Báo cáo khoa học: " pdf

khảo sát và xác định chu kỳ sửa chữa tối u
một số cụm chi tiết trên đầu máy d19e vận dụng
tại xí nghiệp đầu máy sài gòn trên cơ sở
h hỏng không tham số và chi phí sửa chữa


gs.ts Đỗ Đức tuấn
Bộ môn Đầu máy Toa xe
Trờng Đại Giao thông Vận tải

Tóm tắt: Từ cơ sở lý thuyết tối u hoá chu kỳ sửa chữa v các chơng trình tính toán mối
quan hệ giữa thông số dòng hỏng của các h hỏng đột xuất với thời gian lm việc

(l) v mối
quan hệ giữa số lần sửa chữa đơn vị tổng cộng quy đổi theo thời gian lm việc S(L) [1] đã tiến
hnh khảo sát v xác định có tính thăm dò chu kỳ sửa chữa tối u cho một số hệ thống v chi
tiết trên đầu máy D19E đang vận dụng tại Xí nghiệp đầu máy Si Gòn có xét tới các h hỏng
không tham số (h hỏng đột xuất) v các chi phí cho bảo dỡng sửa chữa trong kế hoạch v
ngoi kế hoạch.
Summary: From optimizing theoretical fundamentals for repaired period of details and
calculated program a relationship between random failures with working time

(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 u 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
dới đây là những bớc đi ban đầu, để từ đó có những nghiên cứu đầy đủ và sâu sắc hơn nhằm
hoàn thiện phơng pháp tối u hoá chu kỳ sửa chữa các cụm chi tiết chính nói riêng và hệ thống
chu kỳ bảo dỡng sửa chữa đầu máy nói chung trong điều kiện Việt Nam.
Từ cơ sở lý thuyết tối u hoá chu kỳ sửa chữa và các chơng trình tính toán mối quan hệ
giữa thông số dòng hỏng của các h hỏng đột xuất với thời gian làm việc và 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 u 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 h hỏng
không tham số (h hỏng đột xuất) và các chi phí cho bảo dỡng sửa chữa trong kế hoạch và
ngoài kế hoạch.
()
l


II. Thu thập v xử lý số liệu thống kê về các h hỏng đột xuất của các hệ
thống v chi tiết trên đầu máy D19E vận dụng tại Xí nghiệp đầu máy Si 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 h hỏng của các trang thiết bị và các quãng đờng
chạy giữa các lần sửa chữa của các đầu máy D19E vận dụng tại Xí nghiệp đầu máy Sài Gòn
trên tuyến đờng sắt phía Nam kể từ khi bắt đầu vận dụng năm 2002 đến tháng 7 năm 2006.
Kết quả khảo sát cho thấy, các h 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 h hỏng);
2. Hệ thống Gầm (44 h hỏng);
3. Hệ thống Hãm (50 h hỏng);

4. Hệ thống điện động lực (24 h hỏng);
5. Hệ thống điện điều khiển (81 h 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 h hỏng);
- Hộp bánh răng kế (18 h hỏng).
CT 2
2.2. Xử lý số liệu
Về mặt nguyên tắc, khi thiết lập chu kỳ sửa chữa tối u có xét tới các h hỏng đột xuất và
chi phí sửa chữa, bao gồm chi phí sửa chữa theo kế hoạch, việc xử lý số liệu cần đợc tiến hành
đối với các chi tiết cùng kiểu loại trên đầu máy. Tuy nhiên, đầu máy D19E là loại đầu máy mới
đợc đa vào sử dụng tại Xí nghiệp đầu máy Sài Gòn, số lợng h hỏng đột xuất của một dạng
chi tiết nào đó là cha đủ lớn, do đó cha đủ cơ sở để xử lý số liệu và thiết lập chu kỳ sửa chữa
tối u cho một dạng chi tiết đó. Tuy nhiên, để minh hoạ một cách tổng quát quá trình thiết lập chu
kỳ sửa chữa tối u với các chơng trình đã đợc xây dựng, ở đây tiến hành xử lý số liệu các h
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 u.
Các số liệu thống kê về h hỏng đột xuất của các hệ thống và chi tiết trên đầu máy D19E
đã đợc xử lý bằng hai chơng trình đã nêu [1], bao gồm:
- Chơng trình xấp xỉ thông số dòng hỏng phân đoạn theo thời gian làm việc ;
()
l
- Chơng trình thiết lập mối quan hệ giữa số lợng 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 đợc thể hiện trong bảng 1.
()
l
Một số kết quả rút gọn đợc thể hiện trên các hình 1 - 6 và trong bảng 2.

Bảng 1. Các hm hồi quy phân đoạn thông số dòng hỏng theo thời gian lm việc
của các hệ thống v chi tiết trên đầu máy D19E
TT
H hỏng của
hệ thống
Mối quan hệ của thông số dòng hỏng
với thời gian làm việc
(
)
094786,0l.000378,0l
1
+

=


200l
(
)
726526,0l.003728,0l
2

=


225l200
1 Hệ thống Động
cơ diezel (Tổng
quát)

()
l

(
)
186087,0l.000328,0l
3
+

=


225l
(
)
026174,0l.000360,0l
1

=


375l
(
)
070445,2l.00509,0l
2
+

=

400l375
2 Hệ thống Gầm
(Tổng quát)

()
l

(
)
066031,0l.000080,0l
3
+

=


400l
(
)
056043,0l.002294,0l
1

=


75l

(

)
149331,0l.000444,0l
2
+

=


275l75
3 Hệ thống Gầm
(L = 0 - 400000
km)

()
l

(
)
608958,0l.002313,0l
3

=


275l
(
)
160965,0l.000407,0l
1
+

=


300l
(
)
254049,0l.001182,0l
2

=


325l250
4 Hệ thống Hãm
(Tổng quát)

()
l

(
)
294446,0l.000506,0l
3
+

=


325l

(
)
160965,0l.000407,0l
1
+

=


300l
(
)
415216,1l.004876,0l
2
+

=


325l300
5 Hệ thống Hãm
(L = 0 - 400000
km)

()
l

(
)
809007,0l.001997,0l

3
+

=


325l
(
)
146291,0l.000156,0l
1
+

=


150l
(
)
288498,0l.001104,0l
2
+

=


250l150
6 Hệ thống Hãm
(L = 0 - 350000
km)

()
l

(
)
477262,0l.001959,0l
3

=


250l
(
)
048286,0l.000017,0l
1
+
=


450l
(
)
15275,1l.002437,0l
2
+

=

475l450
7 Hệ thống Điện
động lực (Tổng
quát)

()
l

(
)
109063,0l.000219,0l
3

=


475l
CT 2


(
)
053493,0l.000184,0l
1
+
−
=
ω

125l ≤
(
)
083490,0l.000911,0l
2
−
=
ω

175l125 ≤≤
8
HÖ thèng §iÖn
®éng lùc
(L = 0 - 400000
km)

()
lω

(
)
117999,0l.000240,0l
3
+
−
=
ω

175l ≥
(

)
034082,0l.001388,0l
1
+
=
ω

175l ≤
(
)
772751,0l.002833,0l
2
+
−
=
ω

225l175 ≤≤
9 HÖ thèng §iÖn
®iÒu khiÓn
(Tæng qu¸t)

()
lω

(
)
142006,0l.000030,0l
3
+

−
=
ω

225l ≥
(
)
042308,0l.001329,0l
1
+
=
ω

175l ≤
(
)
830311,0l.003173,0l
2
+
−
=
ω

250l175 ≤≤
10 HÖ thèng §iÖn
®iÒu khiÓn
(L = 0 - 400000
km)

()

lω

(
)
353759,0l.001563,0l
3
−
=
ω

250l ≥
(
)
108863,0l.000312,0l
1
+
−
=
ω

75l ≤
(
)
150898,0l.003152,0l
2
−
=
ω

150l75 ≤≤

11 HÖ thèng §iÖn
®iÒu khiÓn
(L = 0 - 300000
km)

()
lω

(
)
677345,0l.002370,0l
3
+
−
=
ω

150l ≥
(
)
00242,0l.000174,0l
1
−
=
ω

150l ≤
(
)
036488,0l.000086,0l

2
+
−
=
ω

275l150 ≤≤
12 §ång hå tèc ®é
(L = 0 - 400000
km)

()
lω

(
)
010679,0l.000086,0l
3
−
=
ω

275l ≥
(
)
004050,0l.000211,0l
1
−
=
ω

400l ≤
(
)
212332,1l.002830,0l
2
+
−
=
ω

425l400 ≤≤
13

Hép b¸nh r¨ng
khÕ
(Tæng qu¸t)

()
lω

(
)
075329,0l.0002,0l
3
−
=
ω

425l ≥

CT 2


(
)
081169,0l.003288,0l
1

=


50l
(
)
134812,0l.001032,0l
2
+

=


150l50
14 Hộp bánh răng
khế
(L = 0 - 400000
km)

()
l

(
)
100842,0l.000539,0l
3

=


150l

CT 2
Hình 1. Mối quan hệ của thông số dòng hỏng )l(

v số lợng các lần sửa chữa
đơn vị tổng cộng quy đổi theo thời gian lm 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 )l(

v lợng các lần sửa chữa
đơn vị tổng cộng quy đổi theo thời gian lm việc
S(L) của hệ thống Hãm đầu máy
D19E (L=0-350 000 km)



CT 2
H×nh 3. Mèi quan hÖ cña th«ng sè dßng háng )l(
ω
vμ sè l−îng c¸c lÇn söa ch÷a ®¬n
vÞ tæng céng quy ®æi theo thêi gian lμm viÖc S(L) cña hÖ thèng §iÖn ®iÒu khiÓn ®Çu m¸y

D19E (L=0-400 000 km)
H×nh 4. Mèi quan hÖ cña th«ng sè dßng háng )l(
ω
vμ sè l−îng c¸c lÇn söa
ch÷a ®¬n vÞ tæng céng quy ®æi theo thêi gian lμm viÖc S(L) cña ®ång hå tèc ®é
®Çu m¸y D19E (L=0-400 000 km)













Hình 5. Mối quan hệ của thông số dòng hỏng )l(

v số lợng các lần sửa chữa đơn vị
tổng cộng quy đổi theo thời gian lm 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 )l(

v số lợng các lần sửa chữa
đơn vị tổng cộng quy đổi theo thời gian lm việc S(L) của hộp bánh răng khế đầu
máy D19E (tổng quát)

Bảng 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 5 10 15 20
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
quát)
0
L
690,196 684,882 684,215 683,993 -
4
Hệ thống Điện điều khiển
(L = 0 - 400 km)
0
L
393,101 391,796 391,633 391,579 -
5

Đồng hồ tốc độ
(L = 0 - 400 km)
0
L
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)
0
L
221,913 215,139 214,275 213,986 213,842

2.3. Phân tích kết quả
Các kết quả nhận đợc cho thấy:
CT 2
Mối quan hệ của thông số dòng hỏng với thời gian làm việc )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
)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)


4- 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 nh nhóm 3 [1], do đó các hàm S(L) đều mang giá trị dơng, tức là việc thiết lập
chu kỳ sửa chữa tối u là có nghĩa.
Đối với các hệ thống và chi tiết có dạng nh nhóm 3, nh 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
đờng chạy tối u giữa các lần sửa chữa có giảm xuống nhng 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 lợng các lần sửa chữa
đơn vị tổng cộng quy đổi S(L) ở các tơng 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 tơng ứng với quãng đờng chạy tối u giữa các lần sửa chữa
L
0
= 326317 km. Sự tăng K dẫn đến giảm đáng kể L0. Chẳng hạn, L
0
= 296442 km khi K = 5,

còn khi K = 10 quãng đờng chạy L
0
= 292403 km và khi K = 20 thì L
0
= 290499 km.
Nh 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 u. Trong các hệ thông đã nêu chỉ có cụm
đồng hồ tốc độ là có xu hớng tuân theo các tính chất của lý thuyết tối u hoá và nó có thể đợc
nghiên cứu để thiết lập chu kỳ sửa chữa tối u.
CT 2
III. Kết luận
Kết quả tính toán bớc đầu cho thấy, đối với các loại chi tiết có h hỏng không tham số (h
hỏng đột xuất) có cờng 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 đợc đề xuất đối với ngành ĐSVN, trong thời gian tới
cần tiếp tục theo dõi, khảo sát đối với đầu máy D19E nhằm đa 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 nh đối với điều kiện Việt Nam nói chung.

Tài liệu tham khảo
[1]. Đỗ Đức Tuấn. Cơ sở tối u hoá chu kỳ sửa chữa các chi tiết và cụm chi tiết trên đầu máy có xét tới h
hỏng không tham số và chi phí sửa chữa. Tạp chí Khoa học Giao thông Vận tải. Số 16, tháng 12/2006