Báo cáo khoa học: "XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG HAO MÒN MẶT LĂN VÀ LỢI BÁNH XE ĐẦU MÁY D20E VẬN DỤNG TẠI XÍ NGHIỆP ĐẦU MÁY ĐÀ NẴNG" potx

THU THẬP VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU THỐNG KÊ VỀ HAO MÒN Trong thời gian hơn hai năm vận dụng, đã thống kê được số liệu hao mòn bánh xe của tất cả 16 đầu máy, bao gồm số liệu hao mòn tổng hợp của

XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG HAO MÒN MẶT LĂN

VÀ LỢI BÁNH XE ĐẦU MÁY D20E VẬN DỤNG

TẠI XÍ NGHIỆP ĐẦU MÁY ĐÀ NẴNG

GS TS ĐỖ ĐỨC TUẤN

Bộ môn Đầu máy – Toa xe

Khoa Cơ khí Trường Đại học Giao thông Vận tải

HVCH, KS NGUYỄN TRỌNG NGHĨA Tổng Công ty Đường sắt Việt Nam

Tóm tắt: Đầu máy D20E được nhập từ Cộng hoà Liên bang Đức và được sử dụng tại Xí

nghiệp đầu máy Đà Nẵng từ năm 2007 Trên cơ sở các thông tin thu nhận được về hao mòn

mặt lăn và lợi bánh xe của loại đầu máy này trong hơn hai năm sử dụng (2007-2009), đã tiến

hành xử lý số liệu thống kê, xác định và phân tích các đặc trưng hao mòn của mặt lăn và lợi

bánh xe đầu máy Các kết quả nhận được là cơ sở cho việc xác định thời hạn làm việc của bộ

trục bánh xe theo hao mòn mặt lăn và lợi bánh

Summary: D20E Locomotives imported from Germany and have been being used at

Danang locomotive enterprise On the grounds of information received about the wear of

rolling surface and rim of the wheels of those locomotives during two years of operation (2007

– 2009), statistics data has been processed to determine and analyse wear characteristic of

rolling surface and rim of wheel – axle assembly The results are foundations for the

determining working life of wheel – axle assembly according to the wear of rolling surface

and wheel rim

CT 2

I ĐẶT VẤN ĐỀ

Đầu máy D20E công suất 2000 mã lực, truyền động điện xoay chiều-xoay chiều (AC -

AC), hai giá chuyển hướng, mỗi giá chuyển hướng 3 trục, tốc độ tối đa 120 km/h, do Cộng hoà

Liên bang Đức chế tạo, được nhập vào việt Nam từ tháng 12 năm 2006 với số lượng 16 chiếc

Hiện nay đầu máy D20E do Xí nghiệp đầu máy Đà Nẵng quản lý, được sử dụng kéo tàu

khách và tàu hàng trên các khu đoạn Đà Nẵng - Đồng Hới và Đã Nẵng - Diêu Trì Đây các khu

đoạn khó khăn nhất trên tuyến đường sắt Hà Nội - Tp Hồ Chí Minh, vì vậy việc khảo sát quá

trình hao mòn của bánh xe bao gồm mặt lăn và lợi bánh là mối quan tâm đặc biệt của người sử

dụng

Từ các thông tin thu nhận được về hao mòn mặt lăn và lợi bánh xe của loại đầu máy này

trong hơn hai năm sử dụng (2007 - 2009), đã tiến hành xử lý số liệu thống kê, xác định và phân

tích các đặc trưng hao mòn của mặt lăn và lợi bánh xe đầu máy Các kết quả nhận được là cơ sở

cho việc xác định thời hạn làm việc của bộ trục bánh xe theo hao mòn mặt lăn và gờ bánh xe

II THU THẬP VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU THỐNG KÊ VỀ HAO MÒN

Trong thời gian hơn hai năm vận dụng, đã thống kê được số liệu hao mòn bánh xe của tất

cả 16 đầu máy, bao gồm số liệu hao mòn tổng hợp của mặt lăn, số liệu hao mòn lợi bánh của tất

cả các bánh xe trên các trục, trong đó phân biệt các bánh xe phía tài xế và phía phụ tài xế (bên phải và bên trái)

Đã tiến hành xử lý số liệu, xác định các đặc trưng hao mòn, trong đó có kỳ vọng toán cường độ hao mòn mặt lăn tổng hợp; cường độ hao mòn lợi bánh một cách riêng biệt cho từng trục bánh xe, cho cả 2 phía bên phải (phía tài xế) và bên trái (phía phụ tài xế); tổng hợp cho từng trục bánh, tổng hợp riêng biệt cho các trục 1 - 2; các trục 3 - 4; các trục 5 - 6 và tổng hợp cho tất

cả các trục bánh

Việc xử lý số liệu thống kê về cường độ hao mòn đuợc tiến hành bằng phần mềm chuyên dùng [1]

2.1 Hao mòn mặt lăn bánh xe

Kết quả xử lý cho thấy cường độ hao mòn tổng hợp mặt lăn bánh xe đầu máy D20E vận dụng tại Xí nghiệp đầu máy Đà Nẵng tuân theo quy luật phân bố Lôgarit chuẩn và Maxoen với các thông số sau đây:

n = 16;

a = 2,4028 mm/105 km;

2

σ = 0,5414 mm2/1010 km2;

CT 2

σ = 0,7358 mm

Đồ thị hàm mật độ cường độ hao mòn tổng hợp mặt lăn bánh xe đầu máy D20E tại Xí nghiệp đầu máy Đà Nẵng được thể hiện trên hình 1

Hình 1 Đồ thị hàm mật độ cường độ hao mòn tổng hợp mặt lăn bánh xe

đầu máy D20E tại Xí nghiệp đầu máy Đà Nẵng

2.2 Hao mòn lợi (gờ) bánh xe

Số liệu hao mòn lợi bánh xe đầu máy D20E được xử lý:

- Riêng biệt cho từng lợi bánh xe phía bên trái (bên tài xế) và phía bên phải (bên phụ tài xế);

- Tổng hợp cho các bánh xe trong cùng một trục;

- Tổng hợp cho các bánh xe phía bên phải và phía bên trái;

- Tổng hợp cho các bánh xe trục 1 + 2; trục 3 + 4 và 4 + 5;

- Tổng hợp cho các bánh xe trong cùng một giá chuyển hướng

Cường độ hao mòn lợi bánh xe đầu máy D20E vận dụng tại Xí nghiệp đầu máy Đà Nẵng

tuân theo quy luật phân bố Chuẩn (Gauss)

Các thông số về cường độ hao mòn và đồ thị hàm mật độ cường độ hao mòn lợi bánh xe

đầu máy D20E vận dụng tại Xí nghiệp đầu máy Đà Nẵng tương ứng với các nội dung trên được

thể hiện trên các hình 2 - 10

Hình 2 Đồ thị hàm mật độ cường độ hao mòn lợi bánh xe trục số 1,

tổng hợp của đầu máy D20E tại Xí nghiệp đầu máy Đà Nẵng

CT 2

Hình 3 Đồ thị hàm mật độ cường độ hao mòn lợi bánh xe trục số 2,

tổng hợp của đầu máy D20E tại Xí nghiệp đầu máy Đà Nẵng

Hình 4 Đồ thị hàm mật độ cường độ hao mòn lợi bánh xe trục số 3,

tổng hợp của đầu máy D20E tại Xí nghiệp đầu máy Đà Nẵng

Hình 5 Đồ thị hàm mật độ cường độ hao mòn lợi bánh xe trục số 4,

tổng hợp của đầu máy D20E tại Xí nghiệp đầu máy Đà Nẵng

Hình 6 Đồ thị hàm mật độ cường độ hao mòn lợi bánh xe trục số 5,

tổng hợp của đầu máy D20E tại Xí nghiệp đầu máy Đà Nẵng

CT 2

Hình 7 Đồ thị hàm mật độ cường độ hao mòn lợi bánh xe trục số 6,

tổng hợp của đầu máy D20E tại Xí nghiệp đầu máy Đà Nẵng

Hình 8 Đồ thị hàm mật độ cường độ hao mòn lợi bánh xe của tất cả các trục,

bên trái của đầu máy D20E tại Xí nghiệp đầu máy Đà Nẵng

Hình 9 Đồ thị hàm mật độ cường độ hao mòn lợi bánh xe của tất cả các trục,

bên phải của đầu máy D20E tại Xí nghiệp đầu máy Đà Nẵng

Hình 10 Đồ thị hàm mật độ cường độ hao mòn lợi bánh xe của tất cả các trục,

tổng hợp của đầu máy D20E tại Xí nghiệp đầu máy Đà Nẵng

CT 2

III PHÂN TÍCH KẾT QUẢ XỬ LÝ SỐ LIỆU VỀ CƯỜNG ĐỘ HAO MÒN

Các thông số về cường độ hao mòn lợi bánh xe đầu máy D20E vận dụng tại Xí nghiệp đầu

máy Đà Nẵng đã khảo sát: kỳ vọng toán học (a), sai lệch bình phương trung bình ( ) và xác

suất phù hợp với phân bố Chuẩn (p) được thể hiện trên các hình 11 - 12

σ

a= 2,37 σ = 0,39 0,1 < p < 0,2

1

a= 2,40 σ = 0,36 0,01 < p < 0,02

a= 2,30 σ = 0,37 0,3 < p < 0,5

a= 2,48 σ = 0,33 0,001 < p < 0,01

2

a= 2,49 σ = 0,30 0,3 < p < 0,5

a= 2,49 σ = 0,34 0,05 < p < 0,1

a= 1,94 σ = 0,33 0,5 < p < 0,7

3

a= 2,00 σ = 0,36 0,02 < p < 0,05

a= 1,85 σ = 0,29 0,01 < p < 0,02

a= 1,86 σ = 0,33 0,05 < p < 0,1

4

a= 1,91 σ = 0,32 0,1 < p < 0,2

a= 1,82 σ = 0,33 0,3 < p < 0,5

a= 2,44 σ = 0,34 0,2 < p < 0,3

5

a= 2,51 σ = 0,35 0,1 < p < 0,2

a= 2,40 σ = 0,34 0,3 < p < 0,5

a= 2,50 σ = 0,49 0,02 < p < 0,05

6

a= 2,57 CT 2 σ = 0,49 0,02 < p < 0,05

a= 2,42 σ = 0,36 0,2 < p < 0,3

a= 2,30 σ = 0,46 0,3 < p < 0,5

a= 2,27 σ = 0,48 0,1 < p < 0,2

a= 2,22 σ = 0,47 0,05 < p < 0,1 Hình 11 Tổng hợp kết quả xác định cường độ hao mòn lợi bánh xe đầu máy D20E (mm/10 5 km) tại Xí nghiệp đầu máy Đà Nẵng riêng biệt cho từng trục

a= 2,43 σ = 0,38 0,3 < p < 0,5

1+2 a= 2,43 σ = 0,34 0,3 < p < 0,5

a= 2,46

0,02 < p < 0,05

a= 1,89 σ = 0,36 0,02 < p < 0,05

3+4 a= 1,95 σ = 0,37 0,05 < p < 0,1

a= 1,84 σ= 0,33 0,001 < p < 0,01

a= 2,44 σ = 0,41 0,1 < p < 0,2

5+6 a= 2,53 σ = 0,47 0,01 < p < 0,02

a= 2,43 σ= 0,39 0,2 < p < 0,3

a= 2,30 σ = 0,46 0,3 < p < 0,5

a= 2,27 σ = 0,48 0,1 < p < 0,2 a= 2,22 σ= 0,47 0,05 < p < 0,1

Hình 12 Tổng hợp kết quả xác định cường độ hao mòn lợi bánh xe đầu máy D20E (mm/105km)

tại Xí nghiệp đầu máy Đà Nẵng theo từng nhóm trục

Hao mòn cục bộ của từng bánh xe:

- Cường độ hao mòn lợi bánh xe các trục số 1, 2; các trục số 3, 4; các trục số 5, 6 là tương

đương nhau, chênh lệch nhau không đáng kể;

- Cường độ hao mòn lợi bánh xe các trục số 3, 4 nhỏ hơn cường độ hao mòn lợi bánh xe

các trục số 1, 2 và các trục số 5, 6;

- Lợi bánh xe truc số 6 bên trái có cường độ hao mòn lớn nhất là 2,57 mm/10 5 km; lợi

bánh xe truc số 4 bên phải có cường độ hao mòn nhỏ nhất là 1,82 mm/10 5 km Tỷ số cường

độ hao mòn lớn nhất giữ hai lợi bánh xe này là 1,412 lần;

- Cường độ hao mòn lợi bánh xe của tất cả các trục phía bên phải cũng như phía bên trái

cũng tương đương nhau, chênh lệch nhau không đáng kể, điều đó chứng tỏ hao mòn lợi ở hai

phía là tương đối đồng đều

Hao mòn tổng hợp:

- Cường độ hao mòn tổng hợp lợi bánh xe của nhóm trục số 1, 2 là 2,43 mm/105 km, của

nhóm trục 5, 6 là 2,442,43 mm/105 km và của nhóm trục số 3, 4 là 1,98 lớn mm/105 km

Như vậy cường độ hao mòn tổng hợp lợi bánh xe nhóm trục số 1, 2 và 5, 6 lớn hơn cường

độ hao mòn nhóm 3, 4 trung bình là 1,232 lần

Các thông số về cường độ hao mòn nêu trên, (đặc biệt đối với lợi bánh xe trục số 6 bên

trái có cường độ hao mòn lớn nhất là 2,57 mm/10 5 km) là cơ sở cho việc xác định thời hạn làm

việc của bộ trục bánh xe theo hao mòn mặt lăn và gờ bánh

Tài liệu tham khảo

[1] Đỗ Đức Tuấn Xây dựng chương trình xử lý số liệu thống kê các đại lượng ngẫu nhiên cho việc

nghiên cứu hao mòn và độ tin cậy của đầu máy diezel Đề tài NCKH T98-CK-92, Hà Nội 1998

[2] Đỗ Đức Tuấn Lý thuyết độ tin cậy (Tài liệu giảng dạy cao học) Trường Đại học Giao thông Vận tải,

Hà Nội 2003

[3] Đỗ Đức Tuấn Đánh giá hao mòn và độ tin cậy của chi tiết và kết cấu trên đầu máy diezel Nhà xuất bản Giao thông Vận tải, Hà Nội 2005♦

CT 2