45 mm

116

c. Xác định thời hạn làm việc của gối đỡ động cơ điện kéo ở cấp loại bỏ

Các kết quả tính toán được trình bày trong Phụ lục 5. Ở đây giới thiệu giao

diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50%, 75%, 80%, 85% và 90%

bằng trình đơn công cụ theo khe hở gối đỡ ĐCĐK đầu máy D19E tổng hợp cho cả 6

trục với khe hở giới hạn = 1,0 mm và độ gia tăng khe hở giới hạn =

0,7 mm, thể hiện trên hình 4.15.

Hình 4.15. Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50%, 75%, 80%, 85% và

90% bằng trình đơn công cụ theo khe hở gối đỡ ĐCĐK đầu máy D19E tổng hợp cho cả 6

trục với khe hở giới hạn = 1,0 mm và độ gia tăng khe hở giới hạn = 0,7 mm.

4.1.5.4. Tổng hợp kết quả tính toán hạn làm việc gamma phần trăm theo hao mòn

gối đỡ ĐCĐK

Kết quả tổng hợp tính toán hạn làm việc gamma phần trăm theo hao mòn gối đỡ

ĐCĐK đầu máy D19E được trình bày trong Phụ lục 5, ở đây thể hiện trong bảng 4.3.

117

Bảng 4.3. Tổng hợp kết quả tính toán thời hạn làm việc gamma

0,104

0,100

0,101

0,097

0,105

0,102

= 0,5 và

= 0,2

phần trăm theo hao mòn gối đỡ ĐCĐK đầu máy D19E

Thời hạn làm việc

, km 191.410 199.550 197.590 206.610 191.030 190.450 195.210

Thời hạn làm việc

, km

150.740

Thời hạn làm việc

, km

142.680

Thời hạn làm việc

, km

134.320

Thời hạn làm việc

, km 121.710 123.750 122.870 128.780 122.710 121.670 125.090

= 0,45

Thông số Kỳ vọng cường độ hao mòn, mm/105 km Khe hở giới hạn và độ gia tăng khe hở, mm

Khe hở giới hạn và độ gia tăng khe hở, mm

Thời hạn làm việc

, km 430.660 480.990 444.570 464.880 423.820 428.500 439.240

Thời hạn làm việc

, km

339.160

Thời hạn làm việc

, km

321.040

Thời hạn làm việc

, km

302.220

Thời hạn làm việc

, km 273.850 278.430 276.460 289.760 276.090 273.760 281.450

= 0,75 và

= 0,7

Khe hở giới hạn và độ gia tăng khe hở, mm

Thời hạn làm việc

, km 669.920 698.430 691.550 723.150 668.600 666.560 683.250

Thời hạn làm việc

, km

527.590

Thời hạn làm việc

, km

499.400

Thời hạn làm việc

, km

470.110

Thời hạn làm việc

, km 425.990 433.120 430.050 450.730 429.470 425.850 437.810

= 1,0 và

4.1.6. Xác định thời hạn làm việc của động cơ điện kéo đầu máy D19E theo hao

mòn cổ góp

4.1.6.1. Số liệu tính toán

Số liệu thống kê hao mòn và cường độ hao mòn cổ góp ĐCĐK đầu máy

D19E sử dụng tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn trong khoảng thời gian từ 2013 đến

2017 thể hiện trong bảng 1 và 2 (Phụ lục 6).

4.1.6.2. Xác định các đặc trưng hao mòn

Các kết quả tính toán được trình bày trong Phụ lục 6. Ở đây giới thiệu kết

quả tổng hợp xử lý cường độ hao mòn cổ góp ĐCĐK, thể hiện trên hình 4.16 4.17.

118

Gauss a = 0,057 = 0,036 p = 0,003 1

Gauss a = 0,055 = 0,035 p = 0,002 2

Gauss a = 0,056 = 0,035 p = 0,001 3

Gauss a = 0,052 = 0,030 p = 0,001 4

Gauss a = 0,053 = 0,030 p = 0,009 5

Gauss a = 0,054 = 0,030 p = 0,032 6 TH

Gauss a = 0,055 = 0,034 p = 8,5.10-11 Hình 4.16. Tổng hợp kết quả xử lý cường độ hao mòn cổ góp ĐCĐK đầu máy

D19E tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn (mm/105 km)

119

0,057

0,055

0,056

0,052

0,053

0,054

0.065 0.064 0.063 0.062 0.061 0.060 0.059 0.058 0.057 0.056 0.055 0.054 0.053 0.052 0.051 0.050 … 0

T1

T4

T5

T6

T2

T3

Hình 4.17. Biểu đồ phân bố giá trị kỳ vọng toán cường độ hao mòn cổ góp ĐCĐK

đầu máy D19E tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn (mm/105 km)

4.1.6.3. Xác định thời hạn làm việc của động cơ điện kéo đầu máy D19E theo hao

mòn cổ góp

Theo Quy trình sửa chữa do Tổng Công ty Đường sắt Việt Nam ban hành,

đối với đầu máy D19E [24], [25]:

- Độ mòn lớn nhất cho phép của cổ góp ĐCĐK ở cấp sửa chữa là = 0,3 mm.

- Độ mòn lớn nhất cho phép của cổ góp ĐCĐK ở cấp sửa chữa là = 0,5 mm.

- Độ mòn lớn nhất cho phép của cổ góp ĐCĐK ở hạn độ loại bỏ là = 3,5 mm.

a. Xác định thời hạn làm việc của động cơ điện kéo đầu máy D19E theo hao mòn cổ

góp ở cấp với độ mòn giới hạn = 0,5 mm

Các kết quả tính toán được trình bày trong Phụ lục 6. Ở đây giới thiệu giao

diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50%, 75%, 80%, 85% và 90%

bằng trình đơn công cụ theo hao mòn cổ góp ĐCĐK đầu máy D19E tổng hợp cho

cả 6 trục với độ mòn giới hạn = 0,5 mm, thể hiện trên hình 4.18.

120

Hình 4.18. Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50%, 75%, 80%,

85% và 90% bằng trình đơn công cụ theo hao mòn cổ góp ĐCĐK đầu máy D19E

tổng hợp cho cả 6 trục với độ mòn giới hạn = 0,5 mm.

b. Xác định thời hạn làm việc của động cơ điện kéo đầu máy D19E theo

hao mòn cổ góp ở hạn độ loại bỏ = 3,5 mm

Các kết quả tính toán được trình bày trong Phụ lục 6. Ở đây giới thiệu giao

diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50%, 75%, 80%, 85% và 90% bằng trình đơn công cụ theo hao mòn cổ góp ĐCĐK đầu máy D19E tổng hợp cho

cả 6 trục với với lượng dự trữ hao mòn = 3,5 mm thể hiện trên hình 4.19.

Hình 4.19. Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50%, 75%, 80%,

85% và 90% bằng trình đơn công cụ theo hao mòn cổ góp ĐCĐK đầu máy D19E

tổng hợp cho cả 6 trục với lượng dự trữ hao mòn = 3,5 mm.

121

4.1.6.4. Tổng hợp kết quả tính toán thời hạn làm việc gamma phần trăm theo hao

mòn cổ góp ĐCĐK đầu máy D19E

Kết quả tổng hợp tính toán hạn làm việc gamma phần trăm theo hao mòn cổ

góp ĐCĐK đầu máy D19E được thể hiện trong Phụ lục 6, ở đây được thể hiện trong

bảng 4.4.

Bảng 4.4. Kết quả tổng hợp tính toán hạn làm việc gamma phần trăm

Thông số

0,057

0,055

0,056

0,052

0,053

0,054

0,055

Kỳ vọng cường độ hao mòn, mm/105 km

Độ mòn giới hạn

= 0,5 mm

Thời hạn làm việc

, km 881.360 902.630 894.250 963.590 935.840 921.630 904.840

641.420

Thời hạn làm việc

, km

598.270

Thời hạn làm việc

, km

554.760

Thời hạn làm việc

, km

Thời hạn làm việc

, km 487.600 501.690 499.330 552.207 546.440 540.320 508.250

Độ mòn giới hạn

= 3,5 mm

Thời hạn làm việc

, km 6.169.650 6.318.530 6.260.540 6.744.240 6.550.060 6.451.520 6.333.880

4.489.960

Thời hạn làm việc

, km

4.187.860

Thời hạn làm việc

, km

3.883.300

Thời hạn làm việc

, km

Thời hạn làm việc

, km 3.413.230 3.511.800 3.495.290 3.864.470 3.825.080 3.782.260 3.557.760

theo hao mòn cổ góp ĐCĐK đầu máy D19E

4.1.7. Tổng hợp kết quả tính toán thời hạn làm việc gamma phần trăm của các

chi tiết bộ phận chạy đầu máy D19E sử dụng tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn

Kết quả tổng hợp tính toán thời hạn làm việc gamma phần trăm của các chi

tiết bộ phận chạy đầu máy D19E sử dụng tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn được

trình bày trong Phụ lục 7, ở đây được thể hiện trong bảng 4.5.

122

Bảng 4.5. Kết quả tổng hợp tính toán thời hạn làm việc gamma phần trăm của các

chi tiết bộ phận chạy đầu máy D19E sử dụng tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn

Gối đỡ Cổ góp Thông số MLBX GBX ĐCĐK ĐCĐK

Độ mòn giới hạn, mm = 7,0 = 12 = 0,5 = 0,75 = 0,45

186.140 446.900 439.240 904.840 Thời hạn làm việc , km

Thời hạn làm việc , km 152.500 328.310 339.160 641.420

Thời hạn làm việc , km 145.960 308.050 321.040 598.270

Thời hạn làm việc , km 139.010 287.390 302.220 554.760

= 1,0

Thời hạn làm việc , km 131.160 265.020 281.450 508.250

= 0,7

- Độ mòn giới hạn, mm = 70 = 3,5

Thời hạn làm việc - , km 1.861.350 683.250 6.333.880

Thời hạn làm việc - , km 1.524.960 527.590 4.489.960

Thời hạn làm việc - , km 1.429.590 499.400 4.187.860

Thời hạn làm việc - , km 1.390.140 470.10 3.883.300

Thời hạn làm việc - , km 1.311.610 437.810 3.557.760

Như vậy, với cường độ hao mòn đã được xác định, tương ứng với các thông số

giới hạn khác nhau về độ mòn và khe hở của các chi tiết như mặt lăn, gờ bánh xe, gối

đỡ và cổ góp ĐCĐK trên đầu máy D19E, đã xác định được thời hạn làm việc trung

bình (thời hạn làm việc gamma 50%) cũng như các thời hạn làm việc gamma 75%,

80%; 85% và 90% với các mức tin cậy (xác suất làm việc không hỏng) tương ứng.

Từ các thời hạn làm việc gamma phần trăm đã xác định, có thể xây dựng

được hệ thống chu kỳ sửa chữa thuần túy về mặt kỹ thuật cho các chi tiết bộ phận

chạy đầu máy D19E có xét tới ràng buộc về tính bội, ước số của các chu kỳ. Tuy

nhiên, nội dung này không được xét trong luận án.

123

Kết quả xác định thời hạn làm việc gamma phần trăm của các chi tiết là cơ

sở cho việc thiết lập hệ thống chu kỳ sửa chữa tối ưu có xét tới các chi phí cho bảo

dưỡng và sửa chữa, được xem xét ở các nội dung tiếp theo.

4.2. Tính toán xác định chu kỳ sửa chữa tối ưu bộ phận chạy đầu máy D19E

sử dụng tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn

4.2.1. Số liệu tính toán

4.2.1.1. Số liệu về chi phí sửa chữa

Đơn giá một số phụ tùng vật tư đầu máy D19E tại Xí nghiệp Đầu máy Sài

Gòn thể hiện trong bảng 4.6.

Bảng 4.6. Đơn giá một số phụ tùng vật tư đầu máy D19E

Số Đơn giá, TT Danh mục Ghi chú lượng VNĐ

1 Bộ trục bánh xe 01 166.600.000 Cả bánh răng + mâm

Giá 2015, trục trơn 2 Trục bánh xe 01 32.550.000 (chưa gia công)

22.131.000 Giá 2017 01 3 Mâm bánh xe

29.600.000 Giá 2016 01 4 Bầu dầu đầu trục

Vòng bi bầu dầu đầu trục SKF 01 56.250.000 Giá 2018 5 BC2-0103

- 01 6 Bánh răng lớn hộp giảm tốc trục

7 Bánh răng nhỏ hộp giảm tốc trục 17.500.000 Giá 2014 01

8 Bạc gối đỡ ĐCĐK 01 cặp 15.000.000 Giá 2018

Chưa mua 01 9 Vành góp ĐCĐK

396.500.000 Giá 2016 01 10 Roto ĐCĐK

462.160.000 Giá 2010 01 11 Động cơ điện kéo

Vỏ MPĐC giá 2017: 508.250.000

- 01 12 Máy phát điện chính

(Nguồn: Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn) Đơn giá nhân công sửa chữa một số bộ phận trên đầu máy D19E thể hiện

trong bảng 4.7.

124

Nguyên công

Số lượng

Đơn giá nhân công, VNĐ

1 Hàn đắp lợi bánh xe 2 Tiện mặt lăn bánh xe sau khi hàn đắp 3 Tiện mặt lăn bánh xe không hàn đắp 4 Ép bánh xe ra khỏi trục 5 Ép bánh xe vào trục 6 Giải thể bạc gối đỡ ĐCĐK 7 Lắp ráp bạc gối đỡ ĐCĐK 8 Gia công cơ khí bạc gối đỡ ĐCĐK 9 Ép bánh răng lớn ra khỏi trục 10 Ép bánh răng nhỏ ra khỏi trục 11 Ép bánh răng lớn vào trục 12 Ép bánh răng nhỏ vào trục khỏi trục 13 Gia công cơ khí (tiện) cổ góp (vành góp) ĐCĐK

01 bộ trục bánh 01 bộ trục bánh 01 bộ trục bánh 01 bộ trục bánh 01 bộ trục bánh 01 cặp 01 cặp 01 cặp 01 01 01 01 01

270.000 510.000 560.000 1.015.000 930.000 600.000 600.000 1.600.000 1.200.000 600.000 1.200.000 600.000 600.000 (Nguồn: Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn)

Bảng 4.7. Đơn giá nhân công sửa chữa một số bộ phận trên đầu máy D19E

Kết quả tổng hợp tính toán thời hạn làm việc gamma phần trăm của các chi

tiết bộ phận chạy đầu máy D19E sử dụng tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn được

trình bày trong Phụ lục 7 và ở đây được thể hiện trong bảng 4.13.

4.2.1.2. Thông số về thời hạn làm việc và chi phí sửa chữa

Thời hạn làm việc gamma 90 phần trăm và chi phí sửa chữa của các chi tiết bộ

phận chạy đầu máy D19E tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn thể hiện trong bảng 4.8.

Bảng 4.8. Thời hạn làm việc gamma 90 phần trăm và chi phí sửa chữa

Nguyên công sửa chữa

Tên bộ phận hư hỏng

Số lượng bộ phận trên đầu máy

Thời hạn làm việc gamma 90 %, (103 km)

Chí phí cho phục hồi khả năng làm việc, 103 VNĐ Cho tất cả các Cho một chi tiết cùng bộ phận, loại, Cph= m.Ci Ci

131,16

560

6.720

Mâm bánh xe

Tiện lại mặt lăn (khi độ mòn đạt 7,0 mm ở cấp Ky)

437,81

15.000

180.000

Bạc gối đỡ ĐCĐK

Thay thế (khi khe hở hướng kính đạt 1,0 mm và đô gia tăng khe hở đạt 0,7 mm loại bỏ cấp đại tu)

của các chi tiết bộ phận chạy đầu máy D19E tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn

Nguyên công sửa chữa

Tên bộ phận hư hỏng

Số lượng bộ phận trên đầu máy

Thời hạn làm việc gamma 90 %, (103 km)

Chí phí cho phục hồi khả năng làm việc, 103 VNĐ Cho tất cả các Cho một chi tiết cùng bộ phận, loại, Cph= m.Ci Ci

508,25

600

3.600

Động cơ điện kéo

Tiện lại cố góp (khi độ mòn đạt 0,5 mm cấp đại tu)

1.311,61

22.131

265.572

Mâm bánh xe

Thay thế khi đường kính còn 930 mm

3.557,760

396.500

2.379.000

Thay thế khi độ mòn cổ gớp đạt 3,5 mm

Ro to động cơ điện kéo

125

4.2.2 Kết quả tính toán

Từ các thông số đầu vào đã nêu trong bảng 4.8, bằng chương trình tính toán

đã xây dựng, tiến hành xác định chu kỳ sửa chữa tối ưu cho các chi tiết bộ phận

chạy đầu máy D19E như sau.

Trong 5 bộ phận trên, cổ góp động cơ điện kéo có giá trị tuổi thọ lớn nhất

= 3.557.760 , do vậy tất cả các tính toán sẽ được bắt đầu từ bộ phận này.

(

= [(0,5

Quãng đường chạy khảo sát ban đầu là hay

131,16)+1] 103 = 66.580 km 67. 000km.

Quá trình tính toán và các kết quả tính toán được thể hiện trên các giao diện

hình 4.20 4.26.

Hình 4.20. Giao diện hiển thị số liệu ban đầu của các chi tiết bộ phận chạy đầu máy D19E

126

Hình 4.21. Giao diện tính toán các chiến lược sửa chữa các chi tiết bộ phận chạy

đầu máy D19E ở quãng đường chạy = 67.000 km

Hình 4.22. Giao diện biểu đồ các chiến lược sửa chữa có thể của các chi tiết bộ

phận chạy đầu máy D19E ở quãng đường chạy = 67.000 km

127

Hình 4.23. Giao diện biểu đồ cấu trúc chu kỳ sửa chữa tối ưu của các chi tiết bộ

phận chạy đầu máy D19E ở quãng đường chạy L1 = 67.000 km

Hình 4.24. Giao diện tính toán hiệu chỉnh cấu trúc chu kỳ sửa chữa tối ưu các chi

tiết bộ phận chạy đầu máy D19E

128

Hình 4.25. Giao diện vẽ đồ thị mối quan hệ giữa các chi phí đơn vị tổng cộng đơn vị cho

việc phục hồi các chi tiết bộ phận chạy với quãng đường chạy của đầu máy D19E

Hình 4.26. Giao diện biểu đồ cấu trúc chu kỳ sửa chữa tối ưu các chi tiết bộ phận

chạy đầu máy D19E ở quãng đường chạy L1 = 67.000 km

Trên giao diện hình 4.26 thể hiện chu kỳ sửa chữa tối ưu của các chi tiết bộ

phận chạy đầu máy D19E được xác định với thời hạn làm việc gamma 90 % và chi phí

sửa chữa của các chi tiết.

129

Cấu trúc chu trình sửa chữa tối ưu các chi tiết bộ phận chạy đầu máy D19E với

L1 = 67.000 km được thể hiện trên giao diện hình 4.26 với các thông số sau đây:

L1 = 131.000 km; L2 = 393.000 km; L3 = 393.000 km; L4 = 1.179.000 km; L5 =

3.537.000 km, tương ứng các hệ số bội số là: a1 = 1; a2 = 3; a3 = 1; a4 = 4; a5 = 3.

Tương tự như vậy, đã tiến hành tính toán xác định chu chu kỳ sửa chữa tối ưu

của các chi tiết bộ phận chạy đầu máy D19E với các thời hạn làm việc gamma 50%,

75%, 80% và 85% và chi phí sửa chữa của các chi tiết. Các giao diện tính toán cuối

cùng được thể hiện trên các hình 4.27 4.31.

a) b) Hình 4.27. Các giao diện xác định chi phí sửa chữa tối thiểu (a) và chu kỳ sửa chữa

tối ưu (b) theo thời hạn làm việc gama 50% của các chi tiết

a) b) Hình 4.28. Các giao diện xác định chi phí sửa chữa tối thiểu (a) và chu kỳ sửa chữa

tối ưu (b) theo thời hạn làm việc gama 75% của các chi tiết

130

a) b)

Hình 4.29. Các giao diện xác định chi phí sửa chữa tối thiểu (a) và chu kỳ sửa chữa

tối ưu (b) theo thời hạn làm việc gama 80% của các chi tiết

a) b)

Hình 4.30. Các giao diện xác định chi phí sửa chữa tối thiểu (a) và chu kỳ sửa chữa

tối ưu (b) theo thời hạn làm việc gama 85% của các chi tiết

a) b)

Hình 4.31. Các giao diện xác định chi phí sửa chữa tối thiểu (a) và chu kỳ sửa chữa

tối ưu (b) theo thời hạn làm việc gama 90% của các chi tiết

131

Tổng hợp kết quả tính toán chu kỳ sửa chữa tối ưu các chi tiết bộ phận chạy

đầu máy D19E theo chi phí sửa chữa tối thiểu với các thời hạn làm việc gamma

phần trăm khác nhau được cho trong bảng 4.9.

Bảng 4.9. Tổng hợp kết quả tính toán chu kỳ sửa chữa tối ưu các chi tiết bộ phận

chạy đầu máy D19E theo chi phí sửa chữa tối thiểu với các thời hạn làm việc

Các thông số

Tiện MLBX khi độ mòn đạt 7,0 mm

Thay bánh xe khi độ mòn đạt 70 mm

Thay thế bạc gối đỡ ĐCĐK khi khe hở đạt 1,0 mm và độ gia tăng khe hở đạt 0,7 mm

Tiện cổ góp ĐCĐK khi độ mòn đạt 0,5 mm

Thay rô to ĐCĐK khi độ mòn cổ góp đạt 3,5 mm

186,614

683,25

904,84

1.861,35 6.333,880

Thời hạn làm việc

, 103 km

Chu kỳ sửa chữa tối ưu, 103 km

L1=155

L2=620

L3=620 L4=1.860 L5=5.580

0,90861

Chi phí đơn vị tổng cộng nhỏ nhất, 103 VNĐ/km

152,50

527,59

641,42

1.459,60

4.489,96

Thời hạn làm việc

, 103 km

Chu kỳ sửa chữa tối ưu, 103 km

L1=124

L2=496

L3=496 L4=1.488 L5=4.464

1,1358

Chi phí đơn vị tổng cộng nhỏ nhất, 103 VNĐ/km

145,96

499,40

598,27

1.459,60

4.187,86

Thời hạn làm việc

, 103 km

Chu kỳ sửa chữa tối ưu, 103 km

L1=116

L2=464

L3=464 L4=1.392 L5=4.176

1,2141

Chi phí đơn vị tổng cộng nhỏ nhất, 103 VNĐ/km

139,01

470,11

554,76

1.390,14

3.883,33

Thời hạn làm việc

, 103 km

Chu kỳ sửa chữa tối ưu, 103 km

L1=107

L2=428

L3=428 L4=1.284 L5=3.582

Chi phí nhỏ nhất, 103 VNĐ/km

1,3162

131,16

437,81

508,25

1.311,61

3.557,76

Thời hạn làm việc

, 103 km

Chu kỳ sửa chữa tối ưu, 103 km

L1=131

L2=393

L3=393 L4=1.179 L5=3.537

1,4163

Chi phí đơn vị tổng cộng nhỏ nhất, 103 VNĐ/km

gamma phần trăm khác nhau

Chu kỳ sửa chữa tối ưu các chi tiết bộ phận chạy đầu máy D19E sử dụng tại

Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn được xác định với thời hạn làm việc gamma 50%,

75%; 80%, 85% và 90% được thể hiện trên các hình 4.32 4.34.

132

Hình 4.32. Chu kỳ sửa chữa tối ưu các chi tiết bộ phận chạy đầu máy D19E sử dụng

tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn được xác định với thời hạn làm việc gamma 50%

= 155.000 km: Tiện MLBX khi độ mòn đạt 7,0 mm

= 620.000 km: Thay thế bạc gối đỡ ĐCĐK khi khe hở đạt 1,0 mm và độ

gia tăng khe hở đạt 0,7 mm (hạn độ loại bỏ)

= 620.000 km: Tiện cổ góp ĐCĐK khi độ mòn đạt 0,5 mm

= 1.860. 000 km: Thay bánh xe khi độ mòn đạt 70 mm (loại bỏ)

= 5.580.000 km: Thay rô to ĐCĐK khi độ mòn cổ góp đạt 3,5 mm (hạn

độ loại bỏ)

Hình 4.33. Chu kỳ sửa chữa tối ưu các chi tiết bộ phận chạy đầu máy D19E sử dụng

tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn được xác định với thời hạn làm việc gamma 75%

= 124.000 km: Tiện MLBX khi độ mòn đạt 7,0 mm

133

= 496.000 km: Thay thế bạc gối đỡ ĐCĐK khi khe hở đạt 1,0 mm và độ

gia tăng khe hở đạt 0,7 mm (hạn độ loại bỏ)

= 496.000 km: Tiện cổ góp ĐCĐK khi độ mòn đạt 0,5 mm

= 1.488. 000 km: Thay bánh xe khi độ mòn đạt 70 mm (loại bỏ)

= 4.464.000 km: Thay rô to ĐCĐK khi độ mòn cổ góp đạt 3,5 mm (hạn

độ loại bỏ)

Hình 4.34. Chu kỳ sửa chữa tối ưu các chi tiết bộ phận chạy đầu máy D19E sử dụng

tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn được xác định với thời hạn làm việc gamma 80%

= 116.000 km: Tiện MLBX khi độ mòn đạt 7,0 mm

= 464.000 km: Thay thế bạc gối đỡ ĐCĐK khi khe hở đạt 1,0 mm và độ

gia tăng khe hở đạt 0,7 mm (hạn độ loại bỏ)

= 464.000 km: Tiện cổ góp ĐCĐK khi độ mòn đạt 0,5 mm

= 1.392. 000 km: Thay bánh xe khi độ mòn đạt 70 mm (loại bỏ)

= 4.176.000 km: Thay rô to ĐCĐK khi độ mòn cổ góp đạt 3,5 mm (hạn

độ loại bỏ)

134

Hình 4.35. Chu kỳ sửa chữa tối ưu các chi tiết bộ phận chạy đầu máy D19E sử dụng

tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn được xác định với thời hạn làm việc gamma 85%

= 107.000 km: Tiện MLBX khi độ mòn đạt 7,0 mm

= 428.000 km: Thay thế bạc gối đỡ ĐCĐK khi khe hở đạt 1,0 mm và độ

gia tăng khe hở đạt 0,7 mm (hạn độ loại bỏ)

= 428.000 km: Tiện cổ góp ĐCĐK khi độ mòn đạt 0,5 mm

= 1.284. 000 km: Thay bánh xe khi độ mòn đạt 70 mm (loại bỏ)

= 3.582.000 km: Thay rô to ĐCĐK khi độ mòn cổ góp đạt 3,5 mm (hạn

độ loại bỏ)

Hình 4.36. Chu kỳ sửa chữa tối ưu các chi tiết bộ phận chạy đầu máy D19E sử dụng

tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn được xác định với thời hạn làm việc gamma 90%

135

= 131.000 km: Tiện MLBX khi độ mòn đạt 7,0 mm

= 393.000 km: Thay thế bạc gối đỡ ĐCĐK khi khe hở đạt 1,0 mm và độ

gia tăng khe hở đạt 0,7 mm (hạn độ loại bỏ)

= 393.000 km: Tiện cổ góp ĐCĐK khi độ mòn đạt 0,5 mm

= 1.179. 000 km: Thay bánh xe khi độ mòn đạt 70 mm (loại bỏ)

= 3.537.000 km: Thay rô to ĐCĐK khi độ mòn cổ góp đạt 3,5 mm (hạn

độ loại bỏ)

Nhận xét:

1. Khi các chu kỳ sửa chữa tối ưu được xác định theo thời hạn làm việc

gamma 50% (thời hạn làm việc trung bình) của các chi tiết thì chi phí đơn vị tối

thiểu cho sửa chữa có giá trị thấp nhất là 0,90861.103 đồng/ km chạy. Tuy nhiên,

trong trường hợp này mức tin cậy của các chi tiết trong quá trình vận dụng là thấp

nhất, hay nói khác xác xuất làm việc không hỏng tại các thời điểm tương ứng với

các chu kỳ sửa chữa đã xác định chỉ đạt 50%, đồng nghĩa với việc đã có 50% số chi

tiết đã có độ mòn vượt quá giới hạn, điều đó tiềm ẩn nhiều rủi do, dẫn đến nguy cơ

cao mất an toàn chạy tàu và làm gia tăng các hư hỏng đột xuất, kéo theo chi phí sửa

chữa đột xuất gia tăng.

2. Khi các chu kỳ sửa chữa tối ưu được xác định theo các thời hạn làm việc có

trị số gamma % tăng dần (75%, 80%, 85% và 90%) thì trị số của các chu kỳ này giảm

dần và chi phí đơn vị tối thiểu cho sửa chữa cũng tăng dần và lần lượt là 1,1358.103;

1,2141.103; 1,3162.103 và 1,4163.103 đồng/ km chạy. Tuy nhiên, trong trường hợp

này mức tin cậy của các chi tiết trong quá trình vận dụng được tăng dần, hay nói khác

xác xuất làm việc không hỏng tại các thời điểm tương ứng với các chu kỳ sửa chữa đã

xác định cũng tăng dần (75%, 80%, 85% và 90%), đồng nghĩa với xác suất hỏng

tương ứng là 25%, 20%, 15% và 10%, tức là có từng đó % số chi tiết đã có độ mòn

vượt quá giới hạn. Lúc này mức độ rủi do cũng giảm dần, khả năng mất an toàn chạy

tàu giảm, tóm lại là mức độ rủi do và nguy cơ xảy ra sự cố được giảm thiểu, dẫn đến

khả năng xảy ra hư hỏng đột xuất cũng giảm xuống.

136

4.3. So sánh kết quả tính toán thời hạn làm việc tối ưu của các chi tiết bộ phận

chạy đầu máy D19E với chu kỳ sửa chữa hiện hành của ĐSVN

Từ kết quả nghiên cứu, ta có một số nhận xét sau đây:

1. Hệ thống chu kỳ sửa chữa đầu máy D19E hiện hành của Tổng công ty

đường sắt Việt Nam (bảng 1.21, hình 1.8, hình 4.37, bảng 4.12) là hệ thống tổng

quát cho cả đầu máy D19E, được xây dựng trên cơ sở thuần túy về mặt kỹ thuật. Tại

các thời điểm đưa vào sửa chữa ta không có thông tin về xác suất làm việc không

hỏng cũng như chi phí sửa chữa đơn vị nhỏ nhất của chi tiết.

2. Các thời hạn làm việc hay chu kỳ sửa chữa của các chi tiết bộ phận chạy

đầu máy D19E mà đề tài đã xác định chỉ là năm (5) hệ thống con cụ thể (hình

4.27 4.31), bao gồm:

- Thời hạn làm việc (chu kỳ sửa chữa) của mặt lăn bánh xe, bạc gối đỡ và rô

to ĐCĐK khi độ mòn và khe hở của chúng đạt giới hạn quy định.

- Thời hạn làm việc tối đa đến khi loại bỏ (tuổi thọ) của mâm bánh xe và rô

to ĐCĐK (hai thông số này không phải là chu kỳ sửa chữa).

Trong các hệ thống con này, tại thời điểm đưa vào sửa chữa ta có thông tin

về xác suất làm việc không hỏng và chi phí sửa chữa tổng cộng đơn vị nhỏ nhất của

các chi tiết.

3. Các chu kỳ sửa chữa tối ưu của các chi tiết bộ phận chạy đầu máy D19E

đã xác định có thể ngắn hơn hoặc dài hơn so với chu kỳ sửa chữa tương ứng hiện

hành trong quy trình của đường sắt Việt Nam, tùy thuộc vào thời hạn làm việc

gamma % của các chi tiết (bảng 4.10 4.11).

Như vậy, việc so sánh kết quả tính toán thời hạn làm việc tối ưu (chu kỳ sửa

chữa tối ưu) của các chi tiết bộ phận chạy với chu kỳ sửa chữa đầu máy D19E hiện

hành của ngành ĐSVN là chưa thực sự tương thích, chỉ mang tính cụ bộ, tức là so

sánh giữa kết quả của luận án với một số chu kỳ sửa chữa của các chi tiết bộ phận

chạy tương ứng được quy định trong hệ thống chu kỳ sửa chữa tổng quát của đầu

máy D19E

Kết quả so sánh được cho trong các bảng 4.10 và 4.11.

137

Bảng 4.10. So sánh các thời hạn làm việc gamma phần trăm và các chu kỳ sửa chữa

tối ưu xác định theo các thời hạn làm việc gamma phần trăm khác nhau

của các chi tiết bộ phận chạy đầu máy D19E sử dụng tại Xí nghiệp đầu máy

Tiện cổ góp

Thay bánh

Thay rô to

Thay thế bạc gối đỡ ĐCĐK

Tiện MLBX khi độ mòn

Các thông số

khi khe hở đạt 1,0 mm và độ

ĐCĐK khi độ mòn đạt

xe khi độ mòn đạt 70

ĐCĐK khi độ mòn cổ góp

đạt 7,0 mm

gia tăng khe

0,5 mm

đạt 3,5 mm

hở đạt 0,7 mm

Thời hạn

làm việc

Sài Gòn với chu kỳ sửa chữa trong Quy trình của ĐSVN

=186,614

=683,25

=904,84

=1.861,35

=6.333,880

, 103 km

So sánh với chu kỳ SC

R2 = 120

Rk(2) = 480

Rk(3) = 720

Rđ = 960

của ĐSVN

=6,60 Rđ

=1,56R2

=1,42Rk(2)

=1,26Rk(3)

=1,94Rđ

Chu kỳ sửa chữa tối ưu,

=155

=620

=1.860

=5.580

103 km

So sánh với chu kỳ SC

R2 = 120

Rk(2) = 480

Rđ = 960

của ĐSVN

=1,29R2

=1,29Rk(2)

=1,94Rđ

=5,81Rđ

Chi phí đơn vị tổng cộng

0,90861

nhỏ nhất, 103 VNĐ/km

Thời hạn

làm việc

=152,50

=527,59

=641,42

=1.459,60

=4.489,96

, 103 km

So sánh với chu kỳ SC

R2 = 120

Rk(2) = 480

Rđ = 960

của ĐSVN

=1,27R2

=1,10Rk(2)

=1,34Rk(2)

=1,52Rđ

=4,68Rđ

Chu kỳ sửa chữa tối ưu,

=124

=496

=1.488

=4.464

103 km

So sánh với chu kỳ SC

R2 = 120

Rk(2) = 480

Rđ = 960

của ĐSVN

=1,03R2

=1,03Rk(2)

=1,55Rđ

=4,65Rđ

Chi phí đơn vị tổng cộng

1,1358

nhỏ nhất, 103 VNĐ/km

Thời hạn

làm việc

=145,96

=499,40

=598,27

=1.459,60

=4.187,86

, 103 km

Thay thế bạc

Tiện MLBX

gối đỡ ĐCĐK khi khe hở đạt

Tiện cổ góp ĐCĐK khi

Thay bánh xe khi độ

Thay rô to ĐCĐK khi độ

Các thông số

1,0 mm và độ

độ mòn đạt

mòn đạt 70

mòn cổ góp

khi độ mòn đạt 7,0 mm

0,5 mm

đạt 3,5 mm

gia tăng khe hở đạt 0,7 mm

R2 = 120

Rk(2) = 480

Rđ = 960

So sánh với chu kỳ SC của ĐSVN

=1,22R2

=1,04Rk(2)

=1,25Rk(2)

=1,52Rđ

=4,36Rđ

=116

=464

=1.392

=4.176

Chu kỳ sửa chữa tối ưu, 103 km

R2 = 120

Rk(2) = 480

Rđ = 960

So sánh với chu kỳ SC của ĐSVN

=0,97R2

=0,97Rk(2)

=1,45Rđ

=4,35Rđ

1,2141

Chi phí đơn vị tổng cộng nhỏ nhất, 103 VNĐ/km

Thời hạn

làm việc

=139,01

=470,11

=554,76

=1.390,14

=3.883,33

, 103 km

R2 = 120

Rk(2) = 480

Rđ = 960

So sánh với chu kỳ SC của ĐSVN

=1,16R2

=0,98Rk(2)

=1,56Rk(2)

=1,44Rđ

=4,00Rđ

=107

=428

=1.284

=3.582

Chu kỳ sửa chữa tối ưu, 103 km

R2 = 120

Rk(2) = 480

Rđ = 960

So sánh với chu kỳ SC của ĐSVN

=0,89R2

=0,89Rk(2)

=1,34Rđ

=3,73Rđ

1,3162

Chi phí đơn vị tổng cộng nhỏ nhất, 103 VNĐ/km

Thời hạn

làm việc

138

=131,16

=437,81

=508,25

=1.311,61

=3.557,76

, 103 km

R2 = 120

Rk(2) = 480

Rđ = 960

So sánh với chu kỳ SC của ĐSVN

=1,1R2

=0,91Rk(2)

=1,06Rk(2)

=1,37Rđ

=3,71Rđ

=131

=393

=1.179

=3.537

Chu kỳ sửa chữa tối ưu, 103 km

R2 = 120

Rk(2) = 480

Rđ = 960

So sánh với chu kỳ SC của ĐSVN

=1,1R2

=0,82Rk(2)

=1,23Rđ

=3,68Rđ

1,4163

Chi phí đơn vị tổng cộng nhỏ nhất, 103 VNĐ/km

139

Bảng 4.11. So sánh thời hạn làm việc tối ưu xác định theo các tuổi thọ gamma

phần trăm khác nhau của các chi tiết bộ phận chạy đầu máy D19E sử dụng tại

Thời hạn làm việc gamma % (103 km)

Tên bộ phận

Nguyên công sửa chữa

50%

75%

80%

85%

90%

Số lượng trên một đầu máy

L1,tu =155

L1,tu =124

L1,tu =116

L1,tu =107 L1,tu =131

Mâm bánh xe

1,29R2

1,03R2

0,97R2

0,89R2

1,09R2

L2,tu = 620 L2,tu =496

L2,tu =464

L2,tu =428 L2,tu = 393

Bạc gối đỡ ĐCĐK

Tiện mặt lăn khi độ mòn đạt 7,0 mm Cấp SC R2=120 Thay thế khi khe hở đạt 1,0 mm và độ gia tăng khe hở đạt 0,7 mm (loại bỏ)

1,29Rk(2)

1,03Rk(2)

0,97Rk(2)

0,89Rk(2)

0,82Rk(2)

L3,tu = 620 L3,tu = 496 L3,tu = 464 L3,tu = 428 L3,tu = 393

Động cơ điện kéo

Cấp SC Rk(2)=480 Tiện lại cố góp khi độ mòn đạt 0,5 mm

0,86Rk(3)

0,69Rk(3)

0,64Rk(3)

0,59Rk(3)

0,55Rk(3)

L4,tu =1.861 L4,tu =1.488 L4,tu =1.392 L4,tu =1.284 L4,tu =1.179

Mâm bánh xe

Cấp SC Rk(3)=720 Thay thế khi hết hao mòn dự trữ 70 mm (đường kính còn 930 mm)

1,94Rđ

1,55 Rđ

1,45 Rđ

1,34 Rđ

1,23 Rđ

L5,tu =5.580 L5,tu =4.464 L5,tu =4.176 L5,tu =3.582 L5,tu =3.537

Rô to động cơ điện kéo

Cấp SC Rđ=960 Thay thế khi độ mòn cổ góp đạt 3,5 mm

Cấp SC Rđ=960

5,81Rđ

4,65Rđ

4,35Rđ

3,73Rđ

3,68Rđ

Cấp SC Rđ(3)=2.880 1,94Rđ(3)

1,55Rđ(3)

1,45Rđ(3)

1,24Rđ(3)

1,23Rđ(3)

Xí nghiệp đầu máy Sài Gòn với chu kỳ sửa chữa trong Quy trình của ĐSVN

Hình 4.37. Chu kỳ sửa chữa tối ưu các chi tiết bộ phận chạy đầu máy D19E sử dụng

tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn được xác định với thời hạn làm việc gamma 75%

140

Hình 4.38. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D19E (Trung Quốc)

(ban hành theo quyết định 814/QĐ-ĐS ngày 03/6/2016)

Bảng 4.12. Chu kỳ sửa chữa đầu máy D19E (Trung Quốc)

(ban hành theo quyết định 814/QĐ-ĐS ngày 03/6/2016)

TT Cấp sửa chữa Chạy đường dài, km Dồn, thoi

1.700 1 Kiểm tra bảo dưỡng kỹ thuật, R0

15.000 2 Khám chữa trung gian, Rt

30.000 3 Sửa chữa cấp 1, R1

120.000 4 Sửa chữa cấp 2, R2

240.000 5 Sửa chữa cấp Ky, Rk

960.000 6 Sửa chữa lớn, Rđ

Với đề xuất lựa chọn hệ thống chu kỳ sửa chữa tối ưu theo phương án tuổi

thọ gamma 75% (hình 4.37), có thể so sánh với các chu kỳ hiện hành trong Quy

trình của ĐSVN (hình 4.38 và bảng 4.12) như sau:

- Việc tiện lại mặt lăn bánh xe khi độ mòn trong quá trình khai thác đạt 7,0

mm tương đương với các các cấp R2(1); Rk(1); R2(2); Rk(2); R2(3); Rk(3); R2(4) và Rđ, có

chu kỳ là 120.000 km.

- Việc thay thế bạc gối đỡ ĐCĐK khi khe hở đạt 1,0 mm và độ gia tăng khe

hở đạt 0,7 mm tương đương với các cấp Rk(2) và Rđ, có chu kỳ là 480.000 km.

141

- Việc tiện lại cố góp ĐCĐK khi độ mòn đạt 0,5 mm cũng tương đương với

các cấp Rk(2) và Rđ với chu kỳ là 480.000 km.

- Việc thay thế mâm bánh xe khi đường kính còn 930 mm tương đương với

1,5 kỳ đại tu (1,5Rđ), tức tương đương cấp Rk(2) trong chu trình đại tu lần thứ hai.

- Việc thay thế rô to ĐCĐK khi độ mòn cổ góp đạt 3,5 mm tương đương với

4,5 kỳ đại tu (4,5 Rđ).

Kết luận Chương 4

1. Đã thu thập được số lượng lớn số liệu thống kê về hao mòn và chi phí sửa

chữa của các chi tiết bộ phận chạy của 30 đầu máy diesel truyền động điện D19E sử

dụng tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn thuộc Tổng công ty đường sắt Việt Nam trong

khoảng thời gian 5 năm, từ 2013 đến 2017 và sử dụng nó cho mục đích nghiên cứu,

điều mà ngành đường sắt chưa có điều kiện thực hiện.

2. Đã xác định được thời hạn làm việc gamma phần trăm với năm phương

án: 50%, 75%, 80%, 85% và 90% của các chi tiết bộ phận chạy bao gồm: mặt lăn và

gờ bánh xe, gối đỡ ĐCĐK và cổ góp ĐCĐK theo các thông số độ mòn và khe hở

giới hạn được quy định bởi nhà sản xuất và được thể hiện trong Quy trình sửa chữa

đầu máy D19E do Tổng Công ty Đường sắt Việt Nam ban hành.

3. Đã các định được các chu kỳ sửa chữa tối ưu của các chi tiết với 5 phương

án theo thời hạn làm việc gamma 50%, 75%, 80%, 85% và 90% với chi phí đơn vị

tổng cộng là nhỏ nhất tương ứng là 0,90861.103; 1,1358.103; 1,2141.103; 1,3162.103

và 1,4163.103 đ/km.

4. Các kết quả nhận được tuy mới chỉ là bước đầu, nhưng đã minh chứng

được rằng việc ứng dụng phương pháp nghiên cứu đã chọn vào thực tiễn là khả thi.

5. Các kết quả tính toán là cơ sở tham khảo cho các nhà quản lý và sử dụng

phương tiện có thể lựa chọn phương án phù hợp với điều kiện thực tế, hài hòa giữa

việc đảm bảo độ tin cậy trong quá trình khai thác và chi phí đơn vị tối thiểu cho sửa

chữa. Tác giả luận án đề xuất lựa chọn thời hạn làm việc tối ưu đến khi hỏng do

mòn của một số chi tiết bộ phận chạy đầu máy D19E với phương án thời hạn làm

việc gamma bằng 75%.

142

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. Kết luận

1. Đã thu thập được số lượng lớn số liệu thống kê về hao mòn và chi phí sửa

chữa của các chi tiết bộ phận chạy của 30 đầu máy diesel truyền động điện D19E sử

dụng tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn thuộc Tổng công ty đường sắt Việt Nam trong

khoảng thời gian 5 năm, từ 2013 đến 2017 và sử dụng nó cho mục đích nghiên cứu,

điều mà ngành đường sắt chưa có điều kiện thực hiện.

2. Đã ứng ứng dụng có kết quả lý thuyết độ tin cậy và lý thuyết tối ưu vào

bài toán thực tế của Việt Nam nói chung và ngành đường sắt Việt Nam nói riêng.

3. Bằng ngôn ngữ lập trình Matlab đã xây dựng được chương trình tính toán

xác định thời hạn làm việc gamma phần trăm và xác định chu kỳ sửa chữa tối ưu

cho các chi tiết bộ phận chạy đầu máy D19E đến khi hỏng do mòn và được đóng

gói thành một phần mềm hoàn chỉnh với giao diện thuần Việt, thân thiện, dễ sử

dụng, phù hợp với mục đích và nội dung nghiên cứu, kết quả nhận được từ chương

trình là đáng tin cậy.

4. Chương trình tính toán là một chương trình tổng hợp, có thể sử dụng cho

tất cả các loại đầu máy, toa xe trong ngành đường sắt Việt Nam, không những thế

nó còn có thể sử dụng cho các loại thiết bị, máy móc cơ khí nói chung. Ngoài việc

sử dụng cho nội dung đề tài, chương trình (phần mềm) này còn có khả năng thương

mại hóa.

5. Đã các định được các thời hạn làm việc (chu kỳ sửa chữa) tối ưu của các

chi tiết với 5 phương án theo thời hạn làm việc gamma 50%, 75%, 80%, 85% và

90% với chi phí tổng cộng đơn vị là nhỏ nhất. Các phương án này là cơ sở tham

khảo cho các nhà quản lý và sử dụng phương tiện lựa chọn phương án phù hợp với

điều kiện thực tế, hài hòa giữa việc đảm bảo độ tin cậy trong quá trình khai thác và

chi phí đơn vị tối thiểu cho sửa chữa.

6. Kết quả nghiên cứu của luận án mặc dù mới chỉ là bước khởi đầu, nhưng

nó là tiền đề mở ra khả năng cho các nghiên cứu tiếp theo nhằm ứng dụng vào thực

tiễn của ngành đường sắt Việt Nam nói chung đang dần được phục hưng và hệ

thống đường sắt đô thị nói riêng đang được phát triển mạnh mẽ.

143

7. Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở tham khảo cho việc biên soạn Quy

trình, Tiêu chuẩn, Quy chuẩn về bảo dưỡng sửa chữa đầu máy nói chung và đầu

máy D19E nói riêng cho ngành đường sắt Việt Nam.

8. Kết quả nghiên cứu còn có tác dụng khích lệ các nhà quản lý, các nhà

khoa học tiếp tục tạo điều kiện để có những nghiên cứu sâu sắc hơn, toàn diện

hơn về vấn đề này; đồng thời nó cũng là tài liệu tham khảo hữu ích cho công tác

đào tạo trong nhà trường nói riêng và công tác nghiên cứu khoa học nói chung.

2. Kiến nghị

1. Tác giả luận án đề xuất lựa chọn thời hạn làm việc tối ưu đến khi hỏng do

mòn của một số chi tiết bộ phận chạy đầu máy D19E sử dụng tại Xí ngiệp Đầu máy

Sài Gòn với phương án thời hạn làm việc gamma bằng 75%.

2. Cần xây dựng một hệ thống thống kê số liệu về hư hỏng và hao mòn các

chi tiết chính trên đầu máy nói chung và bộ phận chạy đầu máy nói riêng một cách

đầy đủ, toàn diện, thống nhất, liên tục và tin cậy hơn phục vụ cho việc xác định thời

hạn làm việc của chúng.

3. Cần có các số liệu về chi phí bảo dưỡng sửa chữa cho tổng thể đầu máy

nói chung và các bộ phận trên đầu máy nói riêng một cách tỷ đầy đủ và tin cậy hơn

nữa phục vụ cho việc tối ưu hóa thời hạn làm việc theo chi phí. Chỉ khi có số liệu

đầu vào về chi phí sửa chữa một cách toàn diện, đầy đủ và chính xác thì kết quả xác

định các chu kỳ sửa chữa tối ưu của các chi tiết mới đảm bảo mức tin cậy cần thiết.

4. Cần tiếp tục nghiên cứu ứng dụng phương pháp tối ưu hóa hệ thống chu

kỳ sửa chữa theo chi phí nhỏ nhất cho sửa chữa có kế hoạch và sửa chữa đột xuất.

5. Có thể áp dụng ngay phương pháp này cho đường sắt đô thị ở Việt Nam

đang sắp đưa vào hoạt động, bởi lẽ bộ phận chạy đầu máy diesel TĐĐ hoàn toàn

tương tự với bộ phận chạy của toa xe động lực trong đoàn tàu metro đường sắt đô thị.

144

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ

LIÊN QUAN ĐẾN NỘI DUNG LUẬN ÁN

1 Đỗ Đức Tuấn, Nguyễn Đức Toàn, Võ Trọng Cang (2015), "Xây dựng chương

trình thiết lập mối quan hệ giữa thông số dòng hỏng với thời gian làm việc của

chi tiết có hư hỏng đột xuất và xác định chu kỳ sửa chữa tối ưu có xét tới chi

phí sửa chữa xuất", Tạp chí Phát triển KH&CN (Đại học QG TP HCM), tập 18,

số K7-2015, tr. 117-125. ISSN 1859-0128.

2 Đỗ Đức Tuấn, Nguyễn Đức Toàn, Võ Trọng Cang (2015), "Xây dựng chương

trình tính toán cấu trúc tối ưu của chu trình sửa chữa các chi tiết và bộ phận đầu

máy, toa xe có xét tới chi phí sửa chữa và thời hạn làm việc gamma phần trăm",

Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, số đặc biệt - 11/2015, tr. 134-139. ISSN

1859-2724.

3 Đỗ Đức Tuấn, Nguyễn Đức Toàn, Võ Trọng Cang (2016), "Xây dựng chương

trình xác định chu kỳ sửa chữa tối ưu của chi tiết đầu máy, toa xe hư hỏng đột

xuất có xét tới chi phí sửa chữa kế hoạch và sửa chữa đột xuất", Tạp chí Khoa

học Giao thông vận tải, số 50, tr. 99-104. ISSN 1859-2724.

4 Đỗ Đức Tuấn (cb), Nguyễn Đức Toàn, Võ Trọng Cang (2016), Cơ sở đánh giá

độ tin cậy của các chi tiết máy và phương tiện hư hỏng do mòn, NXB Đại học

Quốc gia TP Hồ Chí Minh. ISBN 978-604-73-4150-4

5 Võ Trọng Cang (2016), Xây dựng phần mềm tối ưu hóa chu kỳ sửa chữa thiết

bị vận tải trên cơ sở độ tin cậy (Báo cáo đề tài, mã số C2014-20-04, tại ĐHBK

HCM) 12/2016

6 Đỗ Đức Tuấn, Nguyễn Đức Toàn, Võ Trọng Cang (2016), "Xây dựng chương

trình tính toán hệ thống chu kỳ sửa chữa tối ưu của các chi tiết và bộ phận đầu

máy, toa xe hư hỏng đột xuất theo chi phí tối thiểu cho sửa chữa kế hoạch và

sửa chữa đột xuất", Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, số 53, tr. 21-25, 50.

ISSN 1859-2724.

7 Đỗ Đức Tuấn, Nguyễn Đức Toàn, Võ Trọng Cang (2018), "Xây dựng chương

trình tính toán xác định thời hạn làm việc của các phần tử cơ khí hư hỏng do

mòn", Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, Số 64, tháng 6/2018, (trang 36-43).

ISSN 1859-2724.

145

8 Võ Trọng Cang, Đỗ Đức Tuấn (2018), “Nghiên cứu hệ thống bảo dưỡng theo

độ tin cậy (RCM) áp dụng trên phương tiện vận tải”. Kỷ yếu Hội nghị KHCN

Giao thông vận tải - lần IV, 2018, Tp.HCM - Việt Nam, (tr. 384-390). ISBN

978-604-76-1578-01.

9 Đỗ Đức Tuấn, Nguyễn Đức Toàn, Võ Trọng Cang (2018), "Xây dựng chương

trình tính toán xác định thời hạn làm việc của các phần tử cơ khí hư hỏng đột

ngột không phục hồi", Kỷ yếu Hội nghị KH&CN toàn quốc về Cơ khí lần thứ V

(VCME 2018), NXB Khoa học và Kỹ thuật, Phân ban 1: Kỹ thuật cơ khí (trang

746-754). ISBN 978-604-67-1103-2

146

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Võ Trọng Cang (2009), Nghiên cứu, xác định đặc trưng hao mòn và đánh

giá thời hạn làm việc của bộ trục bánh xe đầu máy diesel sử dụng tại Xí

nghiệp Đầu máy Sài Gòn , Đề tài NCKH, mã số T2009-CK-23, Trường Đại

học Giao thông vận tải, Hà Nội, 12/2009.

[2]. Võ Trọng Cang (2009), Nghiên cứu, độ tin cậy các chi tiết chuyển động trên

phương tiện vận tải đường sắt, Đề tài NCKH mã số TKTGT-2008-24, Trường

Đại học Bách khoa, Đại học Quốc gia TP. HCM, 12/2009.

[3]. Võ Trọng Cang (2011), Nghiên cứu xác định đặc trưng hao mòn và đánh giá

thời hạn làm việc của gối đỡ động cơ điện kéo trên đầu máy diesel truyền

động điện, Đề tài NCKH mã số NCS2011-CK-16, Trường Đại học Giao

thông vận tải, Hà Nội, 12/2011.

[4]. Võ Trọng Cang (2011), Tối ưu hóa chu trình sửa chữa đầu máy trên cơ sở

độ tin cậy, Đề tài NCKH mã số TKTGT-2010-06, Trường Đại học Bách

khoa, Đại học Quốc gia TP. HCM, 12/2011.

[5]. Võ Trọng Cang, Vũ Ngọc Bích, Đoàn Minh Thiện, Võ Anh Dũng (2011),

Ứng dụng hệ thống quản lý bảo dưỡng cho đội tàu. Tạp chí Phát triển Khoa

học và Công nghệ, Đại học Quốc gia TP. HCM, tập 14, số K4-2011, tr. 65-

72. ISSN 1859-0128.

[6]. Võ Trọng Cang, Nguyễn Anh Tuấn (2012), Tính toán chu kỳ sửa chữa dựa

trên độ tin cậy - cho trường hợp bộ trục bánh xe của đầu máy xe lửa tại Xí

nghiệp Đầu máy Sài Gòn”, Tạp chí Khoa học Giáo dục Kỹ thuật, Đại học Sư

phạm Kỹ thuật TP. HCM, số 22, 10/2012, tr. 100-108. ISSN 1859-1272.

[7]. Võ Trọng Cang (2013), Tính xấp xỉ thời gian trung bình giữa các lần hư

hỏng cho các hệ thống trên phương tiện vận tải, Tạp chí Khoa học Công

nghệ Giao thông vận tải, Trường Đại học Giao thông vận tải TP. HCM, số 4

- 2/2013, tr. 100-102. ISSN 1859-4263.

[8]. Võ Trọng Cang (2014), Tối ưu hoá thời hạn sửa chữa phương tiện vận tải

trên cơ sở độ tin cậy tham số, Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ ,

Đại học Quốc gia TP. HCM, T17, K7-2014, tr. 39-49. ISSN 1859-0128.

147

[9]. Võ Trọng Cang, Nguyễn Anh Tuấn (2014), Xác định tuổi thọ thiết bị trên cơ sở

độ tin cậy - tính theo độ mòn mặt lăn bánh xe của đầu máy xe lửa tại Xí nghiệp

Đầu máy Sài Gòn, Tạp chí Khoa học Công nghệ Giao thông vận tải, Trường

Đại học Giao thông vận tải TP. HCM, 10, tr. 84-88. ISSN 1859-4263.

[10]. Võ Trọng Cang, Đỗ Đức Tuấn (2015), Xác định cấu trúc tối ưu của chu kỳ

sửa chữa của thiết bị vận tải có tính đến chi phí và mức tin cậy cho trước",

Tạp chí Khoa học Công nghệ Giao thông vận tải, Trường Đại học Giao

thông vận tảo TP. HCM, 15, tr. 83-87. ISSN 1859-4263.

[11]. Võ Trọng Cang (2016), Xây dựng phần mềm tối ưu hóa chu kỳ sửa chữa

thiết bị vận tải trên cơ sở độ tin cậy, Đề tài NCKH mã số C2014-20-04,

Trường Đại học Bách khoa, Đại học Quốc gia TP. HCM,12/2016.

[12]. Võ Trọng Cang, Đoàn Minh Thiện, Nguyễn Vương Chí, Trần Văn Ta,

Nguyễn Hoài Vũ (2017), Xây dựng hệ thống bảo dưỡng dự phòng với phân

tích cây hư hỏng áp dụng cho hệ thống truyền động trên tàu, Tạp chí Khoa

học Công nghệ Giao thông vận tải, Trường Đại học Giao thông vận tải TP.

HCM, 22, tr. 26-30. ISSN 1859-4263.

[13]. Võ Trọng Cang, Đỗ Đức Tuấn (2018), Nghiên cứu hệ thống bảo dưỡng theo

độ tin cậy (RCM) áp dụng trên phương tiện vận tải, Kỷ yếu Hội nghị KHCN

Giao thông vận tải - lần IV, 2018, TP.HCM - Việt Nam, tr. 384-390. ISBN

978-604-76-1578-01.

[14]. Võ Trọng Cang (2019), Phân tích độ tin cậy hệ thống động lực tàu thuỷ, Đề

tài NCKH mã số TNCS-KTGT-2017-28, Trường Đại học Bách khoa, Đại học

Quốc gia TP. HCM, 12/2019.

[15]. Trương Tất Đích (2005), Phương pháp xác định nhu cầu phụ tùng cho sửa

chữa máy dựa trên cơ sở lý thuyết độ tin cậy, Tạp chí Khoa học Giao thông

vận tải, số 10, tr. 3-7.

[16]. Phan Văn Khôi (2001), Cơ sở đánh giá độ tin cậy, NXB Khoa học và Kỹ

thuật, Hà Nội.

[17]. Nguyễn Hữu Lộc (2015), Thiết kế và phân tích hệ thống cơ khí theo độ tin

cậy, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP. HCM.

148

[18]. Bành Tiến Long, Nguyễn Đình Mãn (2005), Xây dựng phần mềm xác định

luật phân phối chính xác của các đại lượng ngẫu nhiên dùng cho việc nghiên

cứu độ tin cậy của các sản phẩm cơ khí”, Cơ khí Việt Nam, số 97, tr. 47-49.

[19]. Nguyễn Nông, Hoàng Ngọc Vinh (2000), Độ tin cậy trong sửa chữa ôtô -

máy kéo. NXB Giáo dục.

[20]. Nguyễn Thạch (2004), Cơ sở độ tin cậy động cơ diesel tàu thuỷ, Nhà xuất

bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.

[21]. Nguyễn Đức Toàn (2013), Xây dựng phần mềm đánh giá các chỉ tiêu độ tin cậy

của phần tử và hệ thống trên đầu máy, toa xe trên cơ sở ngôn ngữ lập trình

Matlab, Đề tài NCKH mã số T2013-CK-28, Trường Đại học GTVT, Hà Nội.

[22]. Nguyễn Đức Toàn, Đỗ Đức Tuấn (2015), Xây dựng phần mềm tính toán xác

định thời hạn làm việc hợp lý giữa các lần sửa chữa của các chi tiết, bộ phận

trên đầu máy, toa xe có xét tới chi phí sửa chữa và mức đảm bảo tin cậy cho

trước trên cơ sở ngôn ngữ lập trình Matlab, Đề tài NCKH mã số T2015-CK-

31, Trường Đại học Giao thông vận tải, Hà Nội.

[23]. Tổng Công ty Đường sắt Việt Nam (2002), Hồ sơ kỹ thuật đầu máy D19E.

[24]. Tổng Công ty Đường sắt Việt Nam (2006), Quy trình sửa chữa đầu máy

D19E cấp Ky tại Xí nghiệp, Hà Nội.

[25]. Tổng Công ty Đường sắt Việt Nam (2017), Quy trình sửa chữa lớn đầu máy

D19E, Hà Nội.

[26]. Đỗ Đức Tuấn (Chủ biên), Nguyễn Phú Chinh, Lê Văn Học (1998), Cấu tạo

và nghiệp vụ đầu máy toa xe. NXB Giao thông vận tải, Hà Nội.

[27]. Đỗ Đức Tuấn (1999), Xây dựng chương trình xử lí số liệu thống kê các đại

lượng ngẫu nhiên cho việc nghiên cứu hao mòn và độ tin cậy đầu máy diesel.

Đề tài NCKH T98-CK92, Trường Đại học Giao thông vận tải, Hà Nội.

[28]. Đỗ Đức Tuấn (2003), Lí thuyết độ tin cậy, Bài giảng Cao học, Đại học Giao

thông vận tải ( Tái bản 2007), Hà Nội.

[29]. Đỗ Đức Tuấn, Đỗ Việt Dũng (2003), Phân tích và đánh giá độ tin cậy của

các phân hệ trên đầu máy diesel truyền động điện sử dụng trong ngành

đường sắt Việt Nam”, Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, số 3, 3/2003.

149

[30]. Đỗ Đức Tuấn, Nguyễn Trung Hải (2004), Xác định một số chỉ tiêu độ tin

cậy của hệ động lực tàu vận tải biển thông qua thời gian làm việc không

hỏng, Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, số 7, 5/2004, tr. 65-76.

[31]. Đỗ Đức Tuấn (2005), Công nghệ sửa chữa đầu máy diesel, NXB Giao thông

Vận tải, Hà Nội.

[32]. Đỗ Đức Tuấn (2005), Đánh giá hao mòn và độ tin cậy của chi tiết và kết cấu

trên đầu máy diesel, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội.

[33]. Đỗ Đức Tuấn (2006), Cơ sở tối ưu hóa chu kỳ sửa chữa các chi tiết và cụm

chi tiết trên đầu máy có xét tới hư hỏng không tham số và chi phí sửa chữa.

Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, số 16, 12/2006 , tr. 125-136.

[34]. Đỗ Đức Tuấn (2007), Khảo sát và xác định chu kỳ sửa chữa tối ưu một số

cụm chi tiết trên đầu máy D19E sử dụng tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn trên

cơ sở hư hỏng không tham số và chi phí sửa chữa”, Tạp chí Khoa học Giao

thông vận tải, số 17, 04/2007, tr 3-11.

[35]. Đỗ Đức Tuấn. Võ Trọng Cang (2007), Cơ sở tối ưu hoá thời hạn sửa chữa

các bộ phận trên đầu máy toa xe ở mức cho trước của độ tin cậy tham số,

Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, số 17, 5/2007, tr. 134-142.

[36]. Đỗ Đức Tuấn (2008), Cơ sở xác định cấu trúc tối ưu của chu trình sửa chữa

đầu máy trên cơ sở giá thành sửa chữa và tuổi thọ gamma phần trăm chi tiết.

Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, số 21, 3/2008, tr.134-142.

[37]. Đỗ Đức Tuấn, Nguyễn Trung Kiên (2008), Thiết lập chương trình tính toán

tối ưu hoá của chu trình sửa chữa đầu máy trên cơ sở chi phí sửa chữa và tuổi

thọ gamma phần trăm của chi tiết, Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, số

24, 11/2008, tr. 31-40.

[38]. Đỗ Đức Tuấn. Nguyễn Trọng Nghĩa (2009), Xác định các đặc trưng hao mòn

mặt lăn và lợi bánh xe đầu máy D20E vận dụng tại Xí nghiệp Đầu máy Đà

Nẳng”, Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, số 28, 11/2009, tr. 90-96.

[39]. Đỗ Đức Tuấn. Võ Trọng Cang (2009), Xác định đặc trưng hao mòn và thời

hạn làm việc của bộ trục bánh xe đầu máy diesel truyền động điện sử dụng

tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn, Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, số

28,11/2009, tr. 66-74.

150

[40]. Đỗ Đức Tuấn. Nguyễn Trọng Nghĩa (2010), Xác định thời hạn làm việc của

bộ trục bánh xe đầu máy D20E vận dụng tại Xí nghiệp Đầu máy Đà Nẵng,

Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, số 29, tr.60-65.

[41]. Đỗ Đức Tuấn (2013), Độ tin cậy và tuổi bền máy, NXB Giao thông vận tải,

Hà Nội.

[42]. Đỗ Đức Tuấn, Nguyễn Đông Hải (2013), Phân tích đánh giá độ cường độ

hao mòn mặt lăn và gờ bánh xe đầu máy D9E, D13E và D19E sử dụng tại Xí

nghiệp Đầu máy Sài Gòn, Tạp chí Cơ khí Việt Nam, số đặc biệt tháng

1/2013, tr. 161-166. ISSN 0866-7056.

[43]. Đỗ Đức Tuấn, Võ Trọng Cang, Nguyễn Đông Hải (2013), Đánh giá độ tin

cậy của bộ trục bánh xe đầu máy D19E sử dụng tại Xí nghiệp Đầu máy Sài

Gòn do hao mòn gối đỡ động cơ điện kéo, Tạp chí Cơ khí Việt Nam, số đặc

biệt, tháng 1/2013, tr. 167-171. ISSN 0866-7056.

[44]. Đỗ Đức Tuấn, Vũ Duy Lộc, Đỗ Việt Dũng (2014), Nghiệp vụ đầu máy-toa

xe, NXB Giao thông Vận tải, Hà Nội.

[45]. Đỗ Đức Tuấn, Nguyễn Đức Toàn, Võ Trọng Cang (2015), Xây dựng chương

trình thiết lập mối quan hệ giữa thông số dòng hỏng với thời gian làm việc

của chi tiết có hư hỏng đột xuất và xác định chu kỳ sửa chữa tối ưu có xét tới

chi phí sửa chữa xuất", Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ, Đại học

Quốc gia TP. HCM, tập 18, số K7-2015, tr. 117-125. ISSN 1859-0128.

[46]. Đỗ Đức Tuấn, Nguyễn Đức Toàn, Võ Trọng Cang (2015), Xây dựng chương

trình tính toán cấu trúc tối ưu của chu trình sửa chữa các chi tiết và bộ phận

đầu máy, toa xe có xét tới chi phí sửa chữa và thời hạn làm việc gamma phần

trăm, Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, số đặc biệt - 11/2015 tr. 134-

139. ISSN 1859-2724.

[47]. Đỗ Đức Tuấn, Nguyễn Đức Toàn, Võ Trọng Cang (2016), Xây dựng chương

trình xác định chu kỳ sửa chữa tối ưu của chi tiết đầu máy, toa xe hư hỏng

đột xuất có xét tới chi phí sửa chữa kế hoạch và sửa chữa đột xuất , Tạp chí

Khoa học Giao thông vận tải, số 50, tr. 99-104. ISSN 1859-2724.

151

[48]. Đỗ Đức Tuấn, Nguyễn Đức Toàn, Võ Trọng Cang (2016), Xây dựng chương

trình tính toán hệ thống chu kỳ sửa chữa tối ưu của các chi tiết và bộ phận

đầu máy, toa xe hư hỏng đột xuất theo chi phí tối thiểu cho sửa chữa kế

hoạch và sửa chữa đột xuất, Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, số 53, tr.

21-25, 50. ISSN 1859-2724.

[49]. Đỗ Đức Tuấn (Chủ biên), Nguyễn Đức Toàn, Võ Trọng Cang (2016), Cơ sở

đánh giá độ tin cậy của các chi tiết máy và phương tiện hư hỏng do mòn,

NXB Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh. ISBN 978-604-73-4150-4

[50]. Đỗ Đức Tuấn (2018), Đánh giá các chỉ tiêu độ tin cậy vận dụng đầu máy toa

xe trong quá trình khai thác, Bài giảng Cao học cho ngành Kỹ thuật Cơ khí

động lực, Trường Đại học GTVT, Hà Nội.

[51]. Đỗ Đức Tuấn, Nguyễn Đức Toàn, Võ Trọng Cang (2018), Xây dựng chương

trình tính toán xác định thời hạn làm việc của các phần tử cơ khí hư hỏng do

mòn, Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, số 64, tháng 6/2018, tr. 36-43.

ISSN 1859-2724.

[52]. Đỗ Đức Tuấn, Nguyễn Đức Toàn, Võ Trọng Cang (2018), Xây dựng chương

trình tính toán xác định thời hạn làm việc của các phần tử cơ khí hư hỏng đột

ngột không phục hồi , Kỷ yếu Hội nghị KH&CN toàn quốc về Cơ khí lần thứ

V (VCME 2018), Phân ban 1: Kỹ thuật cơ khí (trang 746-754), NXB Khoa

học và Kỹ thuật.

[53]. Đỗ Đức Tuấn, Nguyễn Đức Toàn (2018), Xây dựng chương trình tính toán

xác định thời hạn làm việc của các phần tử cơ khí hư hỏng đột ngột có phục

hồi, Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, số 65, tháng 8/2018, tr. 53-60.

[54]. Đỗ Đức Tuấn, Nguyễn Đức Toàn (2018), Xây dựng chương trình tính toán

xác định thời hạn làm việc của hệ thống cơ khí có các phần tử liên kết nối

tiếp có phục hồi, Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, số đặc biệt, tháng

11/2018, tr. 309-315.

[55]. Đỗ Đức Tuấn, Phạm Văn Trường (2018), Đường sắt quốc gia Việt Nam - hiện

trạng và định hướng phát triển đến năm 2030", Kỷ yếu Hội thảo Quốc tế "Phát

triển đường sắt Việt Nam và kinh nghiệm của Trung Quốc", NXB Giao thông

vận tải, Hà Nội, tháng 4 năm 2018, tr. 40-51. ISBN: 978-604-76-1572-8.

152

[56]. Nguyễn Hoàng Việt (2004), Đánh giá độ tin cậy trong hệ thống điện, (Tái

bản lần 1), NXB Đại học Quốc gia TP. HCM.

[57]. Nguyễn Doãn Ý (2004), Độ tin cậy trong thiết kế chế tạo máy và hệ cơ khí,

NXB Xây dựng.

[58]. Abdullayev S., Musayev J., Chigambaev T., Malybayev S., Bakyt G.,

Toilybayev A. (2017), "Optimum distribution of repairs in ТS-8 of electric

locomotives VL80с between repair depots in the republic of Kazakhstan",

Transport Problems, 12(2), 19-30.

[59]. Aghezzaf, E. H., Khatab, A., & Le Tam, P. (2016), "Optimizing production

and imperfect preventive maintenance planning׳ s integration in failure-prone

manufacturing systems", Reliability Eng. & System Safety, 145, 190-198.

[60]. Ahuja, I. P. S., & Khamba, J. S. (2008), "Strategies and success factors for

overcoming challenges in TPM implementation in Indian manufacturing

industry". Journal of Quality in Maintenance Engineering, 14(2), 123-147.

[61]. Azadeh, A., Asadzadeh, S. M., Salehi, N., & Firoozi, M. (2015), "Condition-

based maintenance effectiveness for series - parallel power generation

system - A combined Markovian simulation model", Reliability Eng. and

System Safety, 142, 357-368.

[62]. Bannikov D., Sirina N., Smolyaninov A. (2018), "Model of the maintenance

and repair system in service maintenance management", Transport

Problems,13(3), pp 5-14

[63]. Besnard, F. On maintenance optimization for offshore wind farms. Chalmers

University of Technology, 2013.

[64]. Chang, C. (2014), "Optimum preventive maintenance policies for systems

subject to random working times , replacement , and minimal repair",

Computers & Industrial Engineering, 67, 185-194.

[65]. Chang, W., & Lo, H. (2011), "Joint determination of lease period and

preventive maintenance policy for leased equipment with residual value".

Computers & Industrial Engineering, 61(3), 489-496.

[66]. Chen, F. L., & Chen, Y. C. (2010), "Evaluating the maintenance performance of

153

the semiconductor factories based on the analytical hierarchy process and grey

relational analysis", American Journal of Applied Sciences, 7(4), 568-574.

[67]. Dalgic, Y., Lazakis, I., Dinwoodie, I., Mcmillan, D., & Revie, M. (2015),

"Advanced logistics planning for offshore wind farm operation and

maintenance activities", Ocean Engineering, 101, 211-226.

[68]. Ding, S. H., & Kamaruddin, S. (2015), "Maintenance policy optimization:

literature review and directions", International Journal of Advanced

Manufacturing Technology, 76(5-8), 1263-1283.

[69]. Do Duc Tuan and Vo trong Cang (2012), "Determining the Repairing

Interval for the Means of Transportation with Regard the Unexpected

Failures and Repairing Costs", Lecture notes in Engineering & Computer

Science. Vol 2196. (IMECS 2012), pp. 1396-1401. ISSN 2078-0958,

[70]. Do, P., Voisin, A., Levrat, E., & Iung, B. (2015), "A proactive condition-

based maintenance strategy with both perfect and imperfect maintenance

actions". Reliability Engineering and System Safety, 133, 22-32.

[71]. Eti, M. C., Ogaji, S. O. T., & Probert, S. D. (2006), "Reducing the cost of

preventive maintenance (PM) through adopting a proactive reliability-

focused culture", Applied energy, 83(11), 1235-1248.

[72]. Farran, M., & Zayed, T. (2012), "New life-cycle costing approach for

infrastructure rehabilitation", Engineering, Construction and Architectural

Management, 19(1), 40-60.

[73]. Garg, A., & Deshmukh, S. G. (2006), "Maintenance management: literature

review and directions", Journal of Quality in Maintenance Engineering,

12(3), 205-238.

[74]. Gelumbickas G., Vaičiūnas G. (2014), "Research on the influence of

operational factors on the number of failures of diesel locomotives’ engines",

Transport Problems, 9(1), 5-12.

[75]. Gilardoni, G. L., Luiza, M., Toledo, G. De, Freitas, M. A., & Colosimo, E.

A. (2016), "Dynamics of an optimal maintenance policy for imperfect repair

models", European Journal of Operational Research, 248(3), 1104-1112.

154

[76]. Golmakani, Reza H., & Pouresmaeeli, M. (2014), "Optimal replacement policy

for condition-based maintenance with non-decreasing failure cost and costly

inspection", Journal of Quality in Maintenance Engineering, 20(1), 51-64.

[77]. H. Pham (ed.) (2003), Handbook of Reliability Engineering, Springer.

[78]. Korpi, E., & Ala-Risku, T. (2008), "Life cycle costing: a review of published

case studies", Managerial Auditing Journal, 23(3), 240-261.

[79]. Liao, G. (2012), "Optimum policy for a production system with major repair and

preventive maintenance", Applied Mathematical Modelling, 36(11), 5408-5417.

[80]. Mabrouk, A. Ben, Chelbi, A., & Radhoui, M. (2016), "Optimal imperfect

maintenance strategy for leased equipment", International Journal of

Production Economics, 178, 57-64.

[81]. Simões, J. M., Gomes, C. F., & Yasin, M. M. (2011), "A literature review of

maintenance performance measurement: A conceptual framework and

directions for future research", Journal of Quality in Maintenance

Engineering, 17(2), 116-137.

[82]. Tran Van Ta, Doan Minh Thien, Vo Trong Cang (2017), "Marine Propulsion

System Reliability Assesment by Fault Tree Analysis", International Journal

of Mechanical Engineering and Applications, 5(4-1), 1-7. ISSN 2330-023X.

[83]. Tran Van Ta, Nguyen Hoai Vu, Ma Anh Triet, Doan Minh Thien, Vo Trong

Cang (2017), "Assesment of Marine Propulsion System Reliability based on

Fault Tree Analysis", International Journal of Transportation Engineering

and Technology, 2(4), 55-61.

[84]. Vaičiūnas G., Gelumbickas G., Lingaitis L.P. (2013), "Methods of research

of locomotive axes wear", Transport Problems, 8(1), pp 95-104.

[85]. Varnosafaderani, S.; Chukova, S. (2012), "Modeling Repairs of Systems

with a Bathtub-Shaped Failure Rate Function", arXiv preprint:1211.3792.

[86]. Vasili, M., Hong, T. S., Ismail, N., & Vasili, M. (2011), "Maintenance

optimization models: a review and analysis", Optimization, 1.2

155

[87]. Vo trong Cang, Do Duc Tuan (2012), "Reliability Based Calculation of

Repairing Interval of Locomotive Wheel Axles". Proc. of 9th International

Conference on Fuzzy Systems and Knowledge Discovery (FSKD'12) May 29-

31, 2012, Chongqing, China, pp.780-784. ISBN: 978-1-4673-0022-3

[88]. Vo trong Cang, Nguyen Anh Tuan (2012), "Repair Interval of Locomotive

Wheel Axle Based on Reliability" Lecture notes in Engineering & Computer

Science. Vol 2196. (IMECS 2012), pp 1250-1254. ISSN 2078-0958 (Print) /

2078-0966 (Online).

[89]. Vo Trong Cang (2015), "Optimizing Repair Interval of Vehicle Based on

Reliability", International Journal of Mechanical Engineering and

Applications. Special Issue: Transportation Engineering Technology, 3 (1-

3), 69-75. ISSN 2330-0248.

[90]. Vo Trong Cang, Nguyen Duc Toan, Do Duc Tuan (2017), "Determining the

optimized repair cycle structure considering the repairing cost and the

gamma-percent lifetime", International Journal of Mechanical Engineering

and Applications, 5(4-1), 33-40. ISSN 2330-0248

[91]. Васильев Б.В., Ханин С.М. (1989), Надежность судовых дизелей,

Транспорт, Москва.

[92]. Гоповатый А.Т., Лебедев Ю.А., (1977), Технитеское обслуживание и

ремонт локомотивов за рубежом, М. Траспорт.

[93]. Горский А.В (1972), Определение оптимальных сроков проведения

планово-предупредительных ремонтов элементов ЭПС на основе

информации о параметре потока отказов, Тр. МИИТ, Вып. 405.

[94]. Горский А.В, А.А. Воробьев (1994), Оптимизация системы ремонта

тепловозов. Москва, Транспорт.

[95]. Дабалян А. В., Пинвев Е. Г., и другие (1990), Оптимизация

технитеских систем траспорта, М. Траспорт.

[96]. Паплович Е. С., Серегин А. А., Четвергов В. А., (1968), Определение

оптимальных теповозов между ремонтами, Тр. ОMИИТ, Т.87, ч 1.

[97]. Пузанков A. Д., (1999), Надёжность конструций локомотивов,

MИИТ, Москва.

156

[98]. Рахматулин М. Д. (1977), Ремонт тепловозов, Транспорт.

[99]. Технитеское обслуживание и ремонт тягового подвижного состава на

железной сети США (1986), Ж.-д. трасп. за рубежом, Сер.2

ЭИ/ЦНИИТЭИ МПС, Вып. 6.

[100]. Шанченко П. А. (1988), Технитеское обслуживание и ремонт тягового

подвижного состава на зарубежых железных дорогах, Локомотивы и

локомотивное хозяйство ЦНИИТЭИ МПС. Вып. 2.

[101]. 董锡明, 机车车辆运用可靠性工程, 中国铁道出版社, 2004 年 .

Đổng Tích Minh, sách: Công trình Độ tin cậy của đầu máy, toa xe trong vận

hành, Nhà xuất bản đường sắt Trung Quốc, năm 2004.

[102]. 姚远, 维修备件需求预测系统的设计及实现, 上海交通大学, 硕士学位论

文, 2008.

Diêu Viễn, Thiết kế hệ thống xác định nhu cầu sửa chữa các bộ phận, Đại

học giao thông Thượng Hải, Luận văn Thạc sỹ, năm 2008.

[103]. 朱明, 货车转向架关键零部件寿命管理决策支持系统的研究, 北京交通大

学, 硕士学位论文, 2008.

Chu Minh, Nghiên cứu hệ thống sách lược quản lý tuổi thọ các bộ phận của

giá chuyển hướng toa xe hàng, Luận văn Thạc sỹ, Đại học giao thông Bắc

kinh, năm 2008.

[104]. 鲍维千，孙永才, 机车总体及转向架, 鲍维千, 中国铁道出版社，2010 年 .

Bào Duy Thiên, Tôn Vĩnh Tài, Sách: Tổng thể đầu máy và giá chuyển

hướng, Nhà xuất bản đường sắt Trung Quốc, năm 2010.

[105]. 芳贺昭, 蔡千华, 彭惠民, 铁道车辆用车轮的磨耗倾向和寿命预测, 国外机

车车辆工艺, 2011 年第 1 期, 31:32 页.

Phương Hạ Chiêu, Thái Thiên Hoa, Bành Hệ Dân, Xác định độ mòn không

đều và tuổi thọ của bánh xe toa xe, Tạp chí Công nghệ đầu máy, toa xe nước

ngoài, năm 2011, kỳ 1, trang 31-32.

[106]. 陶功权, 李霞, 邓永果, 基于车辆横向运动稳定性的车轮磨耗寿命预测,

(Wheel Wear Life Prediction Based on Lateral Motion Stability of Vehicle

System), 机械工程学报, 2013 年, 第 10 期, 49 卷，28:34 页.

157

Đào Công Quyền, Lý Hà, Đặng Vĩnh Quả, Đánh giá tuổi thọ về hao mòn

của bánh xe căn cứ tính ổn định ngang, Tạp chi Công trình cơ khí, năm 2013,

kỳ 10, quyển 49, trang 28-34.

[107]. 任喜, 赵建军, 张晓斐, 基于使用寿命的备件需求预测模型, 兵工自动化,

2014, 33(12): 22-24.

Nhậm Hỷ, Triệu Kiến Quân, Trương Hiểu Phỉ, Căn cứ tuổi thọ để xây dựng

mô hình xác định nhu cầu sửa chữa các bộ phận, Tự động hóa công nghiệp

quốc phòng, năm 2014, kỳ 33, quyển 12, trang 22-24.

[108]. 华莎 , 基于数据智能分析的列车车轮磨耗预测与镟修策略研究 ,

南京航空航天大学, 硕士学位论, 2017 年.

Hoa Sa, Nghiên cứu xác định hao mòn bánh xe và biện pháp sửa chữa căn cứ

vào việc phân tích các dữ liệu thông minh, Luận văn Thạc sỹ, Đại học Hàng

không Nam Kinh, Luận văn Thạc sỹ, năm 2017.

[109]. 詹凌峰, LMD 型车轮型面经济性镟修方法及应用研究, 华东交通大学, 硕

士学位论文，2017 年.

Chiêm Lăng Phong, Nghiên cứu và ứng dụng phương pháp sửa chữa có tính

kinh tế đối với bánh xe loại hình LMD, Luận văn Thạc sỹ, Đại học Giao

thông Hoa Đông, năm 2017.

[110]. 张义民, 林禄样，吕昊, 基于 Gamma 过程的机车车轮镟修里程预测方

法 , 东北大学学报，2018 年 4 月，第 9 卷第 4 期.

Trương Nghĩa Dân, Lâm Lộc Dương, Lỗ Hạo, Phương pháp xác định chu kỳ

sửa chữa bánh xe đầu máy căn cứ vào quá trình Gamma, Tạp chí Đại học

Đông Bắc, tháng 4 năm 2018, Kỳ 4 quyển 9.

PHỤ LỤC

PHỤ LỤC 1

CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH THỜI HẠN

LÀM VIỆC CỦA CÁC CHI TIẾT HƯ HỎNG DO MÒN

1. Lưu đồ thuật toán

Lưu đồ thuật toán chương trình tính toán xác định thời hạn làm việc của các

phần tử cơ khí hư hỏng do mòn thể hiện trên hình 1.

Hình 1. Lưu đồ thuật toán chương trình tính toán xác định thời hạn làm việc

của các phần tử cơ khí có hư hỏng do mòn

2. Các chức năng chính của chương trình

2.1. Xử lý số liệu thống kê các đại lượng ngẫu nhiên

Xử lý số liệu thống kê các đại lượng ngẫu nhiên và hiển thị các kết quả tính

toán cần thiết:

+ Các giá trị bằng số: tổng số số liệu đã nhập, kỳ vọng toán học, phương sai,

sai lệch bình phương trung bình, hệ số biến động, xét sự phù hợp của phân bố lý

thuyết với phân bố thực nghiệm theo tiêu chuẩn χ2, hàm mật độ phân bố lý thuyết và

các tham số của hàm.

+ Các đồ thị: đồ thị mật độ phân bố thực nghiệm, đồ thị hàm mật độ phân bố

lý thuyết).

2.2. Xử lý số liệu thống kê cho các phần tử hư hỏng do mòn

Xử lý số liệu thống kê về cường độ hao mòn của các phần tử, từ đó tính toán

được các đặc trưng hao mòn của phần tử như: kỳ vọng toán học của cường độ hao

mòn (hay cường độ hao mòn trung bình), phương sai, sai lệch bình phương trung

bình của cường độ hao mòn, đồ thị mật độ phân bố thực nghiệm và lý thuyết của

cường độ hao mòn, đồ thị hàm xác suất hỏng và hàm tin cậy của phần tử hao mòn.

2.3. Tính toán thời hạn làm việc của phần tử hư hỏng do mòn theo mức tin cậy

cho trước (hay tuổi thọ gamma phần trăm)

Xác định hàm xác suất hỏng và hàm tin cậy theo 4 trường hợp biểu hiện

mòn, từ đó xác định được tuổi thọ gamma phần trăm của phần tử hư hỏng do mòn.

3. Hướng dẫn sử dụng chương trình (phần mềm)

Việc cài đặt phần mềm giống như các phần mềm thông dụng thông qua bộ

cài đặt kèm theo (setup). Sau khi cài đặt xong sẽ xuất hiện biểu tượng phần mềm

trên màn hình làm việc (desktop). Truy cập vào biểu tượng phần mềm sẽ mở ra giao

diện của phần mềm như sau (hình 2).

Hình 2. Giao diện chính của chương trình

3.1. Nhập xuất dữ liệu

3.1.1. Nhập số liệu

Có hai cách nhập số liệu:

+ Cách 1: Nhập số liệu trực tiếp bằng cách truy cập trình đơn Tep tin -> Tao

du lieu moi (phím tắt Ctrl + N) hoặc biểu tượng trên thanh công cụ. Xuất hiện

cửa sổ nhập số liệu như sau (hình 3).

Hình 3. Giao diện hiển thị số liệu nhập

Chú ý: số liệu sử dụng dấu “.” để biểu thị số thập phân, xuống hàng để thêm một

số liệu mới. Ngoài ra, có thể sao chép một cột số liệu từ bảng tính excel hoặc tệp tin

khác và dán vào cửa sổ nhập dữ liệu.

+ Cách 2: Nhập số liệu từ tệp tin có đuôi “.mat” được lưu lại từ phần mềm

(có thể nhập vào một hoặc nhiều tệp tin cùng một lúc).

3.1.2. Xem, chỉnh sửa số liệu đã nhập

Truy cập vào trình đơn Hien thi -> So lieu. Xuất hiện cửa sổ cho phép xem,

sửa, thêm hoặc xóa một số liệu nào đó (hình 4).

Hình 4. Giao diện hiển thị, xem, sửa số liệu nhập

3.1.3. Lưu lại số liệu

Để lưu lại số liệu đã nhập, truy cập trình đơn Tep tin -> Luu du lieu (phím tắt

Ctrl + S) hoặc biểu tượng trên thanh công cụ. Xuất hiện cửa sổ lưu dữ liệu như

sau (hình 5).

Hình 5. Cửa sổ lưu dữ liệu

3.1.4. Xuất ra đồ thị

Để in ấn hoặc xuất ra các đồ thị dưới dạng tệp tin, truy cập trình đơn Tep tin

-> In do thi (Phím tắt Ctrl + G) hoặc biểu tượng trên thanh công cụ. Xuất hiện

cửa sổ cho phép lưu lại đồ thị hoặc in ấn đồ thị (hình 6) .

Hình 6. Cửa sổ lưu và in đồ thị

3.1.5. Nhập xuất dữ liệu

Sau khi số liệu đã được nhập xong, phần mềm sẽ tự động xử lý số liệu và

xuất ra các kết quả cần thiết (hình 7).

Hình 7. Giao diện hiển thị kết quả tính toán

Phần mềm cho phép xử lý số liệu thống kê với bảy quy luật phân bố là:

chuẩn (Gauss), logarit chuẩn, mũ, gamma, Weibull, Rayleigh và Maxwell. Kiểm

nghiệm sự phù hợp của các quy luật phân bố trên với phân bố thực nghiệm theo tiêu

chuẩn χ2. Đồng thời, xuất ra các kết quả cần thiết như trên hình 8.

Để xem chi tiết các kết quả xử lý số liệu, phần mềm cho phép xuất toàn bộ

kết quả chi tiết của tiến trình xử lý số liệu ra dạng tệp tin excel (.xls). Để thực hiện

xuất kết quả, truy cập trình đơn Tep tin -> Xuat ket qua ra tep .xls (hình 9).

Hình 8. Giao diện hiển thị kết quả tính toán

Hình 9. Giao diện xuất kết quả tính toán

3.2. Xử lý số liệu về hao mòn

Sau khi nhập các số liệu thống kê về cường độ hao mòn của các phần tử.

Phần mềm sẽ tự động tính toán các đặc trưng hao mòn và hiển thị các kết quả cần

thiết (hình 10).

Hình 10. Giao diện hiển thị kết quả tính toán

Ngoài ra, phần mềm cho phép hiển thị nhiều đồ thị hàm mật độ lý thuyết của

các bộ số liệu khác nhau để tiện cho việc so sánh, đánh giá. Truy cập trình đơn Tep

tin -> Mo tep du lieu (phím tắt Ctrl + O) hoặc biểu tượng trên thanh công cụ.

Sau đó, lựa chọn các tệp dữ liệu cần hiển thị (hình 11).

Hình 11. Giao diện chọn tệp số liệu cần hiển thị

Tiếp theo, truy cập trình đơn Hien thi -> Nhieu do thi, ta được (hình 12).

Hình 12. Giao diện hiển thị nhiều đồ thị hàm mật độ phân bố

Nếu chỉ cần xem một đồ thị tổng hợp, truy cập trình đơn Hien thi -> Chi mot

do thi tong hop, ta được (hình 13):

Hình 13. Giao diện hiển thị một đồ thị tổng hợp

3.3. Tính toán thời hạn làm việc theo mức tin cậy cho trước (tuổi thọ gamma

phần trăm)

Phần mềm có chức năng xác định hàm xác suất hỏng và hàm tin cậy theo 4

trường hợp biểu hiện mòn, từ đó xác định được tuổi thọ gamma phần trăm của phần

tử hư hỏng do mòn (hình 14).

Hình 14. Giao diện lựa chọn các trường hợp biểu hiện mòn

a. Xác định trực tiếp trên đồ thị hàm tin cậy P(t)

Có thể xác định tuổi thọ gamma phần trăm dựa vào đồ thị hàm tin cậy P(t)

bằng cách truy cập biểu tượng trên thanh công cụ. Sau đó bấm vào vị trí trên

đường cong tin cậy trên đồ thị tương ứng với độ tin cậy cần tính toán (hình 15).

Hình 15. Giao diện xác định tuổi thọ gamma phần trăm trực tiếp trên đồ thị

b. Xác định bằng trình đơn công cụ

Tuy nhiên, để tính toán tại một mức tin cậy bất kỳ nên sử dụng công cụ tính

tuổi thọ gamma phần trăm như sau: truy cập trình đơn Cong cu -> Xac dinh tuoi tho

gamma phan tram. Sau đó, nhập vào giá trị mức tin cậy cần thiết, bấm nút “OK”

phần mềm sẽ tính toán ra giá trị tuổi thọ tương ứng (hình 16).

Hình 16. Giao diện xác định tuổi thọ gamma phần trăm bằng trình đơn công cụ

4. Mã nguồn của chương trình

% Tinh gia tri lon nhat, nho nhat gtln=max(Z); gtnn=min(Z); % Tinh so luong cot du lieu n=length(Z); % Sap xep lai bo so lieu theo thu tu tang dan Zsx = Z; for i = 1:n-1 for j = i+1:n if Zsx(i) > Zsx(j) temp = Zsx(i); Zsx(i) = Zsx(j); Zsx(j) = temp; end end end % Xac dinh buoc va nhom % Xac dinh buoc h=(gtln-gtnn)/(1+3.32*log10(n)); % Xac dinh so nhom k=ceil((gtln-gtnn)/h); % Xac dinh trung vi cac nhom x = zeros(1,k); for i=1:k x(i)=gtnn+(2*i-1)*h/2; end

% Xac dinh tan so cua cac nhom m = zeros(1,k); for i=1:k demm=0; for j=1:n if Z(j)>=gtnn+(i-1)*h && Z(j)

% Lua chon ham phan phoi switch ChonPhanPhoi case 1 % Ham Chuan (Gauss) % Display f(c) hsf1 = 1/(XichMa*sqrt(2*pi)); hsf2 = -1/(2*(XichMa^2)); hamf = [num2str(hsf1) 'exp[' num2str(hsf2) '(c - ' num2str(a) ')^2]']; % Xac dinh khi binh phuong g=normpdf(x,a,XichMa); Khi=n*h*sum(((p-g).^2)./g); % Xac dinh phan bo ly thuyet Flt Flt=normcdf(x,a,XichMa); % Xac dinh phan bo ly thuyet FltO FltO=normcdf(Zsx,a,XichMa); % Hien thi cac tham so set(textThamSo2,'Visible','on'); set(editThamSo2,'Visible','on'); set(textThamSo1,'String','a'); set(editThamSo1,'String',num2str(a)); set(textThamSo2,'String','Sigma'); set(editThamSo2,'String',num2str(XichMa)); % Xac dinh he so tu do L L=k-2-1; if L<=0 warndlg('He so tu do L < 1 => khong xet duoc tinh phu hop','Canh bao','m odal') else % Xac dinh xac suat phu hop Pph=1-chi2cdf(Khi,L);

% Xet xem co phu hop hay khong Xph=XPH(Pph); end if exist('savexls.mat','file')~=0 f=normpdf(x,a,XichMa); F=normcdf(x,a,XichMa); save tk_xls n a D XichMa Khi Pph Xph gtnn x h k m r p f F Z; end % Xac dinh ham mat do phan phoi x=gtnn:dChia:gtnn+k*h; f=normpdf(x,a,XichMa); case 2 % Ham Logarit Chuan % Tinh toan cac tham so aLog=2*log(a)-(1/2)*log(D+a^2); XichMaLog=sqrt(log(D+a^2)-2*log(a)); % Display f(c) hsf1 = 1/(XichMaLog*sqrt(2*pi)); hsf2 = -1/(2*(XichMaLog^2)); hamf = [num2str(hsf1) ' c^{-1} exp\{' num2str(hsf2) ' [ln(c) - ' num2str(aLog) ']^2\}']; % Hien thi cac tham so set(textThamSo2,'Visible','on'); set(editThamSo2,'Visible','on'); set(textThamSo1,'String','lnx_o'); set(editThamSo1,'String',num2str(aLog)); set(textThamSo2,'String','Sigma_lnx'); set(editThamSo2,'String',num2str(XichMaLog)); % Xac dinh khi binh phuong g=lognpdf(x,aLog,XichMaLog); Khi=n*h*sum(((p-g).^2)./g);

% Xac dinh phan bo ly thuyet Flt Flt=logncdf(x,aLog,XichMaLog); % Xac dinh phan bo ly thuyet FltO FltO=logncdf(Zsx,aLog,XichMaLog); % Xac dinh he so tu do L L=k-2-1; if L<=0 warndlg('He so tu do L < 1 => khong xet duoc tinh phu hop','Canh bao','m odal') else % Xac dinh xac suat phu hop Pph=1-chi2cdf(Khi,L); % Xet xem co phu hop hay khong Xph=XPH(Pph); end if exist('savexls.mat','file')~=0 f=lognpdf(x,aLog,XichMaLog); F=logncdf(x,aLog,XichMaLog); save tk_xls n a D XichMa Khi Pph Xph gtnn x h k m r p f F Z; end % Xac dinh ham mat do phan phoi x=gtnn:dChia:gtnn+k*h; f=lognpdf(x,aLog,XichMaLog); case 3 % Ham Mu % Display f(c) hsf1 = 1/a; hamf = [num2str(hsf1) ' exp(-' num2str(hsf1) 'c)']; % Hien thi cac tham so

set(textThamSo2,'Visible','off'); set(editThamSo2,'Visible','off'); set(textThamSo1,'String','Lambda'); set(editThamSo1,'String',num2str(1/a)); % Xac dinh khi binh phuong g=exppdf(x,a); Khi=n*h*sum(((p-g).^2)./g); % Xac dinh phan bo ly thuyet Flt Flt=expcdf(x,a); % Xac dinh phan bo ly thuyet FltO FltO=expcdf(Zsx,a); % Xac dinh he so tu do L L=k-1-1; if L<=0 warndlg('He so tu do L < 1 => khong xet duoc tinh phu hop','Canh bao','m odal') else % Xac dinh xac suat phu hop Pph=1-chi2cdf(Khi,L); % Xet xem co phu hop hay khong Xph=XPH(Pph); end if exist('savexls.mat','file')~=0 f=exppdf(x,a); F=expcdf(x,a); save tk_xls n a D XichMa Khi Pph Xph gtnn x h k m r p f F Z; end % Xac dinh ham mat do phan phoi x=gtnn:dChia:gtnn+k*h;

f=exppdf(x,a); case 4 %Ham Gamma Lambda = a/D; Eta = Lambda*a; GammaEta = gamma(Eta); % Display f(c) hsf1 = (Lambda^Eta)/GammaEta; hamf = [num2str(hsf1) ' c^{' num2str(Eta-1) '} exp(-' num2str(Lambda) 'c)']; % Xac dinh cac tham so aG=(a/XichMa)^2; bG=(XichMa^2)/a; % Hien thi cac tham so set(textThamSo2,'Visible','on'); set(editThamSo2,'Visible','on'); set(textThamSo1,'String','Lambda'); set(editThamSo1,'String',num2str(a/D)); set(textThamSo2,'String','Eta'); set(editThamSo2,'String',num2str((a^2)/D)); % Xac dinh khi binh phuong g=gampdf(x,aG,bG); Khi=n*h*sum(((p-g).^2)./g); % Xac dinh phan bo ly thuyet Flt Flt=gamcdf(x,aG,bG); % Xac dinh phan bo ly thuyet FltO FltO=gamcdf(Zsx,aG,bG); % Xac dinh he so tu do L L=k-2-1;

if L<=0 warndlg('He so tu do L < 1 => khong xet duoc tinh phu hop','Canh bao','m odal') else % Xac dinh xac suat phu hop Pph=1-chi2cdf(Khi,L); % Xet xem co phu hop hay khong Xph=XPH(Pph); end if exist('savexls.mat','file')~=0 f=gampdf(x,aG,bG); F=gamcdf(x,aG,bG); save tk_xls n a D XichMa Khi Pph Xph gtnn x h k m r p f F Z; end % Xac dinh ham mat do phan phoi x=gtnn:dChia:gtnn+k*h; f=gampdf(x,aG,bG); case 5 %Ham Veibull % Xac dinh cac tham so xmin=gtnn; Muy=XichMa/a; load Veibull.txt; C=Veibull; % Xac dinh anpha Anpha=interp1(C(1:length(C),2),C(1:length(C),1),Muy,'cubic','extrap'); % Xac dinh Beta Beta=sum(r.*(x.^Anpha)); % Display f(c)

hamf = [num2str(Anpha/Beta) ' (c - ' num2str(xmin) ')^{' num2str(Anpha- 1) '} exp[' num2str(-1/Beta) ' (c - ' num2str(xmin) ')^{' num2str(Anpha) '}]']; % Hien thi cac tham so set(textThamSo2,'Visible','on'); set(editThamSo2,'Visible','on'); set(textThamSo1,'String','Alpha'); set(editThamSo1,'String',num2str(Anpha)); set(textThamSo2,'String','Beta'); set(editThamSo2,'String',num2str(Beta)); % Xac dinh khi binh phuong g=(Anpha/Beta)*((x-xmin).^(Anpha-1)).*exp(-((x-xmin).^Anpha)/Beta); Khi=n*h*sum(((p-g).^2)./g); % Xac dinh phan bo ly thuyet Flt Flt=1-(exp(-((x-xmin).^Anpha)/Beta)); % Xac dinh phan bo ly thuyet FltO FltO=1-(exp(-((Zsx-xmin).^Anpha)/Beta)); % Xac dinh he so tu do L L=k-2-1; if L<=0 warndlg('He so tu do L < 1 => khong xet duoc tinh phu hop','Canh bao','m odal') else % Xac dinh xac suat phu hop Pph=1-chi2cdf(Khi,L); % Xet xem co phu hop hay khong Xph=XPH(Pph); end if exist('savexls.mat','file')~=0 f=((Anpha/Beta)*((x-xmin).^(Anpha-1))).*exp(-((x-xmin).^Anpha)/Beta); F=1-(exp(-((x-xmin).^Anpha)/Beta));

save tk_xls n a D XichMa Khi Pph Xph gtnn x h k m r p f F Z; end % Xac dinh ham mat do phan phoi x=gtnn:dChia:gtnn+k*h; f=((Anpha/Beta)*((x-xmin).^(Anpha-1))).*exp(-((x-xmin).^Anpha)/Beta); case 6 % Ham Rolei % Xac dinh tham so br=a/1.253; % Display f(c) hamf = [num2str((1/br)^2) ' c exp(' num2str(-1/(2*br^2)) ' c^2)']; % Hien thi cac tham so set(textThamSo2,'Visible','off'); set(editThamSo2,'Visible','off'); set(textThamSo1,'String','Sigma_r'); set(editThamSo1,'String',num2str(br)); % Xac dinh khi binh phuong g=raylpdf(x,br); Khi=n*h*sum(((p-g).^2)./g); % Xac dinh phan bo ly thuyet Flt Flt=raylcdf(x,br); % Xac dinh phan bo ly thuyet FltO FltO=raylcdf(Zsx,br); % Xac dinh he so tu do L L=k-1-1; if L<=0

warndlg('He so tu do L < 1 => khong xet duoc tinh phu hop','Canh bao','m odal') else % Xac dinh xac suat phu hop Pph=1-chi2cdf(Khi,L); % Xet xem co phu hop hay khong Xph=XPH(Pph); end if exist('savexls.mat','file')~=0 f=raylpdf(x,br); F=raylcdf(x,br); save tk_xls n a D XichMa Khi Pph Xph gtnn x h k m r p f F Z; end % Xac dinh ham mat do phan phoi x=gtnn:dChia:gtnn+k*h; f=raylpdf(x,br); case 7 % Ham Macxoen % Xac dinh cac tham so XichMaMac=a/1.596; % Display f(t) hsf1 = (sqrt(2/pi))/(XichMaMac^3); hsf2 = -1/(2*(XichMaMac^2)); hamf = [num2str(hsf1) ' c^2 exp(' num2str(hsf2) ' c^2)']; % Hien thi cac tham so set(textThamSo2,'Visible','off'); set(editThamSo2,'Visible','off'); set(textThamSo1,'String','Sigma_c'); set(editThamSo1,'String',num2str(XichMaMac));

g = (sqrt(2/pi))*((x.^2)/(XichMaMac^3)).*exp(- (x.^2)/(2*(XichMaMac^2))); Khi=n*h*sum(((p-g).^2)./g); % Xac dinh phan bo ly thuyet Flt Flt = erf(x/(XichMaMac*sqrt(2)))-(sqrt(2/pi))*(x.*exp(- (x.^2)/(2*(XichMaMac^2)))/XichMaMac); % Xac dinh phan bo ly thuyet FltO FltO = erf(Zsx/(XichMaMac*sqrt(2)))-(sqrt(2/pi))*(Zsx.*exp(- (Zsx.^2)/(2*(XichMaMac^2)))/XichMaMac); % Xac dinh he so tu do L L=k-1-1; if L<=0 warndlg('He so tu do L < 1 => khong xet duoc tinh phu hop','Canh bao') else % Xac dinh xac suat phu hop Pph=1-chi2cdf(Khi,L); % Xet xem co phu hop hay khong Xph=XPH(Pph); end if exist('savexls.mat','file')~=0 f = (sqrt(2/pi))*((x.^2)/(XichMaMac^3)).*exp(- (x.^2)/(2*(XichMaMac^2))); F = erf(x/(XichMaMac*sqrt(2)))-(sqrt(2/pi))*(x.*exp(- (x.^2)/(2*(XichMaMac^2)))/XichMaMac); save tk_xls n a D XichMa Khi Pph Xph gtnn x h k m r p f F Z; end % Xac dinh ham mat do phan phoi x=gtnn:dChia:gtnn+k*h; f = (sqrt(2/pi))*((x.^2)/(XichMaMac^3)).*exp(-(x.^2)/(2*(XichMaMac^2)));

case 8 % Ham Beta % Xac dinh cac tham so gtlnb = gtnn + k*h; Eta = (gtlnb-a)*((a-gtnn)*(gtlnb-a)-D)/(D*(gtlnb-gtnn)); GamMa = Eta*(a-gtnn)/(gtlnb-a); % Display f(c) hsf1 = 1/(beta(GamMa,Eta)*((gtlnb - gtnn)^(GamMa + Eta - 1))); hamf = [num2str(hsf1) ' (c - ' num2str(gtnn) ')^{' num2str(GamMa - 1) '} (' num2str(gtlnb) ' - c)^{' num2str(Eta - 1) '}']; % Hien thi cac tham so set(textThamSo2,'Visible','on'); set(editThamSo2,'Visible','on'); set(textThamSo1,'String','Gamma'); set(editThamSo1,'String',num2str(GamMa)); set(textThamSo2,'String','Eta'); set(editThamSo2,'String',num2str(Eta)); g = (((x - gtnn).^(GamMa - 1)).*((gtlnb - x).^(Eta - 1)))./(beta(GamMa,Eta)*((gtlnb - gtnn)^(GamMa + Eta - 1))); Khi = n*h*sum(((p-g).^2)./g); % Xac dinh phan bo ly thuyet Flt zlt = (x-gtnn)/(gtlnb-gtnn); Flt = betainc(zlt,GamMa,Eta); % Xac dinh phan bo ly thuyet FltO zltO = (Zsx-gtnn)/(gtlnb-gtnn); FltO = betainc(zltO,GamMa,Eta); % Xac dinh he so tu do L L=k-2-1; if L<=0

warndlg('He so tu do L < 1 => khong xet duoc tinh phu hop','Canh bao','m odal') else % Xac dinh xac suat phu hop Pph=1-chi2cdf(Khi,L); % Xet xem co phu hop hay khong Xph=XPH(Pph); end if exist('savexls.mat','file')~=0 f = (((x - gtnn).^(GamMa - 1)).*((gtlnb - x).^(Eta - 1)))./(beta(GamMa,Eta)*((gtlnb - gtnn)^(GamMa + Eta - 1))); z = (x-gtnn)/(gtlnb-gtnn); F = betainc(z,GamMa,Eta); save tk_xls n a D XichMa Khi Pph Xph gtnn x h k m r p f F Z; end % Xac dinh ham mat do phan phoi x = gtnn:dChia:gtlnb; f = (((x - gtnn).^(GamMa - 1)).*((gtlnb - x).^(Eta - 1)))./(beta(GamMa,Eta)*((gtlnb - gtnn)^(GamMa + Eta - 1))); case 9 % Ham phan bo deu lien tuc % Xac dinh cac tham so tsa = gtnn; tsb = gtnn + k*h; ts = 1/(tsb - tsa); % Display f(c) hamf = num2str(ts); % Hien thi cac tham so set(textThamSo2,'Visible','on'); set(editThamSo2,'Visible','on'); set(textThamSo1,'String','a'); set(editThamSo1,'String',num2str(tsa));

set(textThamSo2,'String','b'); set(editThamSo2,'String',num2str(tsb)); g = zeros(1,k); g(1,:) = ts; Khi = n*h*sum(((p-g).^2)./g); % Xac dinh phan bo ly thuyet Flt Flt = (x - tsa)/(tsb - tsa); % Xac dinh phan bo ly thuyet FltO FltO = (Zsx - tsa)/(tsb - tsa); % Xac dinh he so tu do L L=k-2-1; if L<=0 warndlg('He so tu do L < 1 => khong xet duoc tinh phu hop','Canh bao','m odal') else % Xac dinh xac suat phu hop Pph=1-chi2cdf(Khi,L); % Xet xem co phu hop hay khong Xph=XPH(Pph); end if exist('savexls.mat','file')~=0 f = ts; F = ts*x; save tk_xls n a D XichMa Khi Pph Xph gtnn x h k m r p f F Z; end % Xac dinh ham mat do phan phoi x = gtnn:dChia:gtnn+k*h; f = zeros(1,length(x)); f(1,:) = ts;

case 10 % Ham Weibull - Gnedenko % Xac dinh cac tham so upsilon = XichMa/a; if upsilon > 15.83 || upsilon < 0.281 msgbox('Gia tri he so bien dong upsilon nam ngoai khoang 0.281 - > 15.83 => Ket qua tinh toan co the khong chinh xac.','Canh bao voi phan bo Weibull - Gnedenko','warn','modal'); end load WbGned.txt; B = WbGned; Beta = interp1(B(:,3), B(:,1), upsilon, 'cubic', 'extrap'); KBeta = interp1(B(:,3), B(:,2), upsilon, 'cubic', 'extrap'); alpha = a/KBeta; % Display f(c) hamf = [num2str(Beta/(alpha^Beta)) 'c^{' num2str(Beta - 1) '}exp(- ' num2str(1/(alpha^Beta)) 'c^{' num2str(Beta) '})' ]; % Hien thi cac tham so set(textThamSo2,'Visible','on'); set(editThamSo2,'Visible','on'); set(textThamSo1,'String','alpha'); set(editThamSo1,'String',num2str(alpha)); set(textThamSo2,'String','Beta'); set(editThamSo2,'String',num2str(Beta)); g = (Beta*x.^(Beta - 1)/(alpha^Beta)).*exp(-(x/alpha).^Beta); Khi = n*h*sum(((p-g).^2)./g); % Xac dinh phan bo ly thuyet Flt Flt = 1 - exp(-(x/alpha).^Beta); % Xac dinh phan bo ly thuyet FltO FltO = 1 - exp(-(Zsx/alpha).^Beta);

% Xac dinh he so tu do L L=k-2-1; if L<=0 warndlg('He so tu do L < 1 => khong xet duoc tinh phu hop','Canh bao','m odal') else % Xac dinh xac suat phu hop Pph=1-chi2cdf(Khi,L); % Xet xem co phu hop hay khong Xph=XPH(Pph); end if exist('savexls.mat','file')~=0 f = (Beta*x.^(Beta - 1)/(alpha^Beta)).*exp(-(x/alpha).^Beta); F = 1 - exp(-(x/alpha).^Beta); save tk_xls n a D XichMa Khi Pph Xph gtnn x h k m r p f F Z; end % Xac dinh ham mat do phan phoi x = gtnn:dChia:gtnn+k*h; f = (Beta*x.^(Beta - 1)/(alpha^Beta)).*exp(-(x/alpha).^Beta); end if exist('tcKolmogorov.mat','file')~=0 k0 = max(abs(Ftn - Flt)); lambda0 = k0*sqrt(n); load Kolmogorov.txt; B = Kolmogorov; if lambda0 <= 0.3 PphK = 'Pph = 1'; klK = 'Vi Pph > 0.05 nen su phu hop duoc thoa man'; elseif lambda0 > 2 PphK = 'Pph < 0.001'; klK = 'Vi Pph < 0.05 nen su phu hop khong duoc thoa man';

else PphK = interp1(B(:, 1), B(:, 2), lambda0, 'cubic', 'extrap'); if PphK > 0.05 klK = 'Vi Pph > 0.05 nen su phu hop duoc thoa man'; else klK = 'Vi Pph < 0.05 nen su phu hop khong duoc thoa man'; end PphK = ['Pph = ' num2str(PphK)]; end tbK = sprintf('Cac gia tri tinh toan duoc: \n\n k0 = %f \n\n lambda = %f \ n\n Tra bang ta duoc: \n\n %s \n\n Ket luan: \n\n %s', k0, lambda0, PphK, klK ); msgbox(tbK, 'Tieu chuan Kolmogorov','modal'); end if exist('tcRomanovski.mat','file')~=0 chi = (S*sqrt(n))/XichMa; hsR = abs(chi^2 - n + 1)/sqrt(2*(n - 1)); if hsR >= 3 klR = 'Vi He so Romanovski >= 3 nen su sai lech giua S va sigma la dang ke' ; else klR = 'Vi He so Romanovski < 3 nen su sai lech giua S va sigma la khong da ng ke'; end tbR = sprintf('Cac gia tri tinh toan duoc: \n\n s = %f \n\n khi = %f \n\n He so Romanovski = %f \n\n Ket luan: \n\n %s', S, chi, hsR, klR); msgbox(tbR, 'Tieu chuan Romanovski','modal'); end if exist('tcMizes.mat','file')~=0 io = 1:n; omega2 = 1/(12*n^2) + (1/n)*sum((FltO - (io - 0.5)/n).^2); deltao = n*omega2; load Mizes.txt; B = Mizes; if deltao < 0.1184

PphO = 'a1(z) > 0.5'; klO = 'Vi a1(z) > 0.3 nen su phu hop duoc thoa man'; elseif deltao > 1.1679 PphO = 'a1(z) < 0.001'; klO = 'Vi a1(z) < 0.1 nen su phu hop khong duoc thoa man'; else PphO = interp1(B(:, 1), B(:, 2), deltao, 'cubic', 'extrap'); if PphO > 0.3 klO = 'Vi a1(z) > 0.3 nen su phu hop duoc thoa man'; elseif PphO < 0.05 klO = 'Vi a1(z) < 0.1 nen su phu hop khong duoc thoa man'; else klO = 'Vi a1(z) >= 0.1 va a1(z) =< 0.3 nen khong xet duoc su phu hop'; end PphO = ['a1(z) = ' num2str(PphO)]; end tbO = sprintf('Cac gia tri tinh toan duoc: \n\n omega^2 = %f \n\n delta = %f \n\n Tra bang ta duoc: \n\n %s \n\n Ket luan: \n\n %s', omega2, deltao, Pp hO, klO); msgbox(tbO, 'Tieu chuan Mizes','modal'); end % Dua ket qua ra bang set(editn,'String',num2str(n)); % set(edita,'String',sprintf('%.4e',a)); set(edita,'String',num2str(a)); set(editD,'String',num2str(D)); set(editSm,'String',num2str(XichMa)); set(editKhi2,'String',num2str(Khi)); set(editUl,'String',num2str(Hs_bd)); if L>0 set(editPph,'String',num2str(Pph)); set(editKetLuan,'String',Xph); else set(editPph,'String','KhongXacDinh');

set(editKetLuan,'String','KhongXacDinh'); end % Lua chon truong hop tinh toan tmax = str2num(get(edit_tmax,'String')); % Tinh toan diem chia ve do thi testZt=tmax/2; if testZt>=1 && testZt<=10 dChiat=0.01; elseif testZt<1 chuoiZt=sprintf('%e',testZt); vtChiat=strfind(chuoiZt,'-')+1; soMut=str2num(chuoiZt(1,vtChiat:length(chuoiZt)))+2; dChiat=10^(-soMut); else chuoiZt=sprintf('%e',testZt); vtChiat=strfind(chuoiZt,'+')+1; soMut=str2num(chuoiZt(1,vtChiat:length(chuoiZt)))-2; dChiat=10^soMut; end t = 0:dChiat:tmax; switch ChonTH case 1 % Ir = 0 Igh = str2num(get(editIgh, 'String')); EIr = 0; DIr = 0; Dv = D; hamQt = ['$$\Phi(' num2str(a/XichMa) ' - ' num2str(Igh/XichMa) ' t^{- 1}' ')$$']; hamPt = ['$$\Phi(' num2str(Igh/XichMa) ' t^{-1}' ' - ' num2str(a/XichMa) ')$$']; set(editEIr, 'String', '0'); set(editDIr, 'String', '0'); case 2 % Ir = const Igh = str2num(get(editIgh, 'String'));

EIr = str2num(get(editEIr, 'String')); DIr = 0; Dv = D; hamQt = ['$$\Phi(' num2str((EIr - Igh)/XichMa) ' t^{- 1}' ' + ' num2str(a/XichMa) ')$$']; hamPt = ['$$\Phi(' num2str((Igh - EIr)/XichMa) ' t^{-1}' ' - ' num2str(a/XichMa) ')$$']; set(editDIr, 'String', '0'); case 3 % Ir =/= const Igh = str2num(get(editIgh, 'String')); EIr = str2num(get(editEIr, 'String')); DIr = str2num(get(editDIr, 'String')); Dv = D; hamQt = ['$$\Phi(\frac{' num2str(EIr - Igh) ' + ' num2str(a) 't}{\sqrt{' num2str(DIr) ' + ' num2str(D) 't^2}})$$']; hamPt = ['$$\Phi(\frac{' num2str(Igh - EIr) ' - ' num2str(a) 't}{\sqrt{' num2str(DIr) ' + ' num2str(D) 't^2}})$$']; case 4 % Ir =/= const, c = const Igh = str2num(get(editIgh, 'String')); EIr = str2num(get(editEIr, 'String')); DIr = str2num(get(editDIr, 'String')); Dv = 0; hamQt = ['$$\Phi(' num2str((EIr - Igh)/sqrt(DIr)) ' + ' num2str(a/sqrt(DIr)) 't)$$']; hamPt = ['$$\Phi(' num2str((Igh - EIr)/sqrt(DIr)) ' - ' num2str(a/sqrt(DIr)) 't)$$']; end z = (EIr + a*t - Igh)./sqrt(DIr + Dv*t.^2); Qt = (1/2)*(1 + erf(z/sqrt(2))); Pt = 1 - Qt; % Lua chon dang do thi axes(axes46); set(0,'DefaultAxesColorOrder',[1 0 0;0 0 0;0 0 1;1 0 1],'DefaultAxesLineStyleOr der','-|-.|:|--'); nhan_x='c';

switch ChonDoThi case 1 % Ham mat do phan phoi f(c) set(text_Pmin,'Visible', 'off'); set(edit_Pmin,'Visible', 'off'); set(edit_tmax,'Visible', 'off'); set(text_tmax,'Visible', 'off'); if exist('ongraph.mat','file')~=0 && exist('SlDTCPTHTT.mat','file')~=0 load SlDTCPTHTT; for i=1:length(Zm) fm{i}=MDPP(gtnn,Zm{i},ChonPhanPhoi,gtnn+k*h,dChia); ddd=length(nhanDTCPTHTT{i})-3; ddt=length(nhanDTCPTHTT{i}); nhanDTCPTHTT{i}(ddd:ddt)=''; end % set(0,'DefaultAxesColorOrder',[1 0 0;0 0 0;0 0 1;1 0 1],'DefaultAxesLi neStyleOrder','-|-.|:|--'); fmt=ones(length(x),(length(Zm)+1)); for i=1:length(Zm) fmt(:,i)=fm{i}; end fmt(:,(length(Zm)+1))=f; for i=1:k u(i)=gtnn+(2*i-1)*h/2; end bar(u,p,1,'c'); hold on; plot(x,fmt,'LineWidth',2); legend(['phan bo thuc nghiem',nhanDTCPTHTT,'tong hop']); plot(u,p,'x'); hold off; v=SX(p); set(axes46,'XLim',[gtnn gtnn+k*h]); set(axes46,'XTick',u,'YTick',[0,v]); xlabel(nhan_x); ylabel('f(c)');

grid on; else for i=1:k u(i)=gtnn+(2*i-1)*h/2; end bar(u,p,1,'c'); hold on; plot(x,f,'r','LineWidth',2); if exist('nhanDTCPTHTT1.mat','file')~=0 load nhanDTCPTHTT1; ddd1=length(nhanDTCPTHTT1)-3; ddt1=length(nhanDTCPTHTT1); nhanDTCPTHTT1(ddd1:ddt1)=''; legend('phan bo thuc nghiem',[nhanDTCPTHTT1 ':\newline f(c) = ' ha mf]); else legend('phan bo thuc nghiem',['f(c) = ' hamf]); end plot(u,p,'x'); hold off; v=SX(p); set(axes46,'XLim',[gtnn gtnn+k*h]); set(axes46,'XTick',u,'YTick',[0,v]); xlabel(nhan_x); ylabel('f(c)'); grid on; end case 2 % Ham xac suat hong Q(t) set(text_Pmin,'Visible', 'on'); set(edit_Pmin,'Visible', 'on'); set(edit_tmax,'Visible', 'on'); set(text_tmax,'Visible', 'on'); set(text_Pmin,'String', 'Qmax = '); Qmax = str2num(get(edit_Pmin,'String'));

if exist('ongraph.mat','file')~=0 && exist('SlDTCPTHTT.mat','file')~=0 load SlDTCPTHTT; for i=1:length(Zm) [am(i) sigmam(i)] = xlsl(Zm{i}); zm{i} = (EIr + am(i).*t - Igh)./sqrt(DIr + (sigmam(i).^2).*(t.^2)); Qtm{i} = (1/2)*(1 + erf(zm{i}/sqrt(2))); ddd=length(nhanDTCPTHTT{i})-3; ddt=length(nhanDTCPTHTT{i}); nhanDTCPTHTT{i}(ddd:ddt)=''; end Qtmt = ones(length(t), (length(Zm) + 1)); for i=1:length(Zm) Qtmt(:,i) = Qtm{i}; end Qtmt(:, (length(Zm)+1)) = Qt; plot(t, Qtmt, 'LineWidth', 2); legend([nhanDTCPTHTT, 'tong hop']); set(axes46, 'XLim', [0 tmax]); set(axes46, 'YLim', [0 Qmax]); xlabel('t'); ylabel('Q(t)'); grid on; else plot(t, Qt, 'b', 'LineWidth', 2); if exist('nhanDTCPTHTT1.mat','file')~=0 load nhanDTCPTHTT1; ddd1=length(nhanDTCPTHTT1)-3; ddt1=length(nhanDTCPTHTT1); nhanDTCPTHTT1(ddd1:ddt1)=''; obj = legend([nhanDTCPTHTT1 ': Q(t) = ' hamQt]); else obj = legend(['Q(t) = ' hamQt]); end set(obj,'Interpreter','Latex','FontSize',12); clear obj; set(axes46, 'XLim', [0 tmax]);

set(axes46, 'YLim', [0 Qmax]); xlabel('t'); ylabel('Q(t)'); grid on; end case 3 % Ham do tin cay P(t) set(text_Pmin,'Visible', 'on'); set(edit_Pmin,'Visible', 'on'); set(edit_tmax,'Visible', 'on'); set(text_tmax,'Visible', 'on'); set(text_Pmin,'String', 'Pmin = '); Pmin = str2num(get(edit_Pmin,'String')); if exist('ongraph.mat','file')~=0 && exist('SlDTCPTHTT.mat','file')~=0 load SlDTCPTHTT; for i=1:length(Zm) [am(i) sigmam(i)] = xlsl(Zm{i}); zm{i} = (EIr + am(i).*t - Igh)./sqrt(DIr + (sigmam(i).^2).*(t.^2)); Qtm{i} = (1/2)*(1 + erf(zm{i}/sqrt(2))); Ptm{i} = 1 - Qtm{i}; ddd=length(nhanDTCPTHTT{i})-3; ddt=length(nhanDTCPTHTT{i}); nhanDTCPTHTT{i}(ddd:ddt)=''; end Ptmt = ones(length(t), (length(Zm) + 1)); for i=1:length(Zm) Ptmt(:,i) = Ptm{i}; end Ptmt(:, (length(Zm)+1)) = Pt; plot(t, Ptmt, 'LineWidth', 2); legend([nhanDTCPTHTT, 'tong hop']); set(axes46, 'XLim', [0 tmax]); set(axes46, 'YLim', [Pmin 1]); xlabel('t'); ylabel('P(t)'); grid on;

else plot(t, Pt, 'b', 'LineWidth', 2); if exist('nhanDTCPTHTT1.mat','file')~=0 load nhanDTCPTHTT1; ddd1=length(nhanDTCPTHTT1)-3; ddt1=length(nhanDTCPTHTT1); nhanDTCPTHTT1(ddd1:ddt1)=''; obj = legend([nhanDTCPTHTT1 ': P(t) = ' hamPt]); else obj = legend(['P(t) = ' hamPt]); end set(obj,'Interpreter','Latex','FontSize',12); clear obj; set(axes46, 'XLim', [0 tmax]); set(axes46, 'YLim', [Pmin 1]); xlabel('t'); ylabel('P(t)'); grid on; end

PHỤ LỤC 2

CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN CHU KỲ SỬA CHỮA TỐI ƯU

CỦA BỘ PHẬN TRÊN ĐẦU MÁY CÓ XÉT TỚI CHI PHÍ NHỎ NHẤT

CHO SỬA CHỮA VÀ TUỔI THỌ GAMMA PHẦN TRĂM CỦA CHI TIẾT

1. Lưu đồ thuật toán

Các lưu đồ thuật toán nói trên được thể hiện hình 1, bao gồm:

- Lưu đồ thuật toán tối ưu hoá cấu trúc của chu trình sửa chữa bộ phận theo

tuổi thọ gamma-phần trăm của các chi tiết ứng với một giá trị quãng đường chạy L1

cho trước

- Lưu đồ thuật toán hiệu chỉnh cấu trúc tối ưu của chu trình sửa chữa bộ phận

theo tuổi thọ gamma-phần trăm của các chi tiết.

Hình 1a. Lưu đồ thuật toán tối ưu hoá cấu trúc của chu trình sửa chữa bộ phận theo

tuổi thọ gamma-phần trăm của chi tiết ứng với một giá trị

quãng đường chạy L1 cho trước

Hình 1b. Lưu đồ thuật toán hiệu chỉnh cấu trúc tối ưu của chu trình sửa chữa

bộ phận theo tuổi thọ gamma-phần trăm của chi tiết

2. Các chức năng chính của chương trình

1. Nhập số liệu ban đầu theo hướng dẫn của chương trình, bao gồm: tên chi tiết hoặc bộ phận; số lượng chi tiết hoặc bộ phận tương ứng; tên nguyến công sửa

chữa của chi tiết hoặc bộ phận; tuổi thọ gamma phần trăm của chi tiết hoặc bộ phận;

giá sửa chữa của chi tiết hoặc bộ phận. Có thể nhập theo từng bộ phận có các chi

phí riêng biệt hoặc chi phí tổng cộng.

2. Sau khi nhập số liệu, tiến hành sắp xếp các thông số trong bảng theo giá trị

tăng dần của tuổi thọ gamma phần trăm của chi tiết hoặc bộ phận.

3. Nhập giá trị ban đầu của quãng đường chạy L1 và tiến hành tính toán, vẽ

đồ thị biểu diễn cấu trúc tối ưu trung gian.

4. Sau khi lựa chọn được một cấu trúc sửa chữa hợp lý cho các bộ phận, tiến

hành tính lặp lại toàn bộ các giá trị có thể hiệu chỉnh được của cấu trúc theo giá trị L1 ban đầu (L1 có thể thay đổi). Từ đó lựa chọn một giai đoạn của đồ thị có giá trị chi phí tổng cộng trong sửa chữa là tối thiểu nhất (tối ưu nhất).

5. Cuối cùng, căn cứ vào kết quả tính toán cấu trúc sửa chữa tối ưu, hiệu

chỉnh lại chu kỳ tiến hành sửa chữa các bộ phận sao cho có thể sử dụng tối đa tuổi

thọ của chi tiết mà chi phí cho sửa chữa là nhỏ nhất.

3. Hướng dẫn sử dụng chương trình (phần mềm)

Việc cài đặt phần mềm giống như các phần mềm thông dụng thông qua bộ

cài đặt kèm theo (setup). Sau khi cài đặt xong sẽ xuất hiện biểu tượng phần mềm

trên màn hình làm việc (desktop). Truy cập vào biểu tượng phần mềm sẽ mở ra giao

diện của phần mềm như sau (hình 2).

Hình 2. Giao diện bắt đầu chương trình

3.1. Nhập xuất dữ liệu

3.1.1. Nhập số liệu

Có hai cách nhập số liệu:

+ Cách 1: Nhập số liệu trực tiếp bằng cách truy cập trình đơn Tep tin -> Tao

du lieu moi (phím tắt Ctrl + N) hoặc biểu tượng trên thanh công cụ. Xuất hiện

cửa sổ nhập số liệu như sau (hình 3).

Hình 3. Giao diện nhập số liệu

Bấm nút “Them” để nhập vào một số liệu mới (hình 4).

Hình 4. Giao diện nhập số liệu

Bấm “OK” để chấp nhận số liệu.

+ Cách 2: Nhập số liệu từ tệp tin có đuôi “.mat” được lưu lại từ phần mềm.

Truy cập trình đơn Tep tin -> Mo tep du lieu (phím tắt Ctrl + O) hoặc biểu tượng

trên thanh công cụ. Hộp thoại mở tệp dữ liệu xuất hiện, sau đó lựa chọn tệp tin

cần mở (hình 5).

Hình 5a. Giao diện mở tệp dữ liệu

Hình 5b. Tệp dữ liệu sau khi đã được mở

3.1.2. Xem, chỉnh sửa số liệu đã nhập

Việc xem, sửa, thêm hoặc xóa một số liệu nào đó được thực hiện trực tiếp

trên giao diện chính của chương trình.

3.1.3. Lưu lại số liệu

Để lưu lại số liệu đã nhập, truy cập trình đơn Tep tin -> Luu du lieu (phím tắt

Ctrl + S) hoặc biểu tượng trên thanh công cụ. Xuất hiện cửa sổ lưu dữ liệu như

sau (hình 6).

Hình 6. Giao diện lưu lại dữ liệu

3.2. Tính toán tối ưu hoá cấu trúc của chu trình sửa chữa theo các tuổi thọ

gamma-phần trăm ứng với một giá trị L1 cho trước

Sau khi đã nhập số liệu vào chương trình, việc tính toán được tiến hành theo

các bước sau:

Bước 1: Sắp xếp lại số liệu theo trình tự tăng dần của tuổi thọ gamma phần

trăm. Bấm nút “Sap xep” trên giao diện chương trình (hình 7).

Hình 7. Giao diện sắp xếp các số liệu

Bước 2: Nhập các giá trị ban đầu (hình 8)

Hình 8. Giao diện nhập các giá trị ban đầu tính toán

Bước 3: Lựa chọn các kết quả tính toán cần sử dụng. Trên giao diện chính có

3 nút bấm tương ứng với 3 lựa chọn kết quả tính toán cần xem (hình 9 11).

Hình 9. Giao diện kết quả tính toán khi lựa chọn “Bang cac chien luoc SC”

Hình 10. Giao diện kết quả tính toán khi lựa chọn “Do thi cac chien luoc SC”

Hình 11. Giao diện kết quả tính toán khi lựa chọn “So do cau truc SC toi uu”

3.3. Tính toán hiệu chỉnh tối ưu hoá cấu trúc của chu trình sửa chữa theo các

tuổi thọ gamma-phần trăm

Sau khi đã tính toán tối ưu hoá cấu trúc của chu trình sửa chữa theo các tuổi

thọ gamma-phần trăm ứng với một giá trị L1 cho trước, tiến hành tính toán hiệu

chỉnh tối ưu hoá cấu trúc của chu trình sửa chữa theo các tuổi thọ gamma-phần trăm

với các lựa chọn tính toán (hình 12).

Hình 12. Các lựa chọn tính toán và hiển thị kết quả

Tương ứng với mỗi lựa chọn, chương trình sẽ tính toán và xuất ra các kết quả

tương ứng (hình 13 15).

Hình 13. Giao diện kết quả tính toán khi lựa chọn “Bang ket qua hieu chinh”

Hình 14. Giao diện kết quả tính toán khi lựa chọn “Do thi hieu chinh”

Hình 15. Giao diện kết quả tính toán khi lựa chọn “So do cau truc SC toi uu”

4. Kiểm nghiệm chương trình

Để tiến hành kiểm nghiệm chương trình, ta sử dụng bộ số liệu đầu vào bao

gồm tuổi thọ gamma phần trăm và chi phí sửa chữa của các bộ phận hư hỏng do hao

mòn trên một số loại đầu máy của nước ngoài, được tham khảo trong [94].

4.1. Bài toán thứ nhất

4.1.1. Số liệu tính toán

Sử dụng bộ số liệu đầu vào bao gồm tuổi thọ gamma phần trăm và chi phí

sửa chữa của 5 bộ phận hư hỏng do hao mòn trên đầu máy VL80K [94]. Các số liệu

đầu vào của các bộ phận được cho trong bảng 1.

Bảng 1. Tuổi thọ gamma phần trăm và chi phí sửa chữa

Số lượng bộ

Nguyên

Tên bộ phận

Tuổi thọ gamma

Chí phí cho phục hồi khả năng làm việc, 103 VNĐ* Cho tất cả các Cho một

hư hỏng

phận trên đầu máy

công sửa chữa

%, (103 km)

bộ phận, Ci

chi tiết cùng loại, Cph= m.Ci

Băng đa bánh xe

304

4.864

Tiện lại

2 Bánh răng hộp giảm tốc

280

4.650

74.400

Thay thế

Bạc gối đỡ ĐCĐK

285

5.565

89.040

Thay thế

Băng đa bánh xe

520

19.088

305.408

Thay thế

Tiện lại cổ góp

5 Động cơ điện kéo

730

399

3.192 * Đây là chi phí VNĐ quy ước, giá trị tuyệt đối của chi phí lấy theo [94].

của các bộ phận trên đầu máy VL80K

Trong 5 bộ phận trên, cổ góp động cơ điện kéo có giá trị tuổi thọ lớn nhất

=730.000 km ), do vậy tất cả các tính toán sẽ được bắt đầu từ bộ phận này.

(

= [(0,5

Quãng đường chạy khảo sát ban đầu là hay

77)+1] 103 = 39.500 40. 000km [94].

4.1.2. Các giao diện chính của chương trình

- Giao diện nhập số liệu ban đầu (hình 16a);

- Giao diện mở dữ liệu từ file (hình 16b)

- Giao diện hiển thị số liệu thực nghiệm (hình 16c).

Hình 16a. Giao diện nhập số liệu ban đầu từ bàn phím

Hình 16b. Giao diện mở dữ liệu từ file

Hình 16c. Giao diện hiển thị số liệu ban đầu

4.1.3. Kết quả tính toán

a. Tính toán các chiến lược sửa chữa chữa ở quãng đường chạy xác định L1

Ở đây tiến hành tính toán các chiến lược sửa chữa có thể ở quãng đường

chạy = 40.000 km. Giao diện tính toán được thể hiện trên hình 17, kết quả tính

toán thể hiện trong bảng 2.

Hình 17. Giao diện tính toán các chiến lược sửa chữa đầu máy VL80K

ở quãng đường chạy = 40.000 km

Bảng 2. Kết quả tính toán các chiến lược sửa chữa bộ phận chạy đầu máy VL80K

theo quãng đường chạy = 40.000 km

Thứ tự các bộ phận hay nguyên công sửa chữa

1 5 2 5 3 5 4 5 5 5 TT Quãng đường chạy, L.103 km Chi phí sửa chữa đơn vị, qi, 103 VNĐ/km

1,4455 1 40 2,8739 2,8195 7,6396 0,0798

2 80 1,9439 1,7559 3,8220 0,0399

3 120 1,6339 1,3849 2,5495 0,0266

4 160 1,6644 1,1994 1,9138 0,0200

5 200 1,5887 1,2167 1,5324 0,0160

6 240 1,3239 1,0139 1,2770 0,0133

7 280 1,6802 1,4144 1,0964 0,0114

8 320 0,9594 0,0100

9 360 0,8528 0,0089

10 400 0,7715 0,0080

11 440 0,7014 0,0073

12 480 0,6429 0,0067

13 520 0,5935 0,0061

Thứ tự các bộ phận hay nguyên công sửa chữa

1 5 2 5 3 5 4 5 5 5 TT Quãng đường chạy, L.103 km

14 Chi phí sửa chữa đơn vị, qi, 103 VNĐ/km 560 0,0057

15 600 0,0053

16 640 0,0050

17 680 0,0047

18 720 0,0044

b. Vẽ biểu đồ các chiến lược sửa chữa ở quãng đường chạy xác định L1

Biểu đồ các chiến lược sửa chữa có thể ở quãng đường chạy = 40.000 km

được thể hiện trên giao diện hình 18.

Hình 18. Giao diện biểu đồ các chiến lược sửa chữa có thể

của bộ phận chạy đầu máy VL80K ở = 40.000 km

c. Vẽ biểu đồ cấu trúc sửa chữa ở quãng đường chạy xác định L1

Từ biểu đồ các chiến lược sửa chữa có thể của các bộ phận đầu máy ở =

40.000 km, ta tìm được cấu trúc sửa chữa của 5 bộ phận đã nêu và được thể hiện

trên giao diện hình 19.

Ở đây: L1 = 40.000 km; L2 = 240.000 km; L3 = 240.000 km’ L4 = 480.000 km;

L5 = 480.000 km, tương ứng các hệ số bội số là: a1 = 1; a2 = 6; a3 = 1; a4 = 2; a5 = 1.

Từ cấu trúc này, ta thấy các bộ phận chưa tận dụng hết tuổi thọ của mình

ngay cả bộ phận thứ nhất có tuổi thọ thấp nhất. Vì vậy tiếp tục tiến hành hiệu chỉnh

cấu trúc các hệ số bội số này theo chỉ tiêu tối ưu hoá chi phí phục hồi thấp nhất mà

hàm mục tiêu đã đặt ra bằng cách giữ nguyên cấu trúc sửa chữa và tăng quãng

đường chạy giữa các lần sửa chữa của bộ phận thứ nhất.

Hình 19. Giao diện biểu đồ cấu trúc chu trình sửa chữa tối ưu bộ phận chạy

đầu máy VL80K ở quãng đường chạy = 40.000 km

d. Tính toán hiệu chỉnh cấu trúc sửa chữa

Kết quả tính toán hiệu chỉnh cấu trúc sửa chữa bộ phận chạy đầu máy

VL80K được thể hiện trên giao diện hình 20 và trong bảng 3.

Hình 20. Giao diện tính toán hiệu chỉnh cấu trúc chu trình sửa chữa

bộ phận chạy đầu máy VL80K

Thứ tự các bộ phận hay nguyên công sửa chữa

Cấu trúc sửa chữa

(Sơ đồ gián cách

các lần sửa chữa)

Quãng đường chạy giữa các lần sửa chữa của bộ phận, 103 km

240

480

246

492

252

504

258

516

220

440

225

450

230

460

235

470

240

480

245

490

250

500

Bảng 3. Kết quả hiệu chỉnh cấu trúc sửa chữa bộ phận chạy đầu máy VL80K

Thứ tự các bộ phận hay nguyên công sửa chữa

Cấu trúc sửa chữa

(Sơ đồ gián cách

các lần sửa chữa)

Quãng đường chạy giữa các lần sửa chữa của bộ phận, 103 km

255

510

255

260

520

260

III

212

424

216

432

220

440

224

448

228

456

232

464

236

472

240

480

244

488

248

496

252

504

256

512

260

520

198

396

201

402

204

408

207

414

210

420

213

426

216

432

219

438

222

444

225

450

228

456

231

462

e. Vẽ đồ thị mối quan hệ của các chi phí đơn vị tổng cộng cho việc phục

hồi các bộ phận đầu máy với quãng đường chạy

Đồ thị mối quan hệ của các chi phí đơn vị tổng cộng cho việc phục hồi các

bộ phận đầu máy với quãng đường chạy được thể hiện trên giao diện hình 21.

Theo kết quả đồ thị và bảng kết quả tối ưu hoá cấu trúc sửa chữa 5 bộ phận

trên cho thấy:

Trong đoạn 3 của đồ thị, giá trị chi phí tổng cộng cho phục hồi các bộ phận

có biểu hiện hợp lý nhất (điểm giá trị lớn nhất không chênh lệch nhiều so với các

giai đoạn trước. Hơn nữa, ở giai đoạn thứ 4 giá trị chi phí phục hồi các bộ phận tăng

vọt. Nếu quan sát các giá trị trong bảng kết quả, ta thấy ở giai đoạn vận dụng từ

54.000 đến 65.000 km, tương ứng với cấu trúc 4-1-2-1, tận dụng tối ưu các tuổi thọ

gamma của các bộ phận hư hỏng. Khi vượt khỏi giá trị , các bộ phận buộc phải

đem vào sửa chữa, khôi phục lại tính năng.

Hình 21. Giao diện vẽ đồ thị mối quan hệ giữa các chi phí đơn vị tổng cộng

cho việc phục hồi các bộ phận với quãng đường chạy của đầu máy VL80K

f. Vẽ đồ thị biểu đồ cấu trúc tối ưu của chu trình sửa chữa các chi tiết và

bộ phận

Như vậy theo kết quả tính toán, để đảm bảo sử dụng hợp lí nhất các bộ phận và

khai thác triệt để tuổi thọ vận dụng các bộ phận có thể tiến hành hiệu chỉnh chu kỳ sửa

chữa theo đề xuất quãng đường chạy của bộ phận thứ nhất L1 = 65.000 km như sau:

Ltu = 65-260-260-520-520 nghìn km với các hệ số atu = 1 - 4 -1 – 2 - 1

Cấu trúc chu trình sửa chữa đầu máy VL80K [94] tính toán theo tuổi thọ

90% của các bộ phận (đơn vị tính 1.000 km) được thể hiện trên giao diện hình 22a.

Hình 22a. Giao diện biểu đồ cấu trúc chu trình sửa chữa tối ưu bộ phận chạy

đầu máy VL80K ở quãng đường chạy = 65.000 km

Tóm lại, với hệ thống sửa chữa đề xuất không chỉ đảm bảo việc sử dụng một

cách tốt hơn tuổi thọ của các bộ phận khác nhau, ví như băng đa bánh xe, mà còn

cho phép nâng cao độ tin cậy làm việc của các bộ phận khác, ví dụ các bánh răng

động cơ điện kéo, không những thế chi phí cho việc phục hồi các bộ phận này cũng

được lựa chọn hợp lý hơn.

4.1.4. So sánh kết quả tính toán

Cấu trúc chu trình sửa chữa tối ưu đầu máy VL80K tính toán theo tuổi thọ

90% của các bộ phận theo nguyên gốc [94] được thể hiện trên hình 22b.

Hình 22b. Cấu trúc chu trình sửa chữa tối ưu đầu máy VL80K

tính toán theo tuổi thọ 90% của các bộ phận (nguyên gốc)

Qua đây thấy rằng, kết quả tính toán cấu trúc chu trình sửa chữa tối ưu đầu

máy VL80K ở quãng đường chạy L1 = 65.000 km theo chương trình đã thiết lập

hoàn toàn tương thích với kết quả nguyên gốc thể hiện trong [94].

4.2. Bài toán thứ hai

4.2.1. Số liệu tính toán

Tương tự như trên, ta sử dụng bộ số liệu đầu vào bao gồm tuổi thọ gamma

phần trăm và chi phí sửa chữa của 6 bộ phận hư hỏng do hao mòn trên đầu máy

VL10 [94]. Các số liệu đầu vào của các bộ phận được cho trong bảng 4.

Bảng 4. Tuổi thọ gamma phần trăm và chi phí sửa chữa

Chí phí cho phục hồi khả năng làm việc, 103 VNĐ*

Số lượng bộ phận trên

Nguyên công sửa

T T

Tên bộ phận hư hỏng

đầu máy

chữa

Tuổi thọ gamma%, l (103 km)

Cho một bộ phận, Ci

Cho tất cả các chi tiết cùng loại, Cph= m.Ci

Băng đa bánh xe

Tiện

107

352

5.632

2 Bạc lót gối đỡ ĐC ĐK

Thay thế

490

3.735

59.760

3 Động cơ máy nén khí

Tiện cổ góp

550

1.422

2.844

4 Động cơ quạt làm mát

Tiện cổ góp

600

1.720

3.440

Băng đa bánh xe

Thay thế

960

19.088

305.408

Động cơ điện kéo

Tiện cổ góp

2820

399

3.192

* Đây là chi phí VNĐ quy ước, giá trị tuyệt đối của chi phí lấy theo [94]

của các bộ phận trên đầu máy VL10

Trong 6 bộ phận trên, cổ góp động cơ điện kéo có giá trị tuổi thọ lớn nhất

= 2.820.000 km ), do vậy tất cả các tính toán sẽ được bắt đầu từ bộ phận này.

(

Quãng đường chạy khảo sát ban đầu là hay L1 = [(0,5

107)+1] = 54.500 55.000 km

4.2.2. Kết quả tính toán

a. Tính toán các chiến lược sửa chữa chữa ở quãng đường chạy xác định L1

Ở đây tiến hành tính toán các chiến lược sửa chữa có thể ở quãng đường

chạy = 55.000 km. Giao diện hiển thị số liệu ban đầu của đầu máy VL10 thể hiện

trên hình 23. Kết quả tính toán được thể hiện trên giao diện hình 24 và bảng 5.

Hình 23. Giao diện hiển thị số liệu ban đầu của đầu máy VL10

Hình 24. Giao diện tính toán các chiến lược sửa chữa đầu máy VL10

ở quãng đường chạy = 55.000 km

Bảng 5. Kết quả tính toán các chiến lược sửa chữa bộ phận chạy

đầu máy VL10 theo quãng đường chạy = 55.000 km

Thứ tự các bộ phận hay nguyên công sửa chữa

1 2 3 4 5 6 TT Quãng đường chạy, L.103 km

Chi phí sửa chữa đơn vị, qi, 103 VNĐ/km 5.5540 0.4078 0.3903 1.4491 0.6008 0.0580 1 55

2 110 0.9058 0.3819 0.3795 2.7776 0.0290

3 165 0.7717 0.4096 0.3923 1.8521 0.0193

4 220 0.6342 0.3690 0.3639 1.3894 0.0145

5 275 0.6116 0.3943 0.3840 1.1117 0.0116

6 330 0.6641 0.4830 0.4744 0.9267 0.0097

7 385 0.5696 0.4143 0.4070 0.7945 0.0083

8 440 0.4984 0.3625 0.3561 0.6953 0.0073

9 495 0.6310 0.6252 0.6183 0.0064

10 550 0.5679 0.5627 0.5564 0.0058

11 605 0.5061 0.0053

12 660 0.4639 0.0048

13 715 0.4286 0.0045

14 770 0.3980 0.0041

15 825 0.3715 0.0039

16 880 0.3483 0.0036

17 935 0.3278 0.0034

18 990 0.0032

19 1045 0.0031

20 1100 0.0029

21 1155 0.0028

22 1210 0.0026

23 1265 0.0025

24 1320 0.0024

25 1375 0.0023

26 1430 0.0022

27 1485 0.0021

28 1540 0.0021

29 1595 0.0020

Thứ tự các bộ phận hay nguyên công sửa chữa

1 2 3 4 5 6 TT Quãng đường chạy, L.103 km

Chi phí sửa chữa đơn vị, qi, 103 VNĐ/km 30 1650 0.0019

31 1705 0.0019

32 1760 0.0018

33 1815 0.0018

34 1870 0.0017

35 1925 0.0017

36 1980 0.0016

37 2035 0.0016

38 2090 0.0015

39 2145 0.0015

40 2200 0.0015

41 2255 0.0014

42 2310 0.0014

43 2365 0.0013

44 2420 0.0013

45 2475 0.0013

46 2530 0.0013

47 2585 0.0012

48 2640 0.0012

49 2695 0.0012

50 2750 0.0012

51 2805 0.0011

b. Vẽ biểu đồ các chiến lược sửa chữa ở quãng đường chạy xác định L1

Biểu đồ các chiến lược sửa chữa có thể ở quãng đường chạy = 55.000 km

được thể hiện trên giao diện hình 25.

Hình 25. Giao diện biểu đồ các chiến lược sửa chữa có thể của đầu máy VL10 ở

quãng đường chạy = 55.000 km

c. Vẽ biểu đồ cấu trúc sửa chữa ở quãng đường chạy xác định L1

Từ biểu đồ các chiến lược sửa chữa có thể của các bộ phận đầu máy VL10 ở

quãng đường chạy L1 = 55.000 km [94], ta tìm được cấu trúc sửa chữa 6 bộ phận đã

nêu và được thể hiện trên giao diện hình 26.

Ở đây: L1 = 55.000 km; L2 = 440.000 km; L3 = 440.000 km; L4 = 440.000

km; L5 = 880.000 km; L6 = 2.640.000 km, tương ứng các hệ số bội số là: a1 = 1; a2 =

8; a3 = 1; a4 = 1; a5 = 2; a6 = 3.

Hình 26. Giao diện biểu đồ cấu trúc chu trình sửa chữa tối ưu đầu máy VL10

ở quãng đường chạy L1 = 55.000 km

d. Tính toán hiệu chỉnh cấu trúc sửa chữa

Kết quả tính toán hiệu chỉnh cấu trúc sửa chữa được thể hiện hiện trên giao

diện hình 27 và trong bảng 6.

Hình 27. Giao diện tính toán hiệu chỉnh cấu trúc chu trình sửa chữa đầu máy VL10

Thứ tự các bộ phận hay nguyên công sửa chữa

Cấu trúc sửa chữa (Sơ đồ gián cách các lần sửa chữa)

Quãng đường chạy giữa các lần sửa chữa của bộ phận, 103 km

55 56 57 58

440 448 456 464

2640 2688 2736 2784

880 896 912 928

1 2 3 4

59 60

472 480

1888 1920

944 960

III

5 6

61 62 63 64 65 66 67

427 434 441 448 455 462 469

2562 2604 2646 2688 2730 2772 2814

854 868 882 896 910 924 938

7 8 9 10 11 12 13

476

1904

952

69 70 71 72 73 74 75 76 77 78

414 420 426 432 438 444 450 456 462 468

2484 2520 2556 2592 2628 2664 2700 2736 2772 2808

828 840 852 864 876 888 900 912 924 936

15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

79 80

474 480

1896 1920

948 960

VII

25 26

Bảng 6. Bảng kết quả hiệu chỉnh cấu trúc chu trình sửa chữa đầu máy VL10

Thứ tự các bộ phận hay nguyên công sửa chữa

Cấu trúc sửa chữa (Sơ đồ gián cách các lần sửa chữa)

Quãng đường chạy giữa các lần sửa chữa của bộ phận, 103 km 2430 81 2460 82 2490 83 2520 84 2550 85 2580 86 2610 87 2640 88 2670 89 2700 90 2730 91 2760 92 2790 93 2820 94

810 820 830 840 850 860 870 880 890 900 910 920 930 940

405 410 415 420 425 430 435 440 445 450 455 460 465 470

VIII

27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

95 96

475 480

950 960

1900 1920

41 42

97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107

388 392 396 400 404 408 412 416 420 424 428

776 784 792 800 808 816 824 832 840 848 856

2328 2352 2376 2400 2424 2448 2472 2496 2520 2544 2568

43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53

e. Vẽ đồ thị mối quan hệ của các chi phí đơn vị tổng cộng cho việc phục

hồi các bộ phận đầu máy với quãng đường chạy

Đồ thị mối quan hệ của các chi phí đơn vị tổng cộng cho việc phục hồi các

bộ phận đầu máy với quãng đường chạy được thể hiện trên giao diện hình 28.

Hình 28. Giao diện vẽ đồ thị mối quan hệ giữa các chi phí đơn vị tổng cộng cho

việc phục hồi các bộ phận với quãng đường chạy của đầu máy VL10

f. Vẽ đồ thị biểu đồ cấu trúc tối ưu của chu trình sửa chữa các chi tiết và

bộ phận

Cấu trúc chu trình sửa chữa tối ưu đầu máy VL10 ở L1 = 55.000 km được thể

hiện trên giao diện hình 29a với các thông số sau đây:

L1 = 96.000 km; L2 = 480.000 km; L3 = 480.000 km; L4 = 480.000 km; L5 =

960.000 km; L6 = 1.920.000 km, tương ứng các hệ số bội số là: a1 = 1; a2 = 5; a3 =

1; a4 = 1; a5 = 2; a6 = 2.

Hình 29a. Giao diện biểu đồ cấu trúc chu trình sửa chữa tối ưu đầu máy VL10 ở

quãng đường chạy L1 = 55.000 km

4.2.3. So sánh kết quả tính toán

Cấu trúc chu trình sửa chữa tối ưu đầu máy VL10 tính toán theo tuổi thọ

90% của các bộ phận theo nguyên gốc [94] được thể hiện trên hình 29b.

Hình 29b. Cấu trúc chu trình sửa chữa đầu máy VL10 tính toán theo tuổi thọ 90%

của các bộ phận (nguyên gốc)

Qua đây thấy rằng, kết quả tính toán cấu trúc chu trình sửa chữa tối ưu đầu

máy VL10 ở quãng đường chạy L1 = 55.000 km theo chương trình đã thiết lập hoàn

toàn tương thích với kết quả nguyên gốc thể hiện trong [94].

Kết luận

Từ các số liệu ban đầu tham khảo từ tài liệu nước ngoài, thông qua 02 bộ số

liệu mẫu [94], chương trình đã được chạy thử thành công, với kết quả cuối cùng

hoàn toàn tương thích với kết quả của các bộ số liệu mẫu thể hiện trong [94].

Điều này thể hiện chương trình đã được xây dựng một cách đúng đắn, cho

kết quả tin cậy và có thể áp dụng cho các bài toán cụ thể đối với các đối tượng trên

đầu máy sử dụng trong ngành đường sắt Việt Nam.

5. Mã nguồn của chương trình

set(handles.uipanel3,'Visible','off'); set(handles.uipanel4,'Visible','on'); set(handles.uipanel5,'Visible','off'); try % Input dat = get(handles.uitable1, 'Data'); L1 = str2double(get(handles.editL1, 'String')); % So luong bo phan khao sat N = size(dat); N = N(1); % Tong chi phi phuc hoi Ct = [dat{:, 6}];

% Tuoi tho gamma phan tram l_gamma = [dat{:, 4}]; % Processing h = waitbar(0,'Dang xu ly so lieu, xin vui long doi ...','WindowStyle','modal'); i = 1; dl = 0; while dl <= l_gamma(N) l(i) = dl + L1; dl = dl + L1; i = i + 1; end l = l(l <= l_gamma(N)); L = cell(1, N); Qmin = L; Lck = L; for i = 1:N L{i} = l(l <= l_gamma(i)); Qmin{i} = zeros(1, length(L{i})); end L{1} = L1; qN = Ct(N)./L{N}; for i = N-1:-1:1 k = 1; for j = L{i} if i == N-1 qN_1 = Ct(i)/j + qN(find(mod(L{i+1},j)==0)); Qmin{i}(k) = min(qN_1); Lckt = L{i+1}(find(mod(L{i+1},j)==0));

Lck{i}(k) = Lckt(find(qN_1==min(qN_1))); else Q = Ct(i)/j + Qmin{i+1}(find(mod(L{i+1},j)==0)); Qmin{i}(k) = min(Q); Lckt = L{i+1}(find(mod(L{i+1},j)==0)); Lck{i}(k) = Lckt(find(Q==min(Q))); end k = k + 1; end end % Xac dinh cac he so boi so cua quang duong chay giua cac lan sua chua a = ones(1, N); Lcktu = a; Lcktu(1) = L1; Lcktu(2) = Lck{1}; for i = 2:N if i == 2 a(i) = Lcktu(i)/L1; else Lcktu(i) = Lck{i-1}(find(L{i} == Lcktu(i-1))); a(i) = Lcktu(i)/Lcktu(i-1); end end % Bang cac chien luoc sc Lv = Lcktu; Nv = 1:N; Qmin{N} = qN; Qmin{1} = Qmin{1}(1); datq = cell(length(L{N})+1, N+1); % format color as: rgb clrcol = sprintf('rgb(%d,%d,%d)', 209, 209, 209); clrrow = sprintf('rgb(%d,%d,%d)', 255, 255, 0); clrcell = sprintf('rgb(%d,%d,%d)', 255, 0, 0);

% column header for i = 2:N+1 datq(1, i) = {[num2str(i-1) ' -> ' num2str(N)]}; datq{1, i} = strcat([''], datq{1, i}); end for i = 2:length(L{N})+1 datq{i, 1} = L{N}(i-1); end for i = 1:N Qmin{i} = Qmin{i}/(10^3); end for i = 2:N+1 for j = 2:length(Qmin{i-1})+1 datq{j, i} = Qmin{i-1}(j-1); if datq{j, 1} == Lcktu(i-1) datq{j, i} = strcat([''], num2str(datq{j, i})); end end end % row header for j = 1:N for i = 2:length(L{N})+1 if datq{i, 1} == Lcktu(j) datq{i, 1} = strcat([''], num2str(datq{i, 1})); end end end for i = 2:length(L{N})+1 if ~ischar(datq{i, 1})

datq{i, 1} = strcat([''], num2str(datq{i, 1})); end end cnames = cell(1, N+1); set(handles.uitable4, 'Data', datq, 'ColumnName',cnames); waitbar(1); delete(h); catch exception if exist('h','var')~=0 delete(h); end msgbox(exception.message,'Xuat hien loi','error','modal'); end

PHỤ LỤC 3

KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH THỜI HẠN LÀM VIỆC CỦA BỘ TRỤC BÁNH XE

ĐẦU MÁY D19E THEO HAO MÒN MẶT LĂN

Số liệu về hao mòn mặt lăn bánh xe đầu máy D19E vận dụng tại xí

nghiệp đầu máy Sài Gòn trong khoảng thời gian từ 2013 đến 2017 được cho

trong bảng 1.

1. Số liệu tính toán

Bảng 1a. Số liệu thống kê hao mòn mặt lăn bánh xe đầu máy D19E

vận dụng tại Xí nghiệp đầu máy Sài Gòn, các trục T1 T3

Trục 1 Trục 2 Trục 3 Đầu Cấp sửa chữa TT km chạy máy BR KBR BR KBR BR KBR

107556 4,2 3,4 2,8 3,2 3,8 3,6 Rk 1 911 137425 5,0 4,4 4,4 4,0 2,4 3,0 R2

105837 2,0 2,0 4,0 4,0 4,0 4,0 Rk 2 912 108283 1,8 2,2 1,8 1,2 2,2 2,0 R2

106456 5,6 5,0 5,0 6,0 5,6 5,6 Rk 3 913 107261 3,2 2,0 2,5 1,0 3,0 2,2 R2

105350 4,8 4,2 2,4 2,4 3,6 4,2 Rk 4 914 133468 5,4 5,0 3,8 3,8 4,8 4,4 R2

111847 4,4 4,0 1,5 3,0 3,0 3,0 R2 5 915 110266 5,0 5,4 2,2 4,8 5,0 4,6 Rk

117390 4,8 3,8 5,2 3,8 3,2 3,6 R2 6 916 112000 5,0 5,0 5,0 4,8 4,0 5,4 Rk

105218 3,6 3,0 4,0 4,0 4,4 6,0 Rk

7 917 115044 4,6 4,4 3,0 3,6 4,2 3,4 Rk

131795 7,0 9,2 1,6 2,6 5,8 8,0 R2

108268 4,2 4,0 3,4 3,4 4,6 3,8 Rk1 8 918 134000 6,4 6,0 4,0 5,0 5,2 4,4 R2

166054 2,4 2,4 1,2 3,2 4,0 3,6 R2

9 919 111679 6,0 6,0 5,0 3,0 5,0 6,8 Rk

132915 5,0 6,0 5,0 5,0 5,4 6,0 R2

104301 5,6 4,8 4,6 3 4,8 5,6 R2

10 920 103562 5,0 5,0 4,0 2,4 4,4 3,0 Rk

108753 5,0 5,0 4,0 4,0 4,4 3,0 R2

123143 3,2 3,6 1,6 3,2 3,8 4,4 Rg 11 931 100950 5,0 5,8 4,4 4,2 5,0 7,0 R2

Trục 1 Trục 2 Trục 3 Cấp sửa chữa Đầu TT km chạy máy BR KBR BR KBR BR KBR

103213 3,2 3,4 3,0 3,6 4,0 3,8 Rk1

12 932 138353 4,2 7,0 4,4 5,0 6,0 8,4 R2

122246 7,0 11,0 5,0 5,0 6,0 7,2 Rk

13 933 140759 2,6 1,7 2,6 2,7 3,7 2,5 Rg

4,2 1,3 3,4 3,8 3,8 101266 4,4 Rg 14 934 4,4 3,0 4,4 3,0 3,0 115875 3,0 R2

5,2 5,2 5,2 4,2 5,8 146361 6,2 Rg

6,0 6,0 6,0 8,0 5,0 15 935 120609 7,0 R2

6,0 6,0 6,0 8,0 5,0 131429 7,0 R2

4,0 1,5 3,2 3,2 4,0 113602 3,6 Rg 16 936 5,0 4,0 3,0 4,0 6,2 135554 5,0 R2

6,6 5,6 6,0 6,6 8,0 144758 7,6 Rg 17 937 5,4 3,0 3,0 3,6 4,0 110281 5,0 R2

5,0 3,0 3,0 4,0 4,0 98830 4,0 R2 18 938 7,0 8,0 5,0 7,2 5,4 141578 8,2 Rg,

5,0 3,4 4,4 5,2 5,0 110566 5,2 Rg

4,2 2,8 4,0 4,2 4,6 19 939 114993 4,6 R2

6,4 5,0 5,0 4,6 6,4 119000 7,0 Rk

3,2 2,4 3,0 3,2 3,0 94442 2,8 R2 20 940 8,2 5,0 8,0 7,0 7,0 154022 6,4 Rg

3,0 0,9 1,6 3,2 3,2 92718 3,0 Rk1

4,5 4,2 4,0 4,8 4,4 21 951 113838 4,8 R2

6,4 6,2 6,2 7,0 4,4 137284 6,4 Rk

4,4 1,2 3,0 3,0 3,0 107949 2,4 Rk1 22 952 5,2 3,4 3,2 4,2 3,8 112541 3,6 R2

3,0 1,5 2,4 3,0 3,0 71025 4,0 Rk1 23 953 4,8 4,2 0,6 5,0 4,6 119984 5,2 R2

4,4 1,2 2,4 2,4 2,6 162867 4,0 Rk

3,8 4,2 3,4 3,6 3,2 24 954 110634 4,4 R2

10 6,4 6,4 7,4 7,0 127110 7,0 Rk

2,6 2,0 2,4 3,0 2,0 25 955 104252 3,0 Rk1

Trục 1 Trục 2 Trục 3 Đầu Cấp sửa chữa TT km chạy máy BR KBR KBR BR KBR BR

112867 4,8 5,0 4,2 4,6 5,0 5,0 R2

126602 5,0 10,0 5,0 5,0 4,4 6,4 Rk

121548 3,8 1,2 3,4 3,2 4,4 3,6 Rk1

26 956 120009 4,2 10,0 6,4 3,2 4,2 6,4 R2

137805 6,4 6,4 6,0 6,4 4,2 7,0 Rk

92947 4,4 1,3 5,6 2,2 3,2 3,2 Rk1

27 957 139607 5,0 4,0 5,8 5,4 5,2 6,0 R2

131925 5,2 4,4 6,0 6,0 6,4 4,8 Rk

105712 3,2 1,8 3,0 2,4 3,0 3,2 Rk1

28 958 142633 6,0 3,6 5,0 3,4 5,2 6,0 R2

118643 4,4 3,0 6,0 3,0 4,4 4,4 Rk

100959 4,4 1,5 3,6 3,0 3,2 4,0 Rk1 29 959 115611 6,0 4,4 7,8 5,8 6,0 6,2 R2

115115 2,8 3,6 4,4 3,2 3,8 2,6 Rk1

30 960 117668 3,8 4,2 4,0 3,6 4,0 4,4 R2

118368 7,0 6,2 9,0 6,4 6,0 6,2 Rk

Bảng 1b. Số liệu thống kê hao mòn mặt lăn bánh xe đầu máy D19E

vận dụng tại Xí nghiệp đầu máy Sài Gòn, các trục T4 T6

Trục 4 Trục 5 Trục 6 Cấp sửa chữa Đầu TT km chạy máy BR KBR BR KBR BR KBR

107556 3,2 3,4 2,6 2,0 3,2 3,4 Rk 1 911 137425 6,0 7,0 5,0 6,0 7,0 7,0 R2

105837 3,0 3,0 3,0 3,0 4,0 3,0 Rk 2 912 108283 2,0 4,4 3,2 3,4 3,4 4,4 R2

106456 5,2 5,0 5,0 4,6 6,0 5,6 Rk 3 913 107261 2,6 2,6 2,0 1,8 2,4 3,0 R2

105350 3,0 4,4 0,8 2,8 4,8 3,2 Rk 4 914 133468 4,0 4,0 5,0 12,8 5,0 6,0 R2

111847 2,0 3,4 3,2 3,0 4,0 3,8 R2 5 915 110266 5,2 3,8 4,6 4,0 6,2 4,8 Rk

Trục 4 Trục 5 Trục 6 Cấp sửa chữa Đầu TT km chạy máy BR KBR BR KBR BR KBR

117390 3,8 4,8 3,4 2,6 4,4 4,4 R2 6 916 112000 4,0 5,0 4,0 4,4 6,0 5,0 Rk

105218 4,0 4,0 2,0 3,0 4,0 2,0 Rk

7 917 115044 4,2 3,2 3,2 3,6 4,6 4,4 Rk

131795 4,2 6,6 3,2 12 7,8 10 R2

108268 4,6 4,4 2,4 2,6 2,2 3,8 Rk1 8 918 134000 3,0 6,4 5,0 5,8 8,4 7,0 R2

166054 4,0 4,0 1,6 3,2 4,4 4,0 R2

9 919 111679 4,4 6 0,2 0,2 6,2 6,6 Rk

132915 7,0 6,4 1,6 8,8 6,4 7,0 R2

104301 4,6 5,0 3,6 3,6 5,2 5,0 R2

10 920 103562 5,0 6,0 3,0 5,0 4,0 5,0 Rk

108753 5,0 6,0 5,0 3,0 10,0 4,0 R2

123143 3,4 4,2 3,0 1,8 4,0 3,8 Rg 11 931 100950 5,4 7,0 7,0 5,4 5,0 6,4 R2

103213 3,6 3,2 3,2 2,6 3,2 4,0 Rk1

12 932 138353 5,6 7,4 3,0 3,0 8,6 9,0 R2

6,0 7,6 4,4 122246 4,4 10,0 6,0 Rk

13 933 140759 3,3 3,2 2,5 2,6 2,6 3,8 Rg

101266 4,0 4,2 3,0 4,2 3,6 3,8 Rg 14 934 115875 4,0 4,8 3,4 5,0 5,0 5,0 R2

146361 6,8 5,2 6,2 5,6 6,8 6,8 Rg

15 935 120609 5,8 0,6 5,0 5,0 5,0 7,4 R2

131429 5,8 0,6 5,0 4,0 5,0 7,4 R2

113602 4,0 3,6 3,0 3,0 3,4 2,0 Rg 16 936 120609 6,0 6,0 4,4 4,2 4,6 4,4 R2

144758 6,6 8,0 5,0 4,4 6,0 8,0 Rg 17 937 110281 4,0 5,6 2,0 3,2 4,2 5,0 R2

98830 4,0 4,0 2,4 2,0 4,0 4,0 R2 18 938 141578 7,2 7,6 5,0 6,6 7,8 7,6 Rg

19 939 110566 4,8 4,8 4,4 4,4 4,6 5,6 Rg

Trục 4 Trục 5 Trục 6 Cấp sửa chữa Đầu TT km chạy máy BR KBR BR KBR BR KBR

114993 4,4 4,6 5,0 3,6 4,4 5,2 R2

119000 6,4 6,6 6,4 11,6 6,2 6,0 Rk

94442 3,0 4,0 2,4 2,0 3,0 3,0 R2- 20 940 154022 8,0 10,0 6,4 9,0 8,0 8,4 Rg

92718 3 3 2 2 2,4 3 Rk1

21 951 113838 5,2 5 2,2 2 5,6 5,8 R2

137284 6,0 8,0 6,0 6,4 7,4 6,4 Rk

107949 2,4 3,6 3,0 2,0 2,4 3,0 Rk1 22 952 112541 3,6 4,8 4,0 3,2 4,0 3,6 R2

71025 3,2 3,0 3,0 2,4 3,0 3,4 Rk1 23 953 119984 4,4 4,8 3,4 2,6 5,2 5,2 R2

162867 3,0 3,0 2,0 2,0 3,2 3,2 Rk1

24 954 110634 3,6 3,6 3,8 4,0 5,2 5,2 R2

127110 4,0 6,4 2,0 12,0 6,0 7,0 Rk

104252 3,6 2,4 1,6 2,0 3,0 3,2 Rk1

25 955 112867 3,8 5 2,6 2,8 4,6 6,4 R2

126602 5,0 5,0 5,8 12,8 6,0 8,0 Rk

121548 3,8 3,2 3,2 3,2 3,6 3,8 Rk1

26 956 120009 4,6 5,0 2,8 2,6 4,0 5,0 R2

137805 5,4 5,6 5,8 10,0 7,0 6,0 Rk

92947 2,8 3,6 2,4 2,4 3,8 3,4 Rk1

27 957 139607 6,4 5,0 5,4 5,0 6,0 5,0 R2

131925 6,0 7,0 6,4 5,0 6,4 6,0 Rk,

105712 3,4 3,2 2,8 1,8 3,0 3,6 Rk1

28 958 142633 6,0 6,4 4,2 5,6 6,0 7,0 R2

118643 6,0 6,4 4,0 6,0 4,0 6,0 Rk

100959 3,6 3,2 1,4 2,8 5 3,4 Rk1 29 959 115611 6,0 5,0 4,8 2,8 6,0 8,0 R2

115115 2,6 2,0 2,2 2,4 3,6 3,8 Rk1

30 960 117668 4,0 3,0 2,0 3,6 3,6 4,0 R2

118368 6,4 6,4 3,3 6,0 6,6 6,8 Rk

Số liệu về cường độ hao mòn mặt lăn bánh xe đầu máy D19E vận dụng

tại xí nghiệp đầu máy Sài Gòn trong khoảng thời gian từ 2013 đến 2017 được

cho trong bảng 2.

Bảng 2a. Số liệu thống kê cường độ hao mòn mặt lăn bánh xe đầu máy D19E

vận dụng tại Xí nghiệp đầu máy Sài Gòn, các trục T1 T3

Trục 1 Trục 2 Trục 3 km chạy Cấp sửa chữa T T Đầu máy BR KBR BR KBR BR KBR

107556 3,905 3,161 2,603 2,975 3,533 3,347 Rk 1 911 137425 3,638 3,202 3,202 2,911 1,746 2,183 R2

105837 1,890 1,890 3,779 3,779 3,779 3,779 Rk 2 912 108283 1,662 2,032 1,662 1,108 2,032 1,847 R2

106456 5,260 4,697 4,697 5,636 5,260 5,260 Rk 3 913 107261 2,983 1,865 2,331 0,932 2,797 2,051 R2

105350 4,556 3,987 2,278 2,278 3,417 3,987 Rk 4 914 133468 4,046 3,746 2,847 2,847 3,596 3,297 R2

111847 3,934 3,576 1,341 2,682 2,682 2,682 R2 5 915 110266 4,534 4,897 1,995 4,353 4,534 4,172 Rk

117390 4,089 3,237 4,430 3,237 2,726 3,067 R2 6 916 112000 4,464 4,464 4,464 4,286 3,571 4,821 Rk

105218 3,421 2,851 3,802 3,802 4,182 5,702 Rk

7 917 115044 3,998 3,825 2,608 3,129 3,651 2,955 Rk

131795 5,311 6,222 1,214 1,973 4,401 6,070 R2

108268 3,879 3,695 3,140 3,140 4,249 3,510 Rk1 8 918 134000 4,776 4,478 2,985 3,731 3,881 3,284 R2

166054 1,445 1,445 0,723 1,927 2,409 2,168 R2

9 919 111679 5,373 5,373 4,477 2,686 4,477 6,089 Rk

132915 3,762 4,514 3,762 3,762 4,063 4,514 R2

104301 5,369 4,602 4,410 2,876 4,602 5,369 R2

10 920 103562 4,828 4,828 3,862 2,317 4,249 2,897 Rk

108753 4,598 4,598 3,678 3,678 4,046 2,759 R2

123143 2,599 2,923 1,299 2,599 3,086 3,573 Rg 11 931 100950 4,953 5,745 4,359 4,160 4,953 6,934 R2

12 932 103213 3,100 3,294 2,907 3,488 3,875 3,682 Rk1

Trục 1 Trục 2 Trục 3 Cấp sửa chữa T Đầu km chạy T máy BR KBR BR KBR BR KBR

138353 3,036 5,060 3,180 3,614 4,337 6,071 R2

122246 5,726 6,544 4,090 4,090 4,908 5,890 Rk

13 933 140759 1,847 1,208 1,847 1,918 2,629 1,776 Rg

101266 4,345 4,147 1,284 3,357 3,752 3,752 Rg 14 934 115875 2,589 3,797 2,589 3,797 2,589 2,589 R2

146361 4,236 3,553 3,553 3,553 2,870 3,963 Rg

15 935 120609 5,804 4,975 4,975 4,975 6,633 4,146 R2

131429 5,326 4,565 4,565 4,565 6,087 3,804 R2

113602 3,169 3,521 1,320 2,817 2,817 3,521 Rg 16 936 135554 4,146 4,146 3,317 2,487 3,317 5,141 R2

144758 5,250 4,559 3,869 4,145 4,559 5,526 Rg 17 937 110281 4,534 4,897 2,720 2,720 3,264 3,627 R2

98830 4,047 5,059 3,036 3,036 4,047 4,047 R2 18 938 141578 5,792 4,944 5,651 3,532 5,086 3,814 Rg,

110566 4,703 4,522 3,075 3,980 4,703 4,522 Rg

19 939 114993 4,000 3,652 2,435 3,478 3,652 4,000 R2

119000 5,882 5,378 4,202 4,202 3,866 5,378 Rk

94442 2,965 3,388 2,541 3,177 3,388 3,177 R2 20 940 154022 4,155 5,324 3,246 5,194 4,545 4,545 Rg

92718 3,236 3,236 0,971 1,726 3,451 3,451 Rk1

21 951 113838 4,217 3,953 3,689 3,514 4,217 3,865 R2

137284 4,662 4,662 4,516 4,516 5,099 3,205 Rk

107949 2,223 4,076 1,112 2,779 2,779 2,779 Rk1 22 952 112541 3,199 4,621 3,021 2,843 3,732 3,377 R2

71025 5,632 4,224 2,112 3,379 4,224 4,224 Rk1 23 953 119984 4,334 4,001 3,500 0,500 4,167 3,834 R2

162867 2,456 2,702 0,737 1,474 1,474 1,596 Rk

24 954 110634 3,977 3,435 3,796 3,073 3,254 2,892 R2

127110 5,507 6,294 5,035 5,035 5,822 5,507 Rk

104252 2,878 2,494 1,918 2,302 2,878 1,918 Rk1 25 955 112867 4,253 4,430 3,721 4,076 4,430 4,430 R2

Trục 1 Trục 2 Trục 3 Cấp sửa chữa T Đầu km chạy T máy BR KBR BR KBR BR KBR

126602 3,949 6,319 3,949 3,949 3,475 5,055 Rk

121548 3,126 2,797 0,987 2,633 3,620 2,962 Rk1

26 956 120009 3,500 5,333 6,666 2,666 3,500 5,333 R2

137805 4,644 4,354 4,644 4,644 3,048 5,080 Rk

92947 4,734 6,025 1,399 2,367 3,443 3,443 Rk1

27 957 139607 3,581 4,155 2,865 3,868 3,725 4,298 R2

131925 3,942 4,548 3,335 4,548 4,851 3,638 Rk

105712 3,027 2,838 1,703 2,270 2,838 3,027 Rk1

28 958 142633 4,207 3,506 2,524 2,384 3,646 4,207 R2

118643 3,709 5,057 2,529 2,529 3,709 3,709 Rk

100959 4,358 3,566 1,486 2,972 3,170 3,962 Rk1 29 959 115611 5,190 6,747 3,806 5,017 5,190 5,363 R2

115115 2,432 3,822 3,127 2,780 3,301 2,259 Rk1

30 960 117668 3,229 3,399 3,569 3,059 3,399 3,739 R2

118368 5,914 6,759 5,238 5,407 5,069 5,238 Rk

Bảng 2b. Số liệu thống kê cường độ hao mòn mặt lăn bánh xe đầu máy D19E vận

dụng tại Xí nghiệp đầu máy Sài Gòn, các trục T4 T6

Trục 4 Trục 5 Trục 6 Cấp sửa T Đầu km chạy chữa T máy BR KBR BR KBR BR KBR

107556 2,975 3,161 2,417 1,859 2,975 3,161 Rk 1 911 137425 4,366 5,094 3,638 4,366 5,094 5,094 R2

105837 2,835 2,835 2,835 2,835 3,779 2,835 Rk 2 912 108283 1,847 4,063 2,955 3,140 3,140 4,063 R2

106456 4,885 4,697 4,697 4,321 5,636 5,260 Rk 3 913 107261 2,424 2,424 1,865 1,678 2,238 2,797 R2

105350 2,848 4,177 0,759 2,658 4,556 3,037 Rk 4 914 133468 2,997 2,997 3,746 5,844 3,746 4,495 R2

111847 1,788 3,040 2,861 2,682 3,576 3,397 R2 5 915 110266 4,716 3,446 4,172 3,628 5,623 4,353 Rk

6 916 117390 3,237 4,089 2,896 2,215 3,748 3,748 R2

Trục 4 Trục 5 Trục 6 T Đầu Cấp sửa km chạy T máy chữa BR KBR BR KBR BR KBR

112000 3,571 4,464 3,571 3,929 5,357 4,464 Rk

105218 3,802 3,802 1,901 2,851 3,802 1,901 Rk

7 917 115044 3,651 2,782 2,782 3,129 3,998 3,825 Rk

131795 3,187 5,008 2,428 6,070 5,918 6,070 R2

108268 4,249 4,064 2,217 2,401 2,032 3,510 Rk1 8 918 134000 2,239 4,776 3,731 4,328 6,269 5,224 R2

166054 2,409 2,409 0,964 1,927 2,650 2,409 R2

9 919 111679 3,940 5,373 1,791 1,791 5,552 5,910 Rk

132915 5,267 4,815 1,204 6,621 4,815 5,267 R2

104301 4,410 4,794 3,452 3,452 4,986 4,794 R2

10 920 103562 4,828 5,794 2,897 4,828 3,862 4,828 Rk

108753 4,598 5,517 2,759 7,356 3,678 4,598 R2

123143 2,761 3,411 2,436 1,462 3,248 3,086 Rg 11 931 100950 5,349 6,934 6,934 5,349 4,953 6,340 R2

103213 3,488 3,100 3,100 2,519 3,100 3,875 Rk1

12 932 138353 4,048 5,349 2,168 2,168 6,216 6,505 R2

122246 4,908 6,217 3,599 6,544 4,908 3,599 Rk

13 933 140759 2,344 2,273 1,776 1,847 1,847 2,700 Rg

101266 3,950 4,147 2,962 4,147 3,555 3,752 Rg 14 934 115875 3,452 4,142 2,934 4,315 4,315 4,315 R2

146361 4,646 3,553 4,236 3,826 4,646 4,646 Rg

15 935 120609 4,809 4,975 4,146 4,146 4,146 6,136 R2

131429 4,413 4,565 3,804 3,043 3,804 5,630 R2

113602 3,521 3,169 2,641 2,641 2,993 1,761 Rg 16 936 120609 4,975 4,975 3,648 3,482 3,814 3,648 R2

144758 4,559 5,526 3,454 3,040 4,145 5,526 Rg 17 937 110281 3,627 5,078 1,814 2,902 3,808 4,534 R2

98830 4,047 4,047 2,428 2,024 4,047 4,047 R2 18 938 141578 5,086 5,368 3,532 4,662 5,509 5,368 Rg

110566 4,341 4,341 3,980 3,980 4,160 5,065 Rg 19 939 114993 3,826 4,000 4,348 3,131 3,826 4,522 R2

Trục 4 Trục 5 Trục 6 T Đầu Cấp sửa km chạy T máy chữa BR KBR BR KBR BR KBR

119000 5,378 5,546 5,378 6,387 5,210 5,042 Rk

94442 3,177 4,235 2,118 2,541 3,177 3,177 R2- 20 940 154022 5,194 5,843 4,155 5,843 5,194 5,454 Rg

92718 3,236 3,236 2,157 2,157 2,588 3,236 Rk1

21 951 113838 4,568 4,392 1,757 1,933 4,919 5,095 R2

137284 4,371 5,827 4,662 4,371 5,390 4,662 Rk

107949 2,223 3,335 1,853 2,779 2,223 2,779 Rk1 22 952 112541 3,199 4,265 2,843 3,554 3,554 3,199 R2

71025 4,505 4,224 3,379 4,224 4,224 4,787 Rk1 23 953 119984 3,667 4,001 2,167 2,834 4,334 4,334 R2

162867 1,842 1,842 1,228 1,228 1,965 1,965 Rk1

24 954 110634 3,254 3,254 3,616 3,435 4,700 4,700 R2

127110 3,147 5,035 1,573 6,294 4,720 5,507 Rk

104252 3,453 2,302 1,535 1,918 2,878 3,069 Rk1

25 955 112867 3,367 4,430 2,304 2,481 4,076 5,670 R2

126602 3,949 3,949 4,581 6,951 4,739 6,319 Rk

121548 3,126 2,633 2,633 2,633 2,962 3,126 Rk1

26 956 120009 3,833 4,166 2,333 2,167 3,333 4,166 R2

137805 3,919 4,064 4,209 5,805 5,080 4,354 Rk

92947 3,012 3,873 2,582 2,582 4,088 3,658 Rk1

27 957 139607 4,584 3,581 3,581 3,868 4,298 3,581 R2

131925 4,548 5,306 3,790 4,851 4,851 4,548 Rk,

105712 3,216 3,027 1,703 2,649 2,838 3,405 Rk1

28 958 142633 4,207 4,487 3,926 2,945 4,207 4,908 R2

118643 5,057 5,394 5,057 3,371 3,371 5,057 Rk

100959 3,566 3,170 2,773 1,387 4,953 3,368 Rk1 29 959 115611 5,190 4,325 2,422 4,152 5,190 6,920 R2

115115 2,259 1,737 2,085 1,911 3,127 3,301 Rk1

30 960 117668 3,399 2,550 3,059 1,700 3,059 3,399 R2

118368 5,407 5,407 5,069 2,788 5,576 5,745 Rk

2. Xác định các đặc trưng hao mòn

2.1. Xác định hàm mật độ phân bố cường độ hao mòn

Lần lượt nhập số liệu về cường độ hao mòn MLBX đầu máy D19E các trục

từ T1 đến T6 cho cả hai phía BR và KBR. Trên giao diện hình 1a đơn cử ví dụ nhập

số liệu về cường độ hao mòn MLBX đầu máy D19E trục số 1 phía BR.

Giao diện thiết lập hàm mật độ phân bố chường độ hao mòn MLBX

đầu máy D19E trục số 1 phía BR với việc hiển thị số liệu thống kê thể hiện trên

hình 1b.

Giao diện thiết lập hàm mật độ phân bố cường độ hao mòn MLBX đầu

máy D19E trục số 1 phía BR với việc hiển thị các tham số đặc trưng hao mòn thể

hiện trên hình 1c.

Giao diện thiết lập hàm mật độ phân bố cường độ hao mòn MLBX đầu

máy D19E trục số 1 tổng hợp cho cả hai phía BR và KBR với việc hiển thị các tham

số đặc trưng hao mòn thể hiện trên hình 1d.

Giao diện thiết lập hàm mật độ phân bố cường độ hao mòn MLBX đầu

máy D19E tổng hợp cho 6 trục với việc hiển thị các tham số đặc trưng hao mòn thể

hiện trên hình 1e.

Hình 1a. Giao diện chính - nhập số liệu về cường độ

hao mòn MLBX đầu máy D19E trục số 1 phía BR

Hình 1b. Giao diện thiết lập hàm mật độ phân bố cường độ hao mòn

MLBX đầu máy D19E trục số 1 phía BR với việc hiển thị số liệu thống kê

Hình 1c. Giao diện thiết lập hàm mật độ phân bố cường độ hao mòn MLBX

đầu máy D19E trục số 1 phía BR với việc hiển thị các tham số đặc trưng hao mòn

Hình 1d. Giao diện thiết lập hàm mật độ phân bố cường độ hao mòn MLBX

đầu máy D19E trục số 1 tổng hợp cho cả hai phía BR và KBR

với việc hiển thị các tham số đặc trưng hao mòn

Hình 1e. Giao diện thiết lập hàm mật độ phân bố cường độ hao mòn MLBX

đầu máy D19E tổng hợp cho 6 trục với việc hiển thị các tham số đặc trưng hao mòn

2.2. Xác định các đặc trưng hao mòn

Tương tự như trình bày trong mục 2.1, tiến hành xác định hàm mật độ và giá

trị kỳ vọng cường độ hao mòn MLBX cho các vị trí cụ thể trên trục và tổng hợp cho

các trục và được thể hiện trên các giao diện hình 2a 2g.

Kết quả tổng hợp xác định các đặc trưng cường độ hao mòn mặt lăn bánh xe

đầu máy D19E tại Xí nghiệp đầu máy Sài Gòn thể hiện trên hình 3a 3b.

Hình 2a. Các giao diện xác định hàm mật độ và kỳ vọng cường độ hao mòn MLBX

đầu máy D19E trục số 1 phía BR, KBR và tổng hợp cho TBX số 1

Hình 2b. Các giao diện xác định hàm mật độ và kỳ vọng cường độ hao mòn MLBX

đầu máy D19E trục số 2 phía BR, KBR và tổng hợp cho TBX số 2

Hình 2c. Các giao diện xác định hàm mật độ và kỳ vọng cường độ hao mòn MLBX

đầu máy D19E trục số 3 phía BR, KBR và tổng hợp cho TBX số 3

Hình 2d. Các giao diện xác định hàm mật độ và kỳ vọng cường độ hao mòn MLBX

đầu máy D19E trục số 4 phía BR, KBR và tổng hợp cho TBX số 4

Hình 2e. Các giao diện xác định hàm mật độ và kỳ vọng cường độ hao mòn MLBX

đầu máy D19E trục số 5 phía BR, KBR và tổng hợp cho TBX số 5

Hình 2f. Các giao diện xác định hàm mật độ và kỳ vọng cường độ hao mòn MLBX

đầu máy D19E trục số 6 phía BR, KBR và tổng hợp cho TBX số 6

Hình 2g. Các giao diện xác định hàm mật độ và kỳ vọng cường độ hao mòn MLBX

đầu máy D19E các TBX phía bên phải (P), bên trái (T) và tổng hợp cho 6 trục

P

Gauss

Gauss a = 4,088 = 1,361 p = 0,307 1

Gauss

a = 4,035 = 1,111 p = 0,059 Gauss

a = 4,167 = 1,203 p = 0,098 Gauss

a = 3,195 = 1,431 p = 0,392 2

Gauss

a = 3,061 = 1,273 p = 0,023 Gauss

a = 3,287 = 1,149 p = 0,753 Gauss

a = 3,865 = 1,045 p = 0,504 3

Gauss

a = 3,804 = 1,025 p = 0,578 Gauss

a = 3,893 = 1,240 p = 0,150 Gauss

a = 3,960 = 1,024 p = 0,101 4

Gauss

a = 4,164 = 1,151 p = 0,108 Gauss

a = 3,808 = 0,952 p = 0,094 Gauss

a = 3,250 = 1,348 p = 0,0001 5

Gauss

a = 3,496 = 1,539 p = 0,008 Gauss

a = 3,033 = 1,169 p = 1.10-5 Gauss

a = 4,218 = 1,120 p = 0,660 6

Gauss

a =4,120 = 1,074 p = 0,600 Gauss

a = 4,281 = 1,194 p = 0,816 Gauss a = 3,803 = 1,274 p = 0,383

a = 3,761 = 1,230 p = 0,880

a = 3,702 = 1,182 p = 0,777

Hình 3a. Tổng hợp kết quả xác định các đặc trưng cường độ hao mòn mặt lăn

bánh xe đầu máy D19E tại Xí nghiệp đầu máy Sài Gòn

4,5

4,4

4,28

4,3

4,17

4,2

4,16

4,12

4,1

4,04

3,9

4,0

3,8

3,81

3,9

3,8

3,7

3,6

3,50

3,5

3,4

3,29

3,3

3,2

3,06

3,1

3,03

3,0

…

0 BR

KBR

BR

KBR

BR

KBR

BR

KBR

BR

KBR

BR

KBR

T1

T2

T3

T4

T5

T6

Hình 3b. Biểu đồ phân bố giá trị kỳ vọng toán cường độ hao mòn mặt lăn bánh xe

đầu máy D19E tại Xí nghiệp đầu máy Sài Gòn (mm/105 km)

3. Xác định thời hạn làm việc của bộ trục bánh xe theo hao mòn mặt lăn

Theo Quy trình sửa chữa do Tổng Công ty Đường sắt Việt Nam ban hành,

đối với đầu máy D19E [24], [25]:

- Độ mòn mặt lăn bánh xe cho phép trong quá trình vận dụng là = 7 mm

- Đường kính bánh xe mới của đầu máy D19E là 1.000 mm

- Đường kính bánh xe nhỏ nhất khi loại bỏ là 930 mm

- Khi đó lượng dự trữ hao mòn là = 1.000 – 930 = 70 mm

3.1. Xác định thời hạn làm việc của bộ trục bánh xe theo hao mòn mặt lăn với

= 7 mm

3.1.1. Xác định các hàm và

Các giao diện thiết lập hàm xác suất hỏng và hàm xác suất làm việc

không hỏng theo hao mòn MLBX trục từ số 1 đến số 6 đầu máy D19E và tổng

hợp cho cả 6 trục được thể hiện trên các hình 4a 4g.

Hình 4a. Giao diện thiết lập hàm xác suất hỏng và hàm xác suất làm việc

không hỏng theo hao mòn MLBX trục số 1 đầu máy D19E

Trục hoành: quãng đường chạy tính bằng 105 km

Trục tung: hàm xác suất hỏng và hàm xác suất làm việc không hỏng

Hình 4b. Giao diện thiết lập hàm xác suất hỏng và hàm xác suất làm việc

không hỏng theo hao mòn MLBX trục số 2 đầu máy D19E

Trục hoành: quãng đường chạy tính bằng 105 km

Trục tung: hàm xác suất hỏng và hàm xác suất làm việc không hỏng

Hình 4c. Giao diện thiết lập hàm xác suất hỏng và hàm xác suất làm việc

không hỏng theo hao mòn MLBX trục số 3 đầu máy D19E

Trục hoành: quãng đường chạy tính bằng 105 km

Trục tung: hàm xác suất hỏng và hàm xác suất làm việc không hỏng

Hình 4d. Giao diện thiết lập hàm xác suất hỏng và hàm xác suất làm việc

không hỏng theo hao mòn MLBX trục số 4 đầu máy D19E

Trục hoành: quãng đường chạy tính bằng 105 km

Trục tung: hàm xác suất hỏng và hàm xác suất làm việc không hỏng

Hình 4e. Giao diện thiết lập hàm xác suất hỏng và hàm xác suất làm việc

không hỏng theo hao mòn MLBX trục số 5 đầu máy D19E

Trục hoành: quãng đường chạy tính bằng 105 km

Trục tung: hàm xác suất hỏng và hàm xác suất làm việc không hỏng

Hình 4f. Giao diện thiết lập hàm xác suất hỏng và hàm xác suất làm việc

không hỏng theo hao mòn MLBX trục số 6 đầu máy D19E

Trục hoành: quãng đường chạy tính bằng 105 km

Trục tung: hàm xác suất hỏng và hàm xác suất làm việc không hỏng

Hình 4g. Giao diện thiết lập hàm xác suất hỏng và hàm xác suất làm việc

không hỏng theo hao mòn MLBX đầu máy D19E tổng hợp cho cả 6 trục

Trục hoành: quãng đường chạy tính bằng 105 km

Trục tung: hàm xác suất hỏng và hàm xác suất làm việc không hỏng

3.1.2. Xác định thời hạn làm việc hay tuổi thọ gamma phần trăm

a. Cách thứ nhất - Xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma phần trăm

bằng đồ thị

Sử dụng giao diện hàm của hình 4g, di chuyển con trỏ chuột theo hàm

tin cậy : truy cập biểu tượng trên thanh công cụ, sau đó bấm vào vị trí trên

đồ thị tương ứng với độ tin cậy cần tính toán là 50% hoặc 90% (hình 5a, 5b).

Theo đó, thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50% tổng hợp cho cả 6 trục với độ 186.000 km chạy; còn thời hạn làm mòn mặt lăn cho phép bằng 7 mm là

việc (tuổi thọ) gamma 90% tổng hợp cho cả 6 trục là 131.000 km chạy.

Hình 5a. Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50% bằng đồ thị theo hao mòn MLBX đầu máy D19E tổng hợp cho cả 6 trục

với độ mòn giới hạn = 7 mm, 186.000 km

Hình 5b. Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 90% bằng đồ thị theo hao mòn MLBX đầu máy D19E tổng hợp cho cả 6 trục

với độ mòn giới hạn = 7 mm, 131.000 km

b. Cách thứ hai – Xác định thời hạn làm việc gamma phần trăm bằng

trình đơn công cụ

Tiếp tục sử dụng giao diện hàm của hình 4g, truy cập trình đơn Cong cu ->

Xac dinh tuoi tho gamma phan tram. Sau đó, nhập vào giá trị mức tin cậy cần thiết, (chẳng hạn 50% hoặc 90%), sau đó bấm nút “OK” phần mềm sẽ tính toán ra giá trị tuổi thọ tương ứng (hình 5c). Theo đó, thời hạn làm việc gamma 50% tổng hợp cho cả 6 186.140 km chạy; còn thời hạn trục với độ mòn mặt lăn cho phép bằng 7 mm là

làm việc gamma 90% tổng hợp cho cả 6 trục là 131.160.000 km chạy.

Hình 5c. Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50% và 90% bằng

trình đơn công cụ theo hao mòn MLBX đầu máy D19E tổng hợp cho cả 6 trục với

độ mòn giới hạn = 7 mm, 186.140 km và 131.160.000 km

Thời hạn làm việc gamma 50% và 90% theo hao mòn MLBX đầu máy D19E

với độ mòn giới hạn = 7 mm, xác định bằng trình đơn công cụ đối với các trục

bánh xe từ số 1 đến số 6 thể hiện trên các giao diện hình 6a 6c.

Hình 6a. Các giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50% và 90% theo = 7,0 mm hao mòn MLBX trục số 1 và số 2 đầu máy D19E với độ mòn giới hạn

Hình 6b. Các giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50% và 90% theo = 7,0 mm hao mòn MLBX trục số 3 và số 4 đầu máy D19E với độ mòn giới hạn

Hình 6c. Các giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50% và 90% theo = 7,0 mm hao mòn MLBX trục số 5 và số 6 đầu máy D19E với độ mòn giới hạn

Kết quả xác định thời hạn làm việc gamma 50%, 75%, 80%, 85% và 90% tổng

hợp cho cả 6 trục với độ mòn mặt lăn cho phép = 7 mm thể hiện trên giao diện

hình 4.6.

Hình 4.6. Giao diện xác định thời hạn làm việc gamma 50%, 75%, 80%, 85% và

90% của bộ trục bánh xe theo hao mòn MLBX đầu máy D19E tổng hợp cho cả 6

trục với độ mòn giới hạn = 7 mm

3.2. Xác định thời hạn làm việc của bộ trục bánh xe theo hao mòn mặt lăn với

lượng dự trữ hao mòn cho phép là = 70 mm

Phương pháp tính toán hoàn toàn tương tự như đã trình bày ở trên.

Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50% và 90% bằng

trình đơn công cụ theo hao mòn MLBX đầu máy D19E tổng hợp cho cả 6 trục với

dự trữ hao mòn giới hạn = 70 mm thể hiện trên hình 7.

Theo đó, thời hạn làm việc trung bình tối đa (tuổi thọ gamma 50%) của bộ

trục bánh xe đầu máy cho đến khi loại bỏ là 1.861.370 km chạy; còn thời

hạn làm việc gamma 90% tối đa của bộ trục bánh xe đầu máy cho đến khi loại bỏ là

1.311.610 km chạy.

Hình 7. Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50% và 90% bằng trình

đơn công cụ theo hao mòn MLBX đầu máy D19E tổng hợp cho cả 6 trục với dự trữ hao

mòn giới hạn = 70 mm, 1.861.370 km và 1.311.610 km chạy.

Thời hạn làm việc gamma 50% và 90% theo hao mòn MLBX đầu máy D19E

với độ mòn giới hạn = 70 mm, xác định bằng trình đơn công cụ đối với các trục

bánh xe từ số 1 đến số 6 thể hiện trên các giao diện hình 8a 8c.

Hình 8a. Các giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50% và 90% theo

hao mòn MLBX trục số 1 và số 2 đầu máy D19E với độ mòn giới hạn = 70 mm

Hình 8b. Các giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50% và 90% theo

hao mòn MLBX trục số 3 và số 4 đầu máy D19E với độ mòn giới hạn = 70 mm

Hình 8c. Các giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50% và 90% theo

hao mòn MLBX trục số 5 và số 6 đầu máy D19E với độ mòn giới hạn = 70 mm

Hình 8d. Giao diện xác định thời hạn làm việc gama 50%, 75%, 80%, 85% và 90%

của bộ trục bánh xe theo hao mòn MLBX đầu máy D19E tổng hợp

cho cả 6 trục với dự trữ hao mòn giới hạn = 70 mm

3.3. Tổng hợp kết quả tính toán hạn làm việc gamma phần trăm theo hao mòn

mặt lăn

Kết quả tổng hợp tính toán thời hạn làm việc gamma phần trăm theo hao

mòn mặt lăn bánh xe đầu máy D19E thể hiện trong bảng 3.

Bảng 3. Tổng hợp kết quả tính toán thời hạn làm việc gamma phần trăm theo hao

mòn mặt lăn bánh xe đầu máy D19E

Thông số

T1

T2

T3

T4

T5

T6

TH

4,088

3,195

3,865

3,960

3,250

4,218

3,761

Kỳ vọng cường độ hao mòn, mm/105 km

Độ mòn giới hạn

= 7 mm

Thời hạn làm việc

171.250 219.070 181.100 176.760 215.380 165.960

186.140

, km

152.500

Thời hạn làm việc

, km

145.960

Thời hạn làm việc

, km

139.010

Thời hạn làm việc

, km

Thời hạn làm việc

125.390 148.050 133.516 132.760 140.630 123.830

131.160

, km

Độ mòn giới hạn

= 70 mm

Thời hạn làm việc

1.712.460 2.190.700 1.810.960 1.767.630 2.153.840 1.659.570 1.861.350

, km

1.524.960

Thời hạn làm việc

, km

1.459.590

Thời hạn làm việc

, km

1.390.140

Thời hạn làm việc

, km

Thời hạn làm việc

1.253.920 1.480.490 1.335.140 1.327.570 1.406.270 1.238.330 1.311.610

, km

PHỤ LỤC 4

KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH THỜI HẠN LÀM VIỆC CỦA BỘ TRỤC BÁNH XE

ĐẦU MÁY D19E THEO HAO MÒN GỜ BÁNH

100

Số liệu về hao mòn gờ bánh xe đầu máy D19E vận dụng tại xí nghiệp đầu

máy Sài Gòn trong khoảng thời gian từ 2013 đến 2017 được cho trong bảng 1.

1. Số liệu tính toán

Bảng 1a. Số liệu thống kê hao mòn gờ bánh xe đầu máy D19E

vận dụng tại Xí nghiệp đầu máy Sài Gòn, các trục T1 T3

Trục 3 Trục 1 STT km chạy Đầu máy

911 1

912 2

913 3

914 4

915 5

916 6

7 917

8 918

9 919

10 920

11 931

12 932

13 933

14 934

15 935 Trục 2 BR KBR BR KBR BR KBR 2,8 2,4 6,5 6,8 1,0 2,0 2,8 3,1 1,5 1,5 1,9 1,5 3,5 3,2 4,5 4,0 2,5 2,5 6,4 4,0 2,4 2,1 7,0 6,0 6,0 1,8 3,9 2,8 5,0 5,0 1,6 2,4 8,0 6,7 2,1 2,4 6,5 6,6 2,6 4,0 2,9 2,4 4,0 5,0 4,0 4,5 1,6 1,8 4,0 5,5 1,9 2,2 4,2 6,8 3,5 3,3 2,1 2,8 1,8 1,2 9,0 5,0 1,3 1,6 3,5 4,0 0,5 5,5 1,0 3,0 0 1,4 1,4 1,0 1,0 2,4 0,4 3,5 0 0,3 4,5 1,2 4,0 1,6 3,3 0,4 0,5 3,5 3,5 0,5 4,0 0,4 3,5 2,1 0,3 0,6 3,5 0,7 2,5 2,8 6,5 4,0 4,9 2,0 1,5 3,0 3,5 2,2 6,7 2,8 6,5 2,0 3,1 4,5 2,4 5,7 2,6 6,6 3,0 2,8 6,0 6,0 2,2 5,0 1,7 6,0 3,1 2,7 1,5 5,0 1,6 4,0 1,6 4,5 1,5 1,8 0 1,2 1,5 1,5 2,0 3,0 0,9 4,0 2,0 1,5 4,5 0,3 8,5 1,2 2,9 0,4 0,5 5,5 5,5 0,4 1,5 0,4 2,5 2,7 0,4 0,3 3,0 0,4 1,5 1,8 6 1,0 3,5 1,5 1,8 2,4 2,5 2,2 4,8 2,8 6,0 1,0 1,4 5,0 2,3 5,8 2,0 5,0 2,6 2,1 3,5 3,5 1,6 6,0 2,2 7,7 2,9 1,7 1,3 4,8 1,3 5,0 Cấp sửa chữa Rk R2 Rk R2 Rk R2 Rk R2 R2 Rk R2 Rk Rk Rk R2 Rk1 R2 R2 Rk, R2 R2 Rk R2 Rg R2 Rk1 R2 Rk Rg Rg R2 Rg R2 107556 137425 105837 108283 106456 107261 105350 133468 111847 110266 117390 112000 105218 115044 131795 108268 134000 166054 111679 132915 104301 103562 108753 123143 100950 103213 138353 122246 140759 101266 115875 146361 120609

101

Trục 3 Trục 1 STT km chạy Đầu máy

16 936

17 937

18 938

19 939

20 940

21 951

22 952

23 953

24 954

25 955

26 956

27 957

28 958

29 959

30 960

Trục 2 BR KBR BR KBR BR KBR 3,5 4,0 1,9 2,4 5,5 4,5 2,7 3,0 4,0 5 2,2 2,0 3,1 4,0 1,2 2,0 3,6 6,0 3,0 3,0 1,5 2,0 3,5 3,5 2,0 3,0 4,1 3,3 4,0 3,5 1,5 4,0 1,6 2,1 3,0 2,5 1,0 4,0 4,2 2,0 3,8 2,4 6,5 6,5 2,0 2,0 3,1 3,0 8,0 8,0 2,3 3,7 5,6 8,9 4,0 6,0 3,0 2,4 7,2 7,0 4,8 3,6 2,4 3,6 5,9 8,3 5,0 3,5 2,1 1,8 6,5 5,8 2,1 3,1 6,5 7,0 3,2 5,0 2,5 1,2 3,5 3,0 1,0 0 2,2 0,5 3,2 2,0 1,5 2,1 0 0,4 0 1,0 0,5 0 0,6 0 0,5 2,2 0,5 0,7 2,5 2,0 3,8 2,0 3,0 3,0 0,5 0,6 3,5 1,0 1,6 2,9 0,6 8,0 4,2 4,0 2,4 5,0 3,6 2,5 2,2 3,9 2,0 4,7 1,5 1,8 3,0 3,2 1,7 2,5 1,5 1,6 2,2 2,8 1,6 1,8 4,0 2,0 2,4 6,5 2,5 6,3 4,0 1,8 7,0 4,4 2,7 7,0 5,0 1,2 5,7 2,1 6,5 5,1 1,5 1,1 2,8 2,1 1,0 0,5 1,7 0,5 3,2 1,0 0 2,0 0,5 0,3 0 0 0,4 0,5 2,4 0 0,3 2,0 0,5 0,5 7,5 1,0 2,4 1,0 1,0 3,5 0,7 1,3 3,7 2,0 0,5 2,9 0,7 6,5 4,5 4,2 2,0 7,0 2,6 2,5 1,5 3,2 1,5 5,2 3,0 2,0 3,5 2,5 3,9 4,0 3,5 1,5 3,2 1,8 2,5 2,8 6,0 2,5 3,5 7,5 2,0 6,3 1,0 3,0 7,5 5,0 1,8 6,0 5,0 2,7 5 1,9 6,0 2,9 Cấp sửa chữa R2 Rg R2 Rg R2 R2 Rg Rg R2 Rk R2 Rg Rk1 R2 Rk Rk1 R2 Rk1 R2 Rk R2 Rk Rk1 R2 Rk Rk1 R2 Rk Rk1 R2 Rk Rk1 R2 Rk Rk1 R2 Rk1 R2 Rk 131429 113602 120609 144758 110281 98830 141578 110566 114993 119000 94442 154022 92718 113838 137284 107949 112541 71025 119984 162867 110634 127110 104252 112867 126602 121548 120009 137805 92947 139607 131925 105712 142633 118643 100959 115611 115115 117668 118368

102

Bảng 1b. Số liệu thống kê hao mòn gờ bánh xe đầu máy D19E

vận dụng tại Xí nghiệp đầu máy Sài Gòn, các trục T4 T6

Trục 6 Trục 4 STT km chạy Đầu máy

911 1

912 2

913 3

914 4

915 5

916 6

7 917

8 918

9 919

10 920

11 931

12 932

13 933

14 934

15 935

16 936 Trục 5 BR KBR BR KBR BR KBR 2,8 2,4 6,5 6,8 1,0 2,0 2,8 3,1 1,5 1,5 1,9 1,5 3,5 3,2 4,5 4,0 2,5 2,5 6,4 4,0 2,4 2,1 7,0 6,0 6,0 1,8 3,9 2,8 5,0 5,0 1,6 2,4 8,0 6,7 2,1 2,4 6,5 6,6 2,6 4,0 2,9 2,4 4,0 5,0 4,0 4,5 1,6 1,8 4,0 5,5 1,9 2,2 4,2 6,8 3,5 3,3 2,1 2,8 1,8 1,2 9,0 5,0 1,3 1,6 3,5 4,0 3,5 4,0 1,9 2,4 5,5 4,5 0,5 5,5 1,0 3,0 0 1,4 1,4 1,0 1,0 2,4 0,4 3,5 0 0,3 4,5 1,2 4,0 1,6 3,3 0,4 0,5 3,5 3,5 0,5 4,0 0,4 3,5 2,1 0,3 0,6 3,5 0,7 2,5 2,5 1,2 3,5 2,8 6,5 4,0 4,9 2,0 1,5 3,0 3,5 2,2 6,7 2,8 6,5 2,0 3,1 4,5 2,4 5,7 2,6 6,6 3,0 2,8 6,0 6,0 2,2 5,0 1,7 6,0 3,1 2,7 1,5 5,0 1,6 4,0 4,0 2,4 5,0 1,6 4,5 1,5 1,8 0 1,2 1,5 1,5 2,0 3,0 0,9 4,0 2,0 1,5 4,5 0,3 8,5 1,2 2,9 0,4 0,5 5,5 5,5 0,4 1,5 0,4 2,5 2,7 0,4 0,3 3,0 0,4 1,5 1,5 1,1 2,8 1,8 6 1,0 3,5 1,5 1,8 2,4 2,5 2,2 4,8 2,8 6,0 1,0 1,4 5,0 2,3 5,8 2,0 5,0 2,6 2,1 3,5 3,5 1,6 6,0 2,2 7,7 2,9 1,7 1,3 4,8 1,3 5,0 4,2 2,0 7,0 Cấp sửa chữa Rk R2 Rk R2 Rk R2 Rk R2 R2 Rk R2 Rk Rk Rk R2 Rk1 R2 R2 Rk, R2 R2 Rk R2 Rg R2 Rk1 R2 Rk Rg Rg R2 Rg R2 R2 Rg R2 107556 137425 105837 108283 106456 107261 105350 133468 111847 110266 117390 112000 105218 115044 131795 108268 134000 166054 111679 132915 104301 103562 108753 123143 100950 103213 138353 122246 140759 101266 115875 146361 120609 131429 113602 120609

103

Trục 4 Trục 6 STT km chạy Đầu máy

17 937

18 938

19 939

20 940

21 951

22 952

23 953

24 954

25 955

26 956

27 957

28 958

29 959

30 960

144758 110281 98830 141578 110566 114993 119000 94442 154022 92718 113838 137284 107949 112541 71025 119984 162867 110634 127110 104252 112867 126602 121548 120009 137805 92947 139607 131925 105712 142633 118643 100959 115611 115115 117668 118368 Trục 5 BR KBR BR KBR BR KBR 2,7 3,0 4,0 5 2,2 2,0 3,1 4,0 1,2 2,0 3,6 6,0 3,0 3,0 1,5 2,0 3,5 3,5 2,0 3,0 4,1 3,3 4,0 3,5 1,5 4,0 1,6 2,1 3,0 2,5 1,0 4,0 4,2 2,0 3,8 2,4 6,5 6,5 2,0 2,0 3,1 3,0 8,0 8,0 2,3 3,7 5,6 8,9 4,0 6,0 3,0 2,4 7,2 7,0 4,8 3,6 2,4 3,6 5,9 8,3 5,0 3,5 2,1 1,8 6,5 5,8 2,1 3,1 6,5 7,0 3,2 5,0 3,0 1,0 0 2,2 0,5 3,2 2,0 1,5 2,1 0 0,4 0 1,0 0,5 0 0,6 0 0,5 2,2 0,5 0,7 2,5 2,0 3,8 2,0 3,0 3,0 0,5 0,6 3,5 1,0 1,6 2,9 0,6 8,0 4,2 3,6 2,5 2,2 3,9 2,0 4,7 1,5 1,8 3,0 3,2 1,7 2,5 1,5 1,6 2,2 2,8 1,6 1,8 4,0 2,0 2,4 6,5 2,5 6,3 4,0 1,8 7,0 4,4 2,7 7,0 5,0 1,2 5,7 2,1 6,5 5,1 2,6 2,5 1,5 3,2 1,5 5,2 3,0 2,0 3,5 2,5 3,9 4,0 3,5 1,5 3,2 1,8 2,5 2,8 6,0 2,5 3,5 7,5 2,0 6,3 1,0 3,0 7,5 5,0 1,8 6,0 5,0 2,7 5 1,9 6,0 2,9 2,1 1,0 0,5 1,7 0,5 3,2 1,0 0 2,0 0,5 0,3 0 0 0,4 0,5 2,4 0 0,3 2,0 0,5 0,5 7,5 1,0 2,4 1,0 1,0 3,5 0,7 1,3 3,7 2,0 0,5 2,9 0,7 6,5 4,5 Cấp sửa chữa Rg R2 R2 Rg Rg R2 Rk R2 Rg Rk1 R2 Rk Rk1 R2 Rk1 R2 Rk R2 Rk Rk1 R2 Rk Rk1 R2 Rk Rk1 R2 Rk Rk1 R2 Rk Rk1 R2 Rk1 R2 Rk

104

Số liệu về cường độ hao mòn gờ bánh xe đầu máy D19E vận dụng tại xí

nghiệp đầu máy Sài Gòn trong khoảng thời gian từ 2013 đến 2017 được cho trong bảng 2.

Bảng 2a. Số liệu thống kê cường độ hao hao mòn gờ bánh xe đầu máy D19E

vận dụng tại Xí nghiệp đầu máy Sài Gòn, các trục T1 T3

Trục 3 Trục 1 STT km chạy Đầu máy

911 1

912 2

913 3

914 4

915 5

916 6

7 917

8 918

9 919

10 920

11 931

12 932

13 933

14 934

15 935 107556 137425 105837 108283 106456 107261 105350 133468 111847 110266 117390 112000 105218 115044 131795 108268 134000 166054 111679 132915 104301 103562 108753 123143 100950 103213 138353 122246 140759 101266 115875 146361 120609 Trục 2 BR KBR BR KBR BR KBR 2.231 2,603 1,395 1,488 1,674 2,603 4.948 4,730 4,002 3,275 4,366 4,730 1.890 3,779 0,945 1,417 0,945 0,945 2.863 4,525 2,771 1,662 3,232 2,586 1.409 1,879 0,939 0,939 1,409 1,409 1.398 1,398 1,305 1,119 1,678 1,771 3.037 2,848 1,329 1,424 2,278 3,322 2.997 2,622 0,749 1,124 1,873 3,372 2.235 1,967 0,894 1,788 1,967 2,235 3.628 6,076 2,177 2,721 4,353 5,804 1.789 2,385 1,193 0,767 2,385 2,044 5.357 5,804 3,125 3,571 5,357 6,250 1.711 1,901 0,950 1,901 0,950 5,702 2.434 2,695 1,130 1,304 1,217 3,390 3.794 3,414 3,414 3,414 3,794 3,794 2.217 2,217 1,108 1,201 2,124 1,478 5.000 4,254 2,985 4,851 4,328 4,478 1.445 1,566 0,964 0,723 1,204 1,265 5.910 5,910 2,955 2,597 4,477 5,820 3.009 2,257 1,053 1,053 1,956 1,956 2.301 2,685 1,438 1,438 2,013 2,780 4.828 5,794 3,380 5,311 3,380 3,862 4.138 5,517 3,218 5,057 3,218 3,678 1.462 1,787 1,218 1,137 1,299 1,299 5.448 4,953 3,962 1,486 5,944 3,962 2.132 1,647 1,356 1,356 2,132 1,841 4.915 4,337 2,530 1,807 4,843 3,036 2.699 2,536 1,718 2,209 2,372 2,863 1.989 1,918 0,924 0,995 1,208 1,492 1.185 1,481 1,580 1,284 1,284 1,777 4.315 4,315 3,020 2,589 4,142 5,178 1.093 1,093 1,162 0,957 0,888 0,888 3.317 3,317 2,073 1,244 4,146 2,902 Cấp sửa chữa Rk R2 Rk R2 Rk R2 Rk R2 R2 Rk R2 Rk Rk Rk R2 Rk1 R2 R2 Rk, R2 R2 Rk R2 Rg R2 Rk1 R2 Rk Rg Rg R2 Rg R2

105

Trục 3 Trục 1 STT km chạy Đầu máy

16 936

17 937

18 938

19 939

20 940

21 951

22 952

23 953

24 954

25 955

26 956

27 957

28 958

29 959

30 960

Trục 2 BR KBR BR KBR BR KBR 3.043 3,043 1,902 1,141 3,196 2,663 2.113 2,113 1,056 0,968 1,761 1,673 3.731 4,146 2,902 2,322 4,975 4,560 2.072 2,487 2,072 1,451 1,796 1,865 4.534 2,267 0,907 0,907 2,267 3,627 2.024 2,226 1,012 1,518 1,518 2,226 2.825 2,755 1,554 1,201 2,260 2,190 1.809 1,809 1,357 1,357 1,357 1,085 5.218 4,087 2,783 2,783 4,522 3,131 2.521 1,261 1,681 0,840 2,521 2,521 2.118 1,906 1,588 1,059 2,118 1,588 2.272 1,948 1,363 1,299 2,272 2,272 3.236 3,451 1,079 1,618 2,696 2,157 2.899 1,493 1,230 1,142 3,426 3,602 2.549 1,821 0,728 0,728 2,914 2,914 3.705 1,390 0,926 0,926 3,242 1,390 1.866 1,422 1,333 1,244 1,333 1,422 3.520 3,098 1,408 2,112 4,505 4,224 3.334 2,334 1,334 2,000 1,500 0,833 1.228 0,982 0,614 0,614 1,535 2,579 2.169 1,627 1,356 1,175 2,531 3,435 5.114 3,147 1,731 1,573 4,720 5,114 1.918 1,918 1,439 1,439 2,398 1,918 2.658 2,126 1,506 1,329 3,101 2,747 4.739 5,134 1,975 5,134 5,134 4,739 3.044 2,057 1,645 0,823 1,645 1,892 4.916 5,250 3,166 2,000 5,250 4,666 4.354 2,903 1,451 0,726 0,726 2,903 2.582 1,937 3,228 1,076 3,228 3,228 5.014 5,014 2,149 2,507 5,372 5,157 2.729 3,335 1,137 1,289 3,790 3,638 3.405 2,554 1,514 1,230 1,703 2,270 4.557 4,207 2,454 2,594 4,207 4,136 2.950 4,214 0,843 1,686 4,214 4,214 1.783 1,189 1,585 1,486 2,674 2,080 5.017 4,930 2,508 2,508 4,325 5,622 2.693 1,824 1,390 1,477 1,651 1,824 5.099 5,524 5,524 5,524 5,099 5,524 4.224 4,309 3,548 3,802 2,450 2,703 Cấp sửa chữa R2 Rg R2 Rg R2 R2 Rg Rg R2 Rk R2 Rg Rk1 R2 Rk Rk1 R2 Rk1 R2 Rk R2 Rk Rk1 R2 Rk Rk1 R2 Rk Rk1 R2 Rk Rk1 R2 Rk Rk1 R2 Rk1 R2 Rk 131429 113602 120609 144758 110281 98830 141578 110566 114993 119000 94442 154022 92718 113838 137284 107949 112541 71025 119984 162867 110634 127110 104252 112867 126602 121548 120009 137805 92947 139607 131925 105712 142633 118643 100959 115611 115115 117668 118368

106

Bảng 2b. Số liệu thống kê cường độ hao hao mòn gờ bánh xe đầu máy D19E vận

dụng tại Xí nghiệp đầu máy Sài Gòn, các trục T4 T6

STT km chạy Đầu máy Trục 4 BR KBR Trục 5 BR KBR

1 911

2 912

3 913

4 914

5 915

6 916

7 917

8 918

9 919

10 920

11 931

12 932

14 934

15 935

16 936 Trục 6 BR KBR 107556 1,952 2,045 1,209 1,395 2,975 1,952 137425 3,638 4,002 2,547 2,547 4,366 4,366 105837 1,890 1,890 1,417 1,890 1,890 1,890 108283 1,201 2,863 0,831 1,662 3,602 3,232 106456 0,939 1,409 0,939 0,939 1,879 1,315 107261 1,212 1,678 0,839 1,119 1,305 1,678 105350 2,278 5,126 1,709 3,417 3,417 3,892 133468 4,495 3,746 0,749 0,749 4,121 4,495 111847 1,967 2,682 0,894 1,073 2,235 2,325 110266 5,260 4,081 2,721 2,449 5,532 4,534 117390 2,044 1,022 1,193 0,852 1,874 1,959 112000 4,464 4,911 3,571 4,018 5,357 6,250 105218 0,950 1,901 0,950 1,901 1,426 1,901 115044 2,086 2,086 0,782 1,391 1,825 1,825 131795 4,173 3,946 3,035 0,228 4,173 3,794 108268 2,124 1,385 0,739 1,201 2,217 2,217 134000 3,731 4,478 3,881 4,478 4,104 3,731 166054 0,903 1,204 0,964 1,686 1,325 1,325 111679 4,925 6,089 3,940 4,925 4,925 3,044 132915 4,288 4,063 3,310 3,988 3,837 4,213 104301 2,397 2,972 1,246 0,959 2,397 2,397 103562 5,794 4,828 3,862 4,345 5,311 4,828 108753 5,517 4,598 3,678 2,299 5,057 4,598 123143 1,299 1,462 1,218 1,137 1,624 1,705 100950 3,962 4,458 3,467 2,774 5,745 5,250 103213 1,260 2,616 1,550 1,550 2,132 1,744 138353 3,108 3,469 2,530 3,253 4,915 4,698 122246 2,290 2,454 1,391 1,227 3,681 4,908 13 933 140759 1,350 1,350 0,853 0,924 1,705 1,776 101266 1,185 1,185 1,284 1,284 1,679 1,580 115875 5,178 2,157 3,883 2,157 3,883 4,746 146361 1,093 1,093 0,683 0,820 0,820 0,683 120609 3,317 3,731 2,073 2,487 3,731 4,975 131429 3,043 3,424 1,902 2,663 3,424 4,565 113602 1,584 1,496 0,880 0,880 1,320 1,496 120609 4,975 4,146 2,570 2,902 4,146 4,975 Cấp sửa chữa Rk R2 Rk R2 Rk R2 Rk R2 R2 Rk R2 Rk Rk Rk R2 Rk1 R2 R2 Rk, R2 R2 Rk R2 Rg R2 Rk1 R2 Rk Rg Rg R2 Rg R2 R2 Rg R2

107

STT km chạy Đầu máy Trục 4 BR KBR Trục 5 BR KBR

17 937

18 938

19 939

20 940

21 951

22 952

23 953

24 954

25 955

26 956

27 957

28 958

29 959

30 960

Trục 6 BR KBR 144758 2,349 2,418 1,727 1,727 2,418 1,796 110281 2,267 3,174 1,814 3,083 2,720 3,627 98830 2,530 1,012 1,012 1,012 2,226 2,226 141578 3,532 4,591 1,413 1,271 2,755 1,907 110566 1,628 1,809 0,452 0,904 1,809 0,904 114993 4,522 4,087 3,652 3,044 4,609 3,826 119000 2,521 2,101 0,840 2,521 0,420 0,840 94442 1,271 1,271 1,059 1,059 1,588 1,906 154022 2,402 1,623 1,623 1,493 3,960 2,467 92718 2,696 2,157 1,079 1,079 2,373 1,618 113838 2,108 2,547 0,878 0,878 1,406 1,493 137284 2,549 2,549 0,728 2,914 3,642 4,371 107949 0,926 2,316 0,926 1,390 2,038 3,242 112541 0,800 0,622 0,533 0,444 1,688 1,688 71025 2,816 3,098 2,112 1,830 3,942 3,520 119984 2,584 2,334 1,500 1,500 2,500 1,250 162867 0,921 1,351 0,921 0,737 1,535 2,149 110634 2,169 2,531 0,904 0,904 1,085 4,067 127110 4,327 4,720 2,754 1,180 3,540 4,720 104252 1,918 2,878 0,959 1,439 1,727 2,878 112867 2,481 3,278 1,595 1,152 2,481 3,544 126602 3,949 3,949 2,765 0,790 5,134 4,739 121548 3,126 2,633 2,633 2,633 2,962 3,126 120009 3,833 4,166 2,333 2,167 3,333 4,166 137805 3,919 4,064 4,209 5,805 5,080 4,354 92947 3,012 3,873 2,582 2,582 4,088 3,658 139607 4,584 3,581 3,581 3,868 4,298 3,581 131925 4,548 5,306 3,790 4,851 4,851 4,548 105712 3,216 3,027 1,703 2,649 2,838 3,405 142633 4,207 4,487 3,926 2,945 4,207 4,908 118643 5,057 5,394 5,057 3,371 3,371 5,057 100959 3,566 3,170 2,773 1,387 4,953 3,368 115611 5,190 4,325 2,422 4,152 5,190 6,920 115115 2,259 1,737 2,085 1,911 3,127 3,301 117668 3,399 2,550 3,059 1,700 3,059 3,399 118368 5,407 5,407 5,069 2,788 5,576 5,745 Cấp sửa chữa Rg R2 R2 Rg Rg R2 Rk R2 Rg Rk1 R2 Rk Rk1 R2 Rk1 R2 Rk R2 Rk Rk1 R2 Rk Rk1 R2 Rk Rk1 R2 Rk Rk1 R2 Rk Rk1 R2 Rk1 R2 Rk

108

2. Xác định các đặc trưng hao mòn

Tương tự như trình bày trong mục 2.1 của Phụ lục 3, tiến hành xác định hàm

mật độ và giá trị kỳ vọng cường độ hao mòn gờ bánh xe cho các vị trí cụ thể trên

trục và tổng hợp cho các trục và được thể hiện trên các giao diện hình 1a 1g.

Kết quả tổng hợp xác định các đặc trưng cường độ hao mòn gờ bánh xe đầu

máy D19E tại Xí nghiệp đầu máy Sài Gòn thể hiện trên hình 2a 2b.

Hình 1a. Các giao diện xác định hàm mật độ và kỳ vọng cường độ hao mòn GBX

đầu máy D19E trục số 1 phía BR, KBR và tổng hợp cho TBX số 1

Hình 1b. Các giao diện xác định hàm mật độ và kỳ vọng cường độ hao mòn GBX

đầu máy D19E trục số 2 phía BR, KBR và tổng hợp cho TBX số 2

Hình 1c. Các giao diện xác định hàm mật độ và kỳ vọng cường độ hao mòn GBX

đầu máy D19E trục số 3 phía BR, KBR và tổng hợp cho TBX số 3

109

Hình 1d. Các giao diện xác định hàm mật độ và kỳ vọng cường độ hao mòn GBX

đầu máy D19E trục số 4 phía BR, KBR và tổng hợp cho TBX số 4

Hình 1e. Các giao diện xác định hàm mật độ và kỳ vọng cường độ hao mòn GBX

đầu máy D19E trục số 5 phía BR, KBR và tổng hợp cho TBX số 5

Hình 1f. Các giao diện xác định hàm mật độ và kỳ vọng cường độ hao mòn GBX

đầu máy D19E trục số 6 phía BR, KBR và tổng hợp cho TBX số 6

Hình 1g. Các giao diện xác định hàm mật độ và kỳ vọng cường độ hao mòn GBX

đầu máy D19E các TBX phía bên phải (P), bên trái (T) và tổng hợp cho 6 trục

110

P

T

Gauss

Gauss a = 3,061 = 1,352 p = 6,5.10-7 1

a = 3,120 = 1,232 p = 0,002

a = 2,976 = 1,370 p = 0,001

Gauss

Gauss a = 1,850 = 1,077 p = 0 2

a = 1,870 = 0,955 p = 0

a = 3,287 = 1,072 p = 0,753

Gauss

Gauss a = 2,951 = 1,397 p = 8.7.10-7 3

a = 2,860 = 1,383 p = 0,036

a = 3,121 = 1,402 p = 0,0001

Gauss

Gauss a = 2,923 = 1,344 p = 0,005 4

a = 3,038 = 1,369 p = 0,233

a = 2,949 = 1,388 p = 0,009

Gauss

Gauss a = 2,049 = 1,244 p = 2.10-5 5

a = 2,076 = 1,257 p = 0,002

a = 2,009 = 1,247 p = 1.4.10-7

Gauss

Gauss a = 3,256 = 1,483 p = 0,0002 6

a = 3,408 = 1,639 p = 0,030

a = 3,134 = 1,405 p = 0,0003

Gauss a = 2,658 = 1,420 p = 1.10-12

Gauss Gauss a = 2,699 a = 2,685 = 1,427 = 1,438 p = 4.10-9 p = 0 Hình 2a. Tổng hợp kết quả xác định cường độ hao mòn gờ bánh xe

đầu máy D19E tại Xí nghiệp đầu máy Sài Gòn

111

3,41

3,5

3 3,4

3,29

3,3

3,12

3,13

3,2

2,98

3,04

3,1

2,86

2,95

3,0

2,9

2,8

2,7

1,87

2,00

2,08

…

2,0

1,9

1,8

1,7

1,6

1,5

1,4

…

0 BR

KBR

BR

KBR

BR

KBR

BR

KBR

BR

KBR

BR

KBR

T1

T2

T3

T4

T5

T6

Hình 2b. Biểu đồ phân bố giá trị kỳ vọng toán cường độ hao mòn gờ bánh xe

đầu máy D19E tại Xí nghiệp đầu máy Sài Gòn (mm/105 km)

3. Xác định thời hạn làm việc

Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50% và 90% bằng

trình đơn công cụ theo hao mòn GBX đầu máy D19E cho các trục từ số 1 đến số 6

và tổng hợp cho cả 6 trục với độ mòn giới hạn = 12 mm thể hiện trên các hình

3a 3d.

Hình 3a. Các giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50% và 90% theo

hao mòn GBX trục số 1 và số 2 đầu máy D19E với độ mòn giới hạn = 12 mm

112

Hình 3b. Các giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50% và 90% theo

hao mòn GBX trục số 3 và số 4 đầu máy D19E với độ mòn giới hạn = 12 mm

Hình 3c. Các giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50% và 90% theo

hao mòn GBX trục số 5 và số 6 đầu máy D19E với độ mòn giới hạn = 12 mm

Hình 3d. Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50% và 90% theo hao

mòn GBX đầu máy D19E tổng hợp cho cả 6 trục với độ mòn giới hạn = 12 mm

113

Hình 3e. Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50%, 75%, 80%,

85% và 90% bằng trình đơn công cụ theo hao mòn GBX đầu máy D19E tổng hợp

cho cả 6 trục với độ mòn giới hạn = 12 mm

Kết quả tổng hợp tính toán hạn làm việc gamma phần trăm theo hao mòn gờ

bánh đầu máy D19E thể hiện trong bảng 3.

Bảng 3. Kết quả tổng hợp tính toán thời hạn làm việc gamma phần trăm

theo hao mòn gờ bánh đầu máy D19E

Thông số

T1

T2

T3

T4

T5

T6

TH

Kỳ vọng cường độ hao mòn,

3,061

1,850

2,951

2,923

2,049

3,256

2,685

mm/105 km

Độ mòn giới hạn

= 12 mm

Thời hạn làm việc

, km 391.970 648.640 406.670 410.470 585.570 368.520 446.900

328.310

Thời hạn làm việc

, km

308.050

Thời hạn làm việc

, km

287.390

Thời hạn làm việc

, km

Thời hạn làm việc

, km 250.330 371.570 253.110 258.290 329.310 232.700 265.020

114

PHỤ LỤC 5

KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH THỜI HẠN LÀM VIỆC CỦA GỐI ĐỠ

ĐỘNG CƠ ĐIỆN KÉO ĐẦU MÁY D19E

115

1. Số liệu tính toán

Số liệu thống kê về khe hở gối đỡ ĐCĐK đầu máy D19E vận dụng tại xí

nghiệp đầu máy Sài Gòn trong khoảng thời gian từ 2013 đến 2017 thể hiện trong

bảng 1.

Bảng 1. Số liệu thống kê về khe hở gối đỡ ĐCĐK đầu máy D19E

vận dụng tại xí nghiệp đầu máy Sài Gòn BR - phía có bánh răng;

KBR - phía không có bánh răng

STT Đầu máy km chạy 4 BR 3 BR Khe hở gối đỡ ĐCĐK, mm 5 2 BR BR

102150 1 911

101657 2 912

106078 3 913

113884 4 918

131012 5 919

124943 6 919

125411 7 920

108733 8 920

123560 9 931

138326 10 932

122246 11 932

139437 12 933

116044 13 934

131429 14 935

6 1 BR BR KBR KBR KBR KBR KBR KBR 0,53 0,44 0,43 0,46 0,36 0,36 0,38 0,37 0,48 0,46 0,46 0,48 0,38 0,35 0,36 0,35 0,38 0,38 0,38 0,37 0,41 0,41 0,41 0,41 0,44 0,47 0,44 0,45 0,41 0,5 0,48 0,50 0,45 0,42 0,48 0,46 0,45 0,45 0,45 0,44 0,52 0,46 0,50 0,50 0,44 0,47 0,45 0,50 0,44 0,46 0,45 0,44 0,47 0,55 0,50 0,50 0,47 0,47 0,41 0,39 0,34 0,36 0,5 0,47 0,37 0,35 0,38 0,38 0,42 0,43 0,44 0,43 0,55 0,46 0,45 0,48 0,45 0,45 0,46 0,50 0,47 0,40 0,45 0,48 0,45 0,47 0,46 0,51 0,44 0,35 0,37 0,49 0,48 0,39 0,39 0,38 0,38 0,41 0,43 0,44 0,45 0,44 0,52 0,43 0,44 0,45 0,46 0,44 0,51 0,41 0,39 0,43 0,43 0,5 0,43 0,46 0,46 0,50 0,37 0,35 0,45 0,47 0,38 0,38 0,38 0,37 0,43 0,41 0,44 0,44 0,45 0,50 0,43 0,47 0,46 0,47 0,47 0,53 0,46 0,40 0,45 0,48 0,42 0,47 0,48 0,4 0,43 0,33 0,34 0,5 0,46 0,37 0,38 0,38 0,37 0,42 0,41 0,47 0,47 0,46 0,50 0,44 0,46 0,45 0,45 0,46 0,51 0,4 0,43 0,44 0,46 0,51 0,46 0,48 139177 15 936

116

STT Đầu máy km chạy 4 BR 3 BR Khe hở gối đỡ ĐCĐK, mm 5 2 BR BR

16 951 92718

17 952 110503

18 953 120920

19 954 107131

20 955 102706 6 1 BR BR KBR KBR KBR KBR KBR KBR 0,47 0,46 0,36 0,36 0,36 0,38 0,39 0,41 0,41 0,38 0,33 0,31 0,31 0,31 0,37 0,34 0,38 0,35 0,37 0,41 0,36 0,36 0,46 0,36 0,35 0,43 0,40 0,31 0,31 0,37 0,35 0,34 0,36 0,47 0,33 0,34 0,38 0,42 0,31 0,32 0,36 0,37 0,35 0,37 0,47 0,36 0,35 0,42 0,38 0,31 0,33 0,37 0,36 0,37 0,35 0,46 0,36 0,36 0,4 0,39 0,34 0,31 0,35 0,37 0,34 0,35

Theo Quy trình sửa chữa do Tổng Công ty Đường sắt Việt Nam ban hành,

đối với đầu máy D19E [24], [25]:

- Khe hở ban đầu của gối đỡ ĐCĐK là = 0,30 mm;

- Khe hở lớn nhất cho phép của gối đỡ ĐCĐK ở cấp sửa chữa là =

0,5 mm;

- Độ gia tăng khe hở lớn nhất cho phép ở cấp sửa chữa là = 0,2 mm

- Khe hở lớn nhất cho phép của gối đỡ ĐCĐK ở cấp sửa chữa là =

0,75 mm;

- Độ gia tăng khe hở lớn nhất cho phép ở cấp sửa chữa là = 0,45 mm

- Khe hở lớn nhất cho phép của gối đỡ ĐCĐK ở hạn độ loại bỏ (max) là

= 1,00 mm;

- Độ gia tăng khe hở lớn nhất cho phép ở hạn độ loại bỏ (max) là 0,7 mm.

Số liệu trong bảng 1 là khe hở thực tế đo được sau khi giải thể ở các cấp sửa

chữa, vì vậy nếu lấy số liệu trong bảng 4.6 trừ đi khe hở ban đầu = 0,30 mm, ta

được độ gia tăng khe hở của gối đỡ là . Lấy độ gia tăng khe hở của gối đỡ

chia cho thời gian làm việc của nó, tính bằng 105 km chạy, ta được cường độ gia

tăng khe hở gối đỡ ĐCĐK, tính bằng mm/105 km. Sau khi tính toán, ta có số liệu về

cường độ gia tăng khe hở gối đỡ ĐCĐK thể hiện trong bảng 2.

117

Bảng 2. Số liệu thống kê cường độ gia tăng khe hở gối đỡ ĐCĐK

Cường độ gia tăng khe hở gối đỡ ĐCĐK, mm/105 km

BR KBR

1 0,1370 0,1570 0,1080 0,0880 0,2060 0,1370 0,0980 0,1270 0,1570 0,1960 0,2250 0,1270

2 0,0590 0,0690 0,0390 0,0590 0,0490 0,0690 0,0300 0,0390 0,0690 0,0490 0,0590 0,0790

3 0,1510 0,1700 0,1890 0,1600 0,1790 0,1700 0,1890 0,1510 0,1410 0,1600 0,1700 0,1510

4 0,0440 0,0440 0,0610 0,0440 0,0790 0,0790 0,0610 0,0700 0,0700 0,0700 0,0700 0,0530

5 0,0610 0,0530 0,0610 0,0610 0,0610 0,0610 0,0610 0,0530 0,0610 0,0530 0,0610 0,0610

6 0,0880 0,0880 0,0960 0,1040 0,0880 0,1040 0,0960 0,0880 0,1040 0,0880 0,0880 0,0880

7 0,1360 0,1200 0,1120 0,1040 0,1120 0,1200 0,1360 0,1360 0,1120 0,1120 0,1120 0,1120

8 0,1840 0,1840 0,2300 0,1470 0,1290 0,2020 0,1470 0,1840 0,1380 0,1840 0,1010 0,1660

9 0,0970 0,1290 0,1210 0,1460 0,1050 0,1130 0,1130 0,1290 0,1050 0,1380 0,1210 0,1460

10 0,1080 0,1010 0,1080 0,1080 0,1080 0,1160 0,1080 0,1080 0,1160 0,1230 0,1080 0,1080

11 0,1310 0,1640 0,1310 0,1640 0,1150 0,1720 0,1310 0,1720 0,1390 0,1880 0,1800 0,1640

12 0,1220 0,1430 0,1220 0,0720 0,0790 0,0650 0,0720 0,0930 0,1150 0,0720 0,1000 0,1080

13 0,1380 0,1210 0,1290 0,1550 0,1120 0,1120 0,1210 0,1380 0,1290 0,1550 0,1210 0,1290

14 0,1900 0,1520 0,1140 0,1290 0,1520 0,0990 0,1600 0,1220 0,0910 0,1290 0,1290 0,1520

15 0,1220 0,1150 0,1150 0,1150 0,1150 0,1220 0,1290 0,1150 0,1290 0,1220 0,1220 0,1220

16 0,0650 0,0860 0,0650 0,0540 0,0320 0,0430 0,0650 0,0650 0,0650 0,0540 0,0650 0,0650

17 0,1000 0,0720 0,1180 0,0900 0,0720 0,1090 0,0900 0,0810 0,1090 0,0720 0,0810 0,1000

18 0,0080 0,0080 0,0080 0,0080 0,0080 0,0170 0,0330 0,0080 0,0080 0,0250 0,0250 0,0080

19 0,0370 0,0470 0,0650 0,0470 0,0560 0,0650 0,0470 0,0650 0,0650 0,0560 0,0650 0,0750

20 0,1070 0,0580 0,0390 0,0580 0,0490 0,0680 0,0390 0,0490 0,0680 0,0490 0,0680 0,0580

đầu máy D19E vận dụng tại xí nghiệp đầu máy Sài Gòn

2. Xác định các đặc trưng hao mòn

Các giao diện xác định hàm mật độ và kỳ vọng cường độ gia tăng khe hở gối

đỡ ĐCĐK đầu máy D19E tại Xí nghiệp đầu máy Sài Gòn thể hiện trên các hình

1a 1g.

Kết quả tổng hợp xác định cường độ gia tăng khe hở gối đỡ ĐCĐK đầu máy

D19E tại Xí nghiệp đầu máy Sài Gòn thể hiện trên hình 2a 2b.

118

Hình 1a. Các giao diện xác định hàm mật độ và kỳ vọng cường độ gia tăng khe hở

gối đỡ ĐCĐK trên TBX số 1 phía BR, KBR và tổng hợp cho TBX số 1

Hình 1b. Các giao diện xác định hàm mật độ và kỳ vọng cường độ gia tăng khe hở

gối đỡ ĐCĐK trên TBX số 2 phía BR, KBR và tổng hợp cho TBX số 2

Hình 1c. Các giao diện xác định hàm mật độ và kỳ vọng cường độ gia tăng khe hở

gối đỡ ĐCĐK trên TBX số 3 phía BR, KBR và tổng hợp cho TBX số 3

Hình 1d. Các giao diện xác định hàm mật độ và kỳ vọng cường độ gia tăng khe hở

gối đỡ ĐCĐK trên TBX số 4 phía BR, KBR và tổng hợp cho TBX số 4

119

Hình 1e. Các giao diện xác định hàm mật độ và kỳ vọng cường độ gia tăng khe hở

gối đỡ ĐCĐK trên TBX số 5 phía BR, KBR và tổng hợp cho TBX số 5

Hình 1f. Các giao diện xác định hàm mật độ và kỳ vọng cường độ gia tăng khe hở

gối đỡ ĐCĐK trên TBX số 6 phía BR, KBR và tổng hợp cho TBX số 6

Hình 1g. Các giao diện xác định hàm mật độ và kỳ vọng cường độ gia tăng khe hở

gối đỡ ĐCĐK trên các TBX phía bên phải (P), bên trái (T) và tổng hợp cho 6 trục

120

P

T

Gauss

Gauss a = 0,104 = 0,047 p = 0,181 1

a = 0,104 = 0,047 p = 0,379

a = 0,106 = 0,046 p = 0,189

Veibull

Gauss

Gauss a = 0,100 = 0,048 p = 0,248 2

a = 0,102 = 0,049 p = 0,007

a = 0,097 = 0,045 p = 0,149

Gauss

Gauss a = 0,101 = 0,048 p = 0,035 3

a = 0,094 = 0,045 p = 0,178

a = 0,102 = 0,045 p = 0,406

Gauss

Gauss a = 0,097 = 0,046 p = 0,185 4

a = 0,099 = 0,044 p = 0,411

a = 0,102 = 0,041 p = 0,430

Gauss

Gauss a = 0,105 = 0,045 p = 0,655 5

a = 0,105 = 0,057 p = 0,026

a = 0,100 = 0,033 p = 0,582

Gauss

Gauss a = 0,105 = 0,046 p = 0,343 6

a = 0,105 = 0,042 p = 0,565

a = 0,106 = 0,046 p = 0,086

Gauss a = 0,104 = 0,047 p = 0,186

Gauss a = 0,100 = 0,044 p = 0,595

Gauss a = 0,102 = 0,045 p = 0,0003 Hình 2a. Tổng hợp kết quả xác định cường độ gia tăng khe hở gối đỡ ĐCĐK

đầu máy D19E tại Xí nghiệp đầu máy Sài Gòn

121

0,108

0,107

106 0,106

105 0,105

104 0,104

0,103

102 0,102

0,101

097

099

100 0,100

094 0,090

…

0 BR

KBR

BR

KBR

BR

KBR

BR

KBR

BR

KBR

BR

KBR

T1

T2

T3

T4

T5

T6

Hình 2b. Biểu đồ phân bố giá trị kỳ vọng toán cường độ gia tăng khe hở gối đỡ

ĐCĐK đầu máy D19E tại Xí nghiệp đầu máy Sài Gòn (mm/105 km)

3. Xác định thời hạn làm việc của gối đỡ động cơ điện kéo

Theo Quy trình sửa chữa do Tổng Công ty Đường sắt Việt Nam ban hành,

đối với đầu máy D19E [24], [25]:

- Khe hở lớn nhất cho phép của gối đỡ ĐCĐK ở cấp sửa chữa là =

0,75 mm;

- Độ gia tăng khe hở lớn nhất cho phép ở cấp sửa chữa là = 0,45 mm

- Khe hở lớn nhất cho phép của gối đỡ ĐCĐK ở hạn độ loại bỏ (max) là

= 1,00 mm;

- Độ gia tăng khe hở lớn nhất cho phép ở hạn độ loại bỏ (max) là = 0,7 mm.

3.1. Xác định thời hạn làm việc của gối đỡ động cơ điện kéo ở cấp đại tu

Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50% và 90% bằng

trình đơn công cụ theo khe hở gối đỡ ĐCĐK đầu máy D19E với độ gia tăng khe hở

giới hạn = 0,45 mm thể hiện trên các hình 3a 3d.

Hình 3a. Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50% và 90% theo khe hở gối đỡ ĐCĐK trên TBX số 1 và số 2 đầu máy D19E với khe hở giới

hạn = 0,75 mm và độ gia tăng khe hở giới hạn = 0,45 mm

122

Hình 3b. Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50% và 90% theo khe hở gối đỡ ĐCĐK trên TBX số 3 và số 4 đầu máy D19E với khe hở giới

hạn = 0,75 mm và độ gia tăng khe hở giới hạn = 0,45 mm

Hình 3c. Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50% và 90% theo khe hở gối đỡ ĐCĐK trên TBX số 5 và số 6 đầu máy D19E với khe hở giới

hạn = 0,75 mm và độ gia tăng khe hở giới hạn = 0,45 mm

Hình 3d. Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50%, 75%, 80%, 85% và 90% bằng trình đơn công cụ theo khe hở gối đỡ ĐCĐK đầu máy D19E tổng

hợp cho cả 6 trục với khe hở giới hạn = 0,75 mm và độ gia tăng khe hở giới

hạn = 0,45 mm

123

3.2. Xác định thời hạn làm việc của gối đỡ động cơ điện kéo ở cấp loại bỏ

Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50% và 90% bằng

trình đơn công cụ theo khe hở gối đỡ ĐCĐK đầu máy D19E với độ gia tăng khe hở

giới hạn = 0,70 mm thể hiện trên các hình 4a 4d.

Hình 4a. Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50% và 90% theo khe hở gối đỡ ĐCĐK trên TBX số 1 và số 2 đầu máy D19E với khe hở giới

= 1,0 mm và độ gia tăng khe hở giới hạn = 0,7 mm. hạn

Hình 4b. Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50% và 90% theo khe hở gối đỡ ĐCĐK trên TBX số 3 và số 4 đầu máy D19E với khe hở giới

hạn = 1,0 mm và độ gia tăng khe hở giới hạn = 0,7 mm.

124

Hình 4c. Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50% và 90% theo khe hở gối đỡ ĐCĐK trên TBX số 5 và số 6 đầu máy D19E với khe hở giới

hạn = 1,0 mm và độ gia tăng khe hở giới hạn = 0,7 mm.

Hình 4d. Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50%, 75%, 80%, 85% và 90% bằng trình đơn công cụ theo khe hở gối đỡ ĐCĐK đầu máy D19E

tổng hợp cho cả 6 trục với khe hở giới hạn = 1,0 mm và độ gia tăng

khe hở giới hạn = 0,7 mm.

3.3. Tổng hợp kết quả tính toán hạn làm việc gamma phần trăm theo hao mòn

gối đỡ ĐCĐK

Từ các tính toán trong mục 3.1 và 3.2 tiến hành tổng hợp kết quả tính toán

thời hạn làm việc gamma phần trăm theo hao mòn gối đỡ ĐCĐK đầu máy D19E thể

hiện trong bảng 3.

125

Bảng 3. Tổng hợp kết quả tính toán thời hạn làm việc gamma

phần trăm theo hao mòn gối đỡ ĐCĐK đầu máy D19E

T1

T2

T3

T4

T5

T6

TH

Kỳ vọng cường độ hao mòn,

0,104

0,100

0,101

0,097

0,105

0,102

mm/105 km

Khe hở giới hạn và

= 0,5 và

= 0,2

độ gia tăng khe hở, mm

Thời hạn làm việc

, km 191.410 199.550 197.590 206.610 191.030 190.450 195.210

Thời hạn làm việc

, km

150.740

Thời hạn làm việc

, km

142.680

Thời hạn làm việc

, km

134.320

Thời hạn làm việc

, km 121.710 123.750 122.870 128.780 122.710 121.670 125.090

Khe hở giới hạn và

= 0,45

Thông số

độ gia tăng khe hở, mm

Thời hạn làm việc

, km 430.660 480.990 444.570 464.880 423.820 428.500 439.240

Thời hạn làm việc

, km

339.160

Thời hạn làm việc

, km

321.040

Thời hạn làm việc

, km

302.220

Thời hạn làm việc

, km 273.850 278.430 276.460 289.760 276.090 273.760 281.450

Khe hở giới hạn và

= 0,75 và

= 0,7

độ gia tăng khe hở, mm

Thời hạn làm việc

, km 669.920 698.430 691.550 723.150 668.600 666.560 683.250

Thời hạn làm việc

, km

527.590

Thời hạn làm việc

, km

499.400

Thời hạn làm việc

, km

470.110

Thời hạn làm việc

, km 425.990 433.120 430.050 450.730 429.470 425.850 437.810

= 1,0 và

126

PHỤ LỤC 6

KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH THỜI HẠN LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN KÉO

ĐẦU MÁY D19E THEO HAO MÒN CỔ GÓP

127

1. Số liệu tính toán

Số liệu thống kê hao mòn cổ góp ĐCĐK đầu máy D19E vận dụng tại xí

nghiệp đầu máy Sài Gòn trong khoảng thời gian từ 2013 đến 2017 thể hiện trong

bảng 1.

Bảng 1. Số liệu thống kê hao mòn cổ góp ĐCĐK đầu máy D19E

vận dụng tại xí nghiệp đầu máy Sài Gòn

Hao mòn cổ góp ĐCĐK, mm TT km chạy

800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 Trục 1 0,97 0,82 0,5 0,27 0,61 0,1 1,09 0,4 1,16 0,22 0,51 0,47 0,57 0,45 0,5 0,19 0,15 0,38 0,39 0,17 0,19 0,42 0,87 0,06 0,16 0,56 0,49 0,69 0,23 0,25 Trục 2 0,94 0,85 0,49 0,28 0,60 0,09 1,09 0,38 1,15 0,25 0,51 0,39 0,55 0,45 0,43 0,23 0,16 0,37 0,40 0,17 0,18 0,43 0,87 0,08 0,15 0,54 0,50 0,54 0,23 0,24 Trục 3 0,92 0,85 0,49 0,27 0,60 0,08 1,08 0,38 1,14 0,23 0,51 0,49 0,57 0,46 0,48 0,21 0,16 0,37 0,38 0,16 0,18 0,42 0,88 0,07 0,15 0,50 0,49 0,52 0,23 0,25 Trục 4 0,74 0,64 0,47 0,24 0,59 0,10 1,09 0,35 1,08 0,18 0,50 0,42 0,55 0,45 0,55 0,21 0,20 0,36 0,40 0,15 0,11 0,40 0,87 0,23 0,20 0,46 0,41 0,33 0,20 0,24 Trục 5 0,73 0,60 0,47 0,25 0,58 0,09 1,09 0,35 1,10 0,17 0,49 0,45 0,55 0,44 0,55 0,25 0,19 0,36 0,40 0,16 0,07 0,40 0,87 0,25 0,19 0,40 0,42 0,41 0,20 0,25 Trục 6 0,72 0,65 0,47 0,24 0,60 0,08 1,07 0,34 1,09 0,15 0,48 0,43 0,58 0,44 0,53 0,24 0,19 0,36 0,39 0,15 0,06 0,42 0,87 0,26 0,13 0,42 0,40 0,47 0,21 0,25 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Số liệu thống kê về cường độ hao mòn cổ góp ĐCĐK đầu máy D19E vận

dụng tại xí nghiệp đầu máy Sài Gòn thể hiện trên hình 2.

128

Bảng 2. Số liệu thống kê về cường độ hao mòn cổ góp ĐCĐK đầu máy D19E

vận dụng tại xí nghiệp đầu máy Sài Gòn

Cường độ hao mòn cổ góp ĐCĐK, mm/105 km STT km chạy

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 800000 Trục 1 0,121 0,103 0,063 0,034 0,076 0,013 0,136 0,050 0,145 0,028 0,064 0,059 0,071 0,056 0,063 0,024 0,019 0,048 0,049 0,021 0,024 0,053 0,109 0,008 0,020 0,070 0,061 0,086 0,029 0,031 Trục 2 0,118 0,106 0,061 0,035 0,075 0,011 0,136 0,048 0,144 0,031 0,064 0,049 0,069 0,056 0,054 0,029 0,020 0,046 0,050 0,021 0,023 0,054 0,109 0,010 0,019 0,068 0,063 0,068 0,029 0,030 Trục3 0,115 0,106 0,061 0,034 0,075 0,010 0,135 0,048 0,143 0,029 0,064 0,061 0,071 0,058 0,060 0,026 0,020 0,046 0,048 0,020 0,023 0,053 0,110 0,009 0,019 0,063 0,061 0,065 0,029 0,031 Trục 4 0,093 0,080 0,059 0,030 0,074 0,013 0,136 0,044 0,135 0,023 0,063 0,053 0,069 0,056 0,069 0,026 0,025 0,045 0,050 0,019 0,014 0,050 0,109 0,029 0,025 0,058 0,051 0,041 0,025 0,030 Trục 5 0,091 0,075 0,059 0,031 0,073 0,011 0,136 0,044 0,138 0,021 0,061 0,056 0,069 0,055 0,069 0,031 0,024 0,045 0,050 0,020 0,009 0,050 0,109 0,031 0,024 0,050 0,053 0,051 0,025 0,031 Trục 6 0,090 0,081 0,059 0,030 0,075 0,010 0,134 0,043 0,136 0,019 0,060 0,054 0,073 0,055 0,066 0,030 0,024 0,045 0,049 0,019 0,008 0,053 0,109 0,033 0,016 0,053 0,050 0,059 0,026 0,031

2. Xác định các đặc trưng hao mòn

Các giao diện xác định hàm mật độ và giá trị kỳ vọng cường độ hao mòn cổ

góp ĐCĐK đầu máy D19E của các trục BX từ số 1 đến số 6 và tổng hợp cho cả 6

trục được thể hiện trên các hình 1a 1g.

Các giá trị kỳ vọng cường độ hao mòn cổ góp ĐCĐK đầu máy D19E được

tổng hợp và thể hiện trên hình 2a 2b.

129

Hình 1a. Hàm mật độ cường độ hao mòn cổ góp ĐCĐK trục BX số 1 Hình 1b. Hàm mật độ cường độ hao mòn cổ góp ĐCĐK trục BX số 2

Hình 1c. Hàm mật độ cường độ hao mòn cổ góp ĐCĐK trục BX số 3 Hình 1d. Hàm mật độ cường độ hao mòn cổ góp ĐCĐK trục BX số 4

Hình 1e. Hàm mật độ cường độ hao mòn cổ góp ĐCĐK trục BX số 5 Hình 1f. Hàm mật độ cường độ hao mòn cổ góp ĐCĐK trục BX số 6

Hình 1g. Hàm mật độ cường độ hao mòn cổ góp ĐCĐK TH cho cả 6 trục

130

Gauss a = 0,057 = 0,036 p = 0,003 1

Gauss a = 0,055 = 0,035 p = 0,002 2

Gauss a = 0,056 = 0,035 p = 0,001 3

Gauss a = 0,052 = 0,030 p = 0,001 4

Gauss a = 0,053 = 0,030 p = 0,009 5

Gauss a = 0,054 = 0,030 p = 0,032 6

TH

Gauss a = 0,055 = 0,034 p = 8,5.10-11 Hình 2a. Tổng hợp kết quả xử lý cường độ hao mòn cổ góp ĐCĐK đầu máy D19E tại

Xí nghiệp đầu máy Sài Gòn (mm/105 km)

131

0.065

0.064

0.063

0.062

0.061

0.060

0.059

0.058 0,057

0.057 0,056

0.056 0,055

0.055 0,054

0.054 0,053

0.053 0,052

0.052

0.051

0.050 …

0 T1

T2

T3

T4

T5

T6

Hình 2b. Biểu đồ phân bố giá trị kỳ vọng toán cường độ hao mòn cổ góp ĐCĐK

đầu máy D19E tại Xí nghiệp đầu máy Sài Gòn (mm/105 km)

3. Xác định thời hạn làm việc của động cơ điện kéo đầu máy D19E theo hao

mòn cổ góp

Theo Quy trình sửa chữa do Tổng Công ty Đường sắt Việt Nam ban hành,

đối với đầu máy D19E [24], [25]:

- Độ sâu mài mòn lớn nhất cho phép của cổ góp ĐCĐK ở cấp sửa chữa là

= 0,3 mm.

- Độ sâu mài mòn lớn nhất cho phép của cổ góp ĐCĐK ở cấp sửa chữa là

= 0,5 mm.

- Độ sâu mài mòn lớn nhất cho phép của cổ góp ĐCĐK ở hạn độ loại bỏ là

= 3,5 mm.

3.1. Xác định thời hạn làm việc của động cơ điện kéo đầu máy D19E theo hao

mòn cổ góp ở cấp

Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50% và 90% bằng

trình đơn công cụ theo hao mòn cổ góp ĐCĐK trên các TBX từ số 1 đến số 6 đầu

máy D19E và tổng hợp cho cả 6 trục với độ mòn giới hạn = 0,5 mm thể hiện

trên các hình 3a 3d.

132

Hình 3a. Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50% và 90%

theo hao mòn cổ góp ĐCĐK trên TBX số 1 và số 2 đầu máy D19E

với độ mòn giới hạn = 0,5 mm

Hình 3b. Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50%

và 90% theo hao mòn cổ góp ĐCĐK trên TBX số 3 và số 4 đầu máy D19E

với độ mòn giới hạn = 0,5 mm

Hình 3c. Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50% và 90% theo hao mòn cổ góp ĐCĐK trên TBX số 5 và số 6 đầu máy D19E

với độ mòn giới hạn = 0,5 mm

133

Hình 3d. Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50%, 75%, 80%,

85% và 90% bằng trình đơn công cụ theo hao mòn cổ góp ĐCĐK đầu máy D19E

tổng hợp cho cả 6 trục với độ mòn giới hạn = 0,5 mm.

3.2. Xác định thời hạn làm việc của động cơ điện kéo đầu máy D19E theo hao

mòn cổ góp ở hạn độ loại bỏ

Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50% và 90% theo hao

mòn cổ góp ĐCĐK trên các TBX từ số 1 đến số 6 đầu máy D19E và tổng hợp cho

cả 6 với với lượng dự trữ hao mòn = 3,5 mm thể hiện trên hình 4a 4d.

Hình 4a. Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50% và 90%

theo hao mòn cổ góp ĐCĐK của TBX số 1 và số 2 đầu máy D19E

với lượng dự trữ hao mòn = 3,5 mm

134

Hình 4b. Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50% và 90% theo hao mòn cổ góp ĐCĐK của TBX số 3 và số 4 đầu máy D19E

với lượng dự trữ hao mòn = 3,5 mm

Hình 4c. Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50% và 90% theo hao mòn cổ góp ĐCĐK của TBX số 5 và số 6 đầu máy D19E

với lượng dự trữ hao mòn = 3,5 mm

Hình 4d. Giao diện xác định thời hạn làm việc (tuổi thọ) gamma 50%, 75%, 80%,

85% và 90% bằng trình đơn công cụ theo hao mòn cổ góp ĐCĐK đầu máy D19E

tổng hợp cho cả 6 trục với lượng dự trữ hao mòn = 3,5 mm

135

3.3. Tổng hợp kết quả tính toán hạn làm việc gamma phần trăm theo hao mòn cổ

góp ĐCĐK đầu máy D19E

Từ các tính toán trong các mục 3.1 và 3.2 tiến hành tổng hợp kết quả tính

toán thời hạn làm việc gamma phần trăm theo hao mòn cổ góp ĐCĐK đầu máy

D19E và cho trong bảng 3.

Bảng 3. Kết quả tổng hợp tính toán hạn làm việc gamma phần trăm

theo hao mòn cổ góp ĐCĐK đầu máy D19E

T1 0,057

T2 0,055

T3 0,056

T4 0,052

T5 0,053

T6 0,054

TH 0,055

Thông số Kỳ vọng cường độ hao mòn, mm/105 km Độ mòn giới hạn

= 0,5 mm

Thời hạn làm việc

881.360 902.630 894.250 963.590 935.840 921.630 904.840

, km

Thời hạn làm việc

641.420

, km

Thời hạn làm việc

598.270

, km

Thời hạn làm việc

554.760

, km

Thời hạn làm việc

487.600 501.690 499.330 552.207 546.440 540.320 508.250

, km

Độ mòn giới hạn

= 3,5 mm

Thời hạn làm việc

6.169.650

6.318.530

6.260.540

6.744.240

6.550.060

6.451.520

6.333.880

, km

Thời hạn làm việc

4.489.960

, km

Thời hạn làm việc

4.187.860

, km

Thời hạn làm việc

3.883.300

, km

Thời hạn làm việc

3.413.230

3.511.800

3.495.290

3.864.470

3.825.080

3.782.260

3.557.760

, km

136

PHỤ LỤC 7

TỔNG HỢP KẾT QUẢ TÍNH TOÁN THỜI HẠN LÀM VIỆC

GAMMA PHẦN TRĂM VÀ CHU KỲ SỬA CHỮA TỐI ƯU

CỦA CÁC CHI TIẾT BỘ PHẬN CHẠY ĐẦU MÁY D19E

SỬ DỤNG TẠI XÍ NGHIỆP ĐẦU MÁY SÀI GÒN

137

Kết quả tổng hợp tính toán thời hạn làm việc gamma phần trăm của các chi

tiết bộ phận chạy đầu máy D19E vận dụng tại xí nghiệp đầu máy Sài Gòn thể hiện

trong bảng 1.

Bảng 1. Kết quả tổng hợp tính toán thời hạn làm việc gamma

phần trăm của các chi tiết bộ phận chạy đầu máy D19E

sử dụng tại Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn

Gối đỡ Cổ góp Thông số MLBX GBX ĐCĐK ĐCĐK

= 0,75 Độ mòn giới hạn, mm = 7,0 = 12 = 0,5

= 0,45

Thời hạn làm việc , km 186.140 446.900 439.240 904.840

Thời hạn làm việc , km 152.500 328.310 339.160 641.420

Thời hạn làm việc , km 145.960 308.050 321.040 598.270

Thời hạn làm việc , km 139.010 287.390 302.220 554.760

= 1,0

Thời hạn làm việc , km 131.160 265.020 281.450 508.250

= 0,7

Độ mòn giới hạn, mm - = 70 = 3,5

Thời hạn làm việc , km 1.861.350 683.250 6.333.880 -

Thời hạn làm việc , km 1.524.960 527.590 4.489.960 -

Thời hạn làm việc , km 1.429.590 499.400 4.187.860 -

Thời hạn làm việc , km 1.390.140 470.10 3.883.300 -

Thời hạn làm việc , km 1.311.610 437.810 3.557.760 -

138

Tổng hợp kết quả tính toán chu kỳ sửa chữa tối ưu các chi tiết bộ phận chạy

đầu máy D19E theo chi phí sửa chữa tối thiểu với các thời hạn làm việc gamma

phần trăm khác nhau được cho trong bảng 2.

Bảng 2. Tổng hợp kết quả tính toán chu kỳ sửa chữa tối ưu các chi tiết

bộ phận chạy đầu máy D19E theo chi phí sửa chữa tối thiểu

Các thông số

Tiện cổ góp ĐCĐK khi độ mòn đạt 0,5 mm

Thay bánh xe khi độ mòn đạt 70 mm

Thay thế bạc gối đỡ ĐCĐK khi khe hở đạt 1,0 mm và độ gia tăng khe hở đạt 0,7 mm

Tiện MLBX khi độ mòn đạt 7,0 mm 186,614

683,25

904,84

1.861,35

Thay rô to ĐCĐK khi độ mòn cổ góp đạt 3,5 mm 6.333,880

L1=155

L2=620

L3=620

L4=1.860

L5=5.580

0,90561

Thời hạn làm việc 103 km Chu kỳ sửa chữa tối ưu, 103 km Chi phí đơn vị tổng cộng nhỏ nhất, 103 VNĐ/km

152,50

527,59

641,42

1.459,60

4.489,96

L1=124

L2=496

L3=496

L4=1.488

L5=4.464

1,1358

145,96

499,40

4.187,86

598,27

1.459,6 0

L1=116

L2=464

L3=464

L4=1.392

L5=4.176

1,2141

139,01

470,11

1.390,14

3.883,33

554,76

L1=107

L2=428

L3=428

L4=1.284

L5=3.582

1,3162

131,16

437,81

1.311,61

3.557,76

508,25

L1=131

L2=393

L3=393

L4=1.179

L5=3.537

1,4163

Thời hạn làm việc 103 km Chu kỳ sửa chữa tối ưu, 103 km Chi phí đơn vị tổng cộng nhỏ nhất, 103 VNĐ/km Thời hạn làm việc 103 km Chu kỳ sửa chữa tối ưu, 103 km Chi phí đơn vị tổng cộng nhỏ nhất, 103 VNĐ/km Thời hạn làm việc 103 km Chu kỳ sửa chữa tối ưu, 103 km Chi phí nhỏ nhất, 103 VNĐ/km Thời hạn làm việc 103 km Chu kỳ sửa chữa tối ưu, 103 km Chi phí đơn vị tổng cộng nhỏ nhất, 103 VNĐ/km

với các thời hạn làm việc gamma phần trăm khác nhau