khảo sát và xác định chu kỳ sửa chữa tối ưu một số cụm chi tiết trên đầu máy d19e vận dụng tại xí nghiệp đầu máy sài gòn trên cơ sở hư hỏng không tham số và chi phí sửa chữa gs.ts Đỗ Đứ
Trang 1khảo sát và xác định chu kỳ sửa chữa tối ưu một số cụm chi tiết trên đầu máy d19e vận dụng tại xí nghiệp đầu máy sài gòn trên cơ sở hư hỏng không tham số và chi phí sửa chữa
gs.ts Đỗ Đức tuấn
Bộ môn Đầu máy – Toa xe Trường Đại Giao thông Vận tải
Tóm tắt: Từ cơ sở lý thuyết tối ưu hoá chu kỳ sửa chữa vμ các chương trình tính toán mối
quan hệ giữa thông số dòng hỏng của các hư hỏng đột xuất với thời gian lμm việc ω(l) vμ mối quan hệ giữa số lần sửa chữa đơn vị tổng cộng quy đổi theo thời gian lμm việc S(L) [1] đã tiến hμnh khảo sát vμ xác định có tính thăm dò chu kỳ sửa chữa tối ưu cho một số hệ thống vμ chi tiết trên đầu máy D19E đang vận dụng tại Xí nghiệp đầu máy Sμi Gòn có xét tới các hư hỏng không tham số (hư hỏng đột xuất) vμ các chi phí cho bảo dưỡng sửa chữa trong kế hoạch vμ ngoμi kế hoạch.
Summary: From optimizing theoretical fundamentals for repaired period of details and
calculated program a relationship between random failures with working time ω(l) and relationship between the number of ultimate repaired units changed to working time S(L) [l], which is used to investigate and determine the best repaired period for details and units in D19E locomotives at Saigon Locomotive Enterprise, when considered non - parameter failure (random failures) and repaired cost in and out of plan.
CT 2
i Đặt vấn đề
Tối ưu hoá chu kỳ sửa chữa các chi tiết hoặc các cụm chi tiết chính nói riêng và hệ thống chu kỳ sửa chữa của đầu máy nói chung là công việc phức tạp, đòi hỏi phải có quá trình theo dõi, thu thập và xử lý thông tin một cách có hệ thống, lâu dài và liên tục Nội dung trong [1] và dưới đây là những bước đi ban đầu, để từ đó có những nghiên cứu đầy đủ và sâu sắc hơn nhằm hoàn thiện phương pháp tối ưu hoá chu kỳ sửa chữa các cụm chi tiết chính nói riêng và hệ thống chu kỳ bảo dưỡng sửa chữa đầu máy nói chung trong điều kiện Việt Nam
Từ cơ sở lý thuyết tối ưu hoá chu kỳ sửa chữa và các chương trình tính toán mối quan hệ
giữa số lần sửa chữa đơn vị tổng cộng quy đổi theo thời gian làm việc S(L) đã thiết lập [1] đã tiến hành khảo sát và xác định có tính thăm dò chu kỳ sửa chữa tối ưu cho một số hệ thống và chi tiết trên đầu máy D19E đang vận dụng tại Xí nghiệp đầu máy Sài Gòn có xét tới các hư hỏng không tham số (hư hỏng đột xuất) và các chi phí cho bảo dưỡng sửa chữa trong kế hoạch và ngoài kế hoạch
()l ω
Trang 2II Thu thập vμ xử lý số liệu thống kê về các hư hỏng đột xuất của các hệ
thống vμ chi tiết trên đầu máy D19E vận dụng tại Xí nghiệp đầu máy Sμi Gòn
2.1 Thu thập số liệu
Để tiến hành các tính toán và phân tích so sánh các chỉ tiêu thông số dòng hỏng theo thời
gian làm việc đã tiến hành thống kê về các hư hỏng của các trang thiết bị và các quãng đường
chạy giữa các lần sửa chữa của các đầu máy D19E vận dụng tại Xí nghiệp đầu máy Sài Gòn
trên tuyến đường sắt phía Nam kể từ khi bắt đầu vận dụng năm 2002 đến tháng 7 năm 2006
Kết quả khảo sát cho thấy, các hư hỏng gây ra sự thay thế ngoài kế hoạch xảy ra đối với
các chi tiết và bộ phận thuộc 4 hệ thống:
1 Hệ thống động cơ diezel (34 hư hỏng);
2 Hệ thống Gầm (44 hư hỏng);
3 Hệ thống Hãm (50 hư hỏng);
4 Hệ thống điện động lực (24 hư hỏng);
5 Hệ thống điện điều khiển (81 hư hỏng)
Ngoài ra trong các hệ thống nói trên còn nhận thấy có hai loại chi tiết có số lần hỏng nhiều
nhất đó là:
- Đồng hồ tốc độ (12 hư hỏng);
- Hộp bánh răng kế (18 hư hỏng)
CT 2
2.2 Xử lý số liệu
Về mặt nguyên tắc, khi thiết lập chu kỳ sửa chữa tối ưu có xét tới các hư hỏng đột xuất và
chi phí sửa chữa, bao gồm chi phí sửa chữa theo kế hoạch, việc xử lý số liệu cần được tiến hành
đối với các chi tiết cùng kiểu loại trên đầu máy Tuy nhiên, đầu máy D19E là loại đầu máy mới
được đưa vào sử dụng tại Xí nghiệp đầu máy Sài Gòn, số lượng hư hỏng đột xuất của một dạng
chi tiết nào đó là chưa đủ lớn, do đó chưa đủ cơ sở để xử lý số liệu và thiết lập chu kỳ sửa chữa
tối ưu cho một dạng chi tiết đó Tuy nhiên, để minh hoạ một cách tổng quát quá trình thiết lập chu
kỳ sửa chữa tối ưu với các chương trình đã được xây dựng, ở đây tiến hành xử lý số liệu các hư
hỏng đột xuất tổng hợp cho cả một hệ thống nào đó Trong các hệ thống đã khảo sát có một cụm
chi tiết là cụm đồng hồ tốc độ là có thể đủ cơ sở cho việc thiết lậo chu kỳ sửa chữa tối ưu
Các số liệu thống kê về hư hỏng đột xuất của các hệ thống và chi tiết trên đầu máy D19E
đã được xử lý bằng hai chương trình đã nêu [1], bao gồm:
- Chương trình xấp xỉ thông số dòng hỏng phân đoạn theo thời gian làm việc ω()l ;
- Chương trình thiết lập mối quan hệ giữa số lượng các lần sửa chữa đơn vị tổng cộng quy
đổi theo thời gian làm việc S(L)
Kết quả xử lý bao gồm mối quan hệ của thông số dòng hỏng với thời gian làm việc của
các hệ thống đã khảo sát được thể hiện trong bảng 1
()l ω Một số kết quả rút gọn được thể hiện trên các hình 1 - 6 và trong bảng 2
Trang 3Bảng 1 Các hμm hồi quy phân đoạn thông số dòng hỏng theo thời gian lμm việc
của các hệ thống vμ chi tiết trên đầu máy D19E
hệ thống
Mối quan hệ của thông số dòng hỏng
với thời gian làm việc
()l 0,000378l 0,094786
()l 0,003728l 0,726526
cơ diezel (Tổng
()l 0,000328l 0,186087
()l 0,000360l 0,026174
()l 0,00509l 2,070445
(Tổng quát) ω ()l
()l 0,000080l 0,066031
()l 0,002294l 0,056043
()l 0,000444l 0,149331
(L = 0 - 400000 km)
()l
ω
()l 0,002313l 0,608958
()l 0,000407l 0,160965
()l 0,001182l 0,254049
()l 0,000506l 0,294446
()l 0,000407l 0,160965
()l 0,004876l 1,415216
(L = 0 - 400000 km)
()l
ω
()l 0,001997l 0,809007
()l 0,000156l 0,146291
()l 0,001104l 0,288498
(L = 0 - 350000 km)
()l
ω
()l 0,001959l 0,477262
()l 0,000017l 0,048286
()l 0,002437l 1,15275
động lực (Tổng
()l 0,000219l 0,109063
CT 2
Trang 4()l 0,000184l 0,053493
()l 0,000911l 0,083490
động lực
(L = 0 - 400000
km)
()l
ω
()l 0,000240l 0,117999
()l 0,001388l 0,034082
()l 0,002833l 0,772751
điều khiển
()l 0,000030l 0,142006
()l 0,001329l 0,042308
()l 0,003173l 0,830311
điều khiển
(L = 0 - 400000
km)
()l
ω
()l 0,001563l 0,353759
()l 0,000312l 0,108863
()l 0,003152l 0,150898
điều khiển
(L = 0 - 300000
km)
()l
ω
()l 0,002370l 0,677345
()l 0,000174l 0,00242
()l 0,000086l 0,036488
(L = 0 - 400000
km)
()l
ω
()l 0,000086l 0,010679
()l 0,000211l 0,004050
()l 0,002830l 1,212332
khế
(Tổng quát)
()l
ω
()l 0,0002l 0,075329
CT 2
Trang 5()l 0,003288l 0,081169
()l 0,001032l 0,134812
khế (L = 0 - 400000 km)
()l
ω
()l 0,000539l 0,100842
CT 2
Hình 1 Mối quan hệ của thông số dòng hỏng ω(l)vμ số l−ợng các lần sửa chữa
đơn vị tổng cộng quy đổi theo thời gian lμm việc S(L) của hệ thống Gầm đầu máy D19E
(L = 0 - 400000 km)
Hình 2 Mối quan hệ của số thông số dòng hỏng ω(l)vμ l−ợng các lần sửa chữa
đơn vị tổng cộng quy đổi theo thời gian lμm việc S(L) của hệ thống Hãm đầu máy
D19E (L=0-350 000 km)
Trang 6CT 2
Hình 3 Mối quan hệ của thông số dòng hỏng ω(l)vμ số l−ợng các lần sửa chữa đơn
vị tổng cộng quy đổi theo thời gian lμm việc S(L) của hệ thống Điện điều khiển đầu máy
D19E (L=0-400 000 km)
Hình 4 Mối quan hệ của thông số dòng hỏng ω(l) vμ số l−ợng các lần sửa
chữa đơn vị tổng cộng quy đổi theo thời gian lμm việc S(L) của đồng hồ tốc độ
đầu máy D19E (L=0-400 000 km)
Trang 7Hình 5 Mối quan hệ của thông số dòng hỏng ω(l)vμ số l−ợng các lần sửa chữa đơn vị tổng cộng quy đổi theo thời gian lμm việc S(L) của đồng hồ tốc độ đầu máy D19E
(L = 0 - 400000 km)
CT 2
Hình 6 Mối quan hệ của thông số dòng hỏng ω(l)vμ số l−ợng các lần sửa chữa
đơn vị tổng cộng quy đổi theo thời gian lμm việc S(L) của hộp bánh răng khế đầu
máy D19E (tổng quát)
Trang 8Bảng 2 Chu kỳ sửa chữa tối −u của các bộ phận trên đầu máy D19E với các giá trị khác nhau của k
Các giá trị tối −u, 10 3 km, với k bằng
TT H− hỏng của hệ thống Thông
số
1 Hệ thống Gầm (L = 0 - 400 km)
0
L 290,427 289,234 289,084 289,035 -
2 Hệ thống Hãm (L = 0 - 350 km)
0
L 296,403 295,022 294,849 294,791 -
3 Hệ thống Điện động lực (Tổng
L 690,196 684,882 684,215 683,993 -
4 Hệ thống Điện điều khiển
(L = 0 - 400 km) L0 393,101 391,796 391,633 391,579 -
5 Đồng hồ tốc độ
(L = 0 - 400 km) L0 326,317 296,442 292,403 291,165 290,499
6 Hộp bánh răng khế (Tổng quát)
0
L 560,061 552,873 551,968 551,666 551,515
7 Hộp bánh răng khế
(L = 0 - 400000 km) L0 221,913 215,139 214,275 213,986 213,842
2.3 Phân tích kết quả
Các kết quả nhận đ−ợc cho thấy:
CT 2
Mối quan hệ của thông số dòng hỏng với thời gian làm việc ω(l) của:
1- Hệ thống động cơ đầu (Tổng quát);
2- Hệ thống Gầm (Tổng quát)
3- Hệ thống Hãm (Tổng quát)
4- Hệ thống Hãm (L = 0 - 400000 km)
5- Hệ thống Điện động lực (L = 0 - 400000 km)
6- Hệ thống Điện điều khiển (Tổng quát)
7- Hệ thống Điện điều khiển (L = 0 - 300000 km)
Có dạng nh− nhóm 2 [1], do đó các hàm S(L) đều mang giá trị âm, tức là việc thiết lập chu
kỳ sửa chữa tối −u là không có nghĩa
Mối quan hệ của thông số dòng hỏng với thời gian làm việc ω(l) của:
1- Hệ thống Gầm (L = 0 - 400000 km)
2- Hệ thống Hãm (L = 0 - 350000 km)
3- Hệ thống Điện động lực (Tổng quát)
Trang 94- Hệ thống Điện điều khiển (L = 0 - 400000 km) 5- Đồng hồ tốc độ (L = 0 - 400000 km)
6- Hộp bánh răng khế (Tống quát) 7- Hộp bánh răng khế (L = 0 - 400000 km)
Có dạng như nhóm 3 [1], do đó các hàm S(L) đều mang giá trị dương, tức là việc thiết lập chu kỳ sửa chữa tối ưu là có nghĩa
Đối với các hệ thống và chi tiết có dạng như nhóm 3, như kết quả trong bảng 2 thấy rằng, các hệ thống Gầm (L = 0 - 400000 km), Hãm (L = 0 - 350000 km), Điện động lực (Tổng quát),
Điện điều khiển (L = 0 - 400000 km) và Hộp bánh răng khế khi giá trị của k tăng lên thì quãng
đường chạy tối ưu giữa các lần sửa chữa có giảm xuống nhưng mức độ giảm không đáng kể
Còn với cụm chi tiết đồng hồ tốc độ thì mức độ giảm là đáng kể
Trong khi đó, đối với cụm đồng hồ tốc độ các mối quan hệ của số lượng các lần sửa chữa
đơn vị tổng cộng quy đổi S(L) ở các tương quan khác nhau của các chi phí cho việc thực hiện
các sửa chữa kế hoạch và ngoài kế hoạch (hình 4 - 5, bảng 2), cho thấy khi K = 1 thì S(L) có giá
trị tối thiểu, mà nó tương ứng với quãng đường chạy tối ưu giữa các lần sửa chữa
L0 = 326317 km Sự tăng K dẫn đến giảm đáng kể L0 Chẳng hạn, L0 = 296442 km khi K = 5,
còn khi K = 10 quãng đường chạy L0 = 292403 km và khi K = 20 thì L0 = 290499 km
Như vậy, trong quá trình tính toán thăm dò với các hệ thống đã nêu trên đầu máy D19E
đang vận dụng tại Xí nghiệp đầu máy Sài Gòn, thấy rằng không phải tất cả các cụm chi tiết đã
khảo sát đều có thể thiết lập chu kỳ sửa chữa tối ưu Trong các hệ thông đã nêu chỉ có cụm
đồng hồ tốc độ là có xu hướng tuân theo các tính chất của lý thuyết tối ưu hoá và nó có thể được
nghiên cứu để thiết lập chu kỳ sửa chữa tối ưu
CT 2
III Kết luận
Kết quả tính toán bước đầu cho thấy, đối với các loại chi tiết có hư hỏng không tham số (hư
hỏng đột xuất) có cường độ thông số dòng hỏng gia tăng ở cuối thời kỳ quan trắc thì cần thiết
lập chu kỳ sửa chữa có kế hoạch nhằm đảm bảo trạng thái kỹ thuật và độ tin cậy cho chúng
trong thời kỳ vận dụng tiếp theo
Đây là lần đầu tiên các nghiên cứu được đề xuất đối với ngành ĐSVN, trong thời gian tới cần tiếp tục theo dõi, khảo sát đối với đầu máy D19E nhằm đưa ra các kiến nghị hợp lý cho việc
hiệu chỉnh hệ thống chu kỳ của nó cho phù hợp với điều kiện vận dụng tại Xí nghiệp đầu máy
Sài Gòn nói riêng cũng như đối với điều kiện Việt Nam nói chung
Tài liệu tham khảo
[1] Đỗ Đức Tuấn Cơ sở tối ưu hoá chu kỳ sửa chữa các chi tiết và cụm chi tiết trên đầu máy có xét tới hư
