Báo cáo khoa học: "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" pdf
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (558.71 KB, 12 trang )
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
Pgs. ts. đỗ đức tuấn
Bộ môn Đầu máy - Toa xe
Khoa Cơ khí - Trường ĐHGTVT
ths. ncs. nguyễn trung hải
Khoa Cơ điện - Học viện Hải quân
Tóm tắt: Bài viết trình bày quá trình tính toán, xác định một số chỉ tiêu độ tin cậy của hệ động lực
một số loại tàu vận tải biển đang sử dụng trong ngành vận tải biển Việt Nam thông qua việc khảo sát thời
gian làm việc không hỏng của các hệ thống đó trong quá trình khai thác.
Summary: The article presents the caculating process and identification of some of the reliability
criteria of ships of dynamic system used in Vietnam. The process was conducted by examining the
system's operating time during which breakdown is not involved.
. Đặt vấn đề
Ngày nay, vấn đề độ tin cậy của sản phẩm càng trở nên quan trọng và cấp thiết hơn do tính chất cơ
khí hoá, tự động hoá các quá trình sản xuất trong nhiều lĩnh vực công nghiệp và giao thông vận tải, v.v…
Sự kém tin cậy của sản phẩm, làm xuất hiện những sự cố của thiết bị, dẫn đến chi phí cho sửa chữa gia
tăng, hoặc phải dừng máy với thời gian dài, thậm chí có những trường hợp dẫn đến tai nạn gây tổn thất
lớn, trong đó có cả sinh mạng con người.
Đối với tàu thuỷ, an toàn trên biển là vấn đề cực kỳ quan trọng. Khả năng cơ động của con tàu được
quyết định bởi độ tin cậy của hệ động lực (HĐL). Các tàu vận tải biển đóng tại Việt Nam với tỷ lệ 30%
nội địa hoá, sử dụng 100% động cơ chính của nước ngoài, trong đó có động cơ diesel kiểu 6L350PN do
Séc và Xlôvakia sản xuất. Mặc dù đã thực hiện đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật khi thiết kế và chế tạo, nhưng
do điều kiện khắc nghiệt của môi trường, do trình độ khai thác và quản lý chưa tốt của người sử dụng,
v.v… dẫn đến chất lượng làm việc của HĐL vẫn bị bị suy giảm. Kinh nghiệm của các chuyên gia cho
biết, thiết bị năng lượng tàu chiếm 60 - 80% toàn bộ các hư hỏng, trong đó 80-90% rơi vào các động cơ
chính, thiết bị bổ trợ và các hệ thống bơm. Vì vậy, việc nghiên cứu để duy trì các HĐL đảm bảo được
định mức khai thác, sử dụng có hiệu quả và an toàn là hết sức cần thiết.
Những năm gần đây, ở Việt Nam, trong lĩnh vực tàu thuỷ, đã có một số các công trình nghiên cứu
độ tin cậy của một số phần tử cá biệt (các động cơ chính là chủ yếu), nhưng chưa có công trình nghiên
cứu, đánh giá độ tin cậy của toàn bộ hệ động lực. Trong khi đó, thực tế đang tồn tại hai vấn đề đòi hỏi các
chuyên gia đóng tàu cần giải quyết, thứ nhất là độ tin cậy của tàu và thiết bị kỹ thuật, thứ hai là kéo dài
thời hạn khai thác kỹ thuật của chúng.
Đối tượng nghiên cứu của bài viết này là hệ động lực các tàu vận tải biển Việt Nam sử dụng động cơ
6L350PN có trọng tải 1000 và 450 tấn.
Qua tính toán xác định được những phần tử có độ tin cậy thấp, làm cơ sở đề xuất các biện pháp tổ
chức, quản lý và xây dựng các qui trình khai thác sử dụng hợp lý, nhằm nâng cao độ tin cậy của HĐL
(trước mắt có thể lập được biểu đồ tiêu chuẩn BDKT cho hệ động lực, giảm được chi phí khai thác sử
dụng và làm luận cứ để xác định thời hạn bảo hành tối ưu HĐL, v.v…). Điều này có ý nghĩa rất lớn trong
sự phát triển của ngành công nghiệp tàu thuỷ Việt Nam.
ii. Tổng quan về tình hình phát triển đội tàu vận tải biển Việt Nam
Vận tải biển là lĩnh vực kinh tế quan trọng, có nhiều đóng góp cho sự nghiệp xây dựng và bảo vệ đất
nước. Năm 2001 Bộ GTVT đã có đề án "Qui hoạch phát triển GTVT đến năm 2010 và chiến lược phát
triển GTVT đến 2020", trong đó, nhu cầu đầu tư cho vận tải đường biển chiếm tỷ lệ khá lớn, chỉ đứng sau
đường bộ.
Sự phát triển của đội tàu biển Việt Nam trong thời gian từ 1993 đến 2001 được giới thiệu trong bảng
1. Các số liệu trên bảng 1 cho thấy, đội tàu vận tải biển Việt Nam liên tục phát triển trong những năm gần
đây. Tuy nhiên, còn khoảng 70-80% các loại tàu vận tải biển đang sử dụng đã lạc hậu, già nua, tuổi trung
bình từ 13-14 năm, so với thế giới là ở mức cao. Vì vậy, hiện nay ngành GTVT đang quan tâm đến việc
không ngừng nâng cao chất lượng và độ tin cậy của đội tàu hiện có.
Bảng 1. Sự phát triển của đội tàu biển Việt Nam từ 1993 - 2001
[Số liệu của Đăng kiểm Việt Nam]
TT
Các thông
số
Năm
Tổng số
tàu (chiếc)
Tổng dung
tích (GT)
Tổng trọng
tải (tấn)
Tổng công
suất (ML)
Tuổi trung
bình (năm)
Hoạt động
tuyến biển
Việt Nam
(chiếc)
1 1993 640 784318 1148545 681104 13,00 1362
2 1994 670 789234 1186265 768245 13,45 450
3 1995 694 744234 1068707 891134 13,80 628
4 1996 781 833189 1183205 966372 13,68 538
5 1997 796 838912 1220750 770049 13,94 745
6 1998 832 905792 1316035 867730 13,20 709
7 1999 840 964709 1636869 885721 14,76 -
8 2000 1043 1210072 2018262 1035841 14,86 984
9 2001 1056 1186079 1720203 - 14,40 -
2.1. Đặc điểm các tàu vận tải biển sản xuất tại Việt Nam
Tàu thuỷ được sản xuất tại Việt Nam có các đặc điểm chính sau đây:
1. Phần lớn các tàu được thiết kế do Đăng kiểm nước ngoài giám sát.
2. Tàu được thiết kế, chế tạo để hoạt động trong môi trường khí hậu phức tạp có nhiều tác động xấu
đến độ tin cậy của hệ động lực.
3. Con tàu là sản phẩm được ra đời trong điều kiện công nghệ sản xuất chưa hiện đại, phương tiện
sản xuất còn thiếu và cùng một kiểu tàu nhưng do nhiều nhà máy sản xuất nên việc tiêu chuẩn hoá và tính
đồng nhất chưa cao.
4. Hầu hết các thiết bị vật tư, phụ tùng quan trọng của hệ động lực phải nhập từ các nước có điều
kiện tiêu chuẩn khác Việt Nam và trên một con tàu sử dụng nhiều thiết bị của nhiều nước khác nhau. Vì
vậy, nhiều TBKT trên tàu có chất lượng làm việc không cao, việc sửa chữa phức tạp, mất nhiều thời gian.
Xét về mặt độ tin cậy, hệ động lực có các đặc điểm sau:
1. Hệ động lực gồm nhiều phần tử hợp thành, các phần tử đa dạng về kiểu loại, có nhiều chế độ làm
việc và các phần tử có thể phục hồi được sau khi bị hỏng.
2. Trong sơ đồ chức năng của hệ động lực, có sự liên hệ giữa các phần tử phức tạp với nhau.
3. Hệ động lực là hệ thống kỹ thuật có áp dụng chế độ BDKT và KSĐK.
4. Vận hành, khai thác hệ động lực còn nhiều phức tạp.
Các đặc điểm trên chứng tỏ hệ động lực là hệ thống phức tạp xét dưới góc độ độ tin cậy, vì vậy, việc
tìm kiếm các phương pháp thích hợp để đánh giá độ tin cậy của hệ động lực trong điều kiện Việt Nam là
một yêu cầu cấp thiết và mang tính thời sự.
2.2. Một số loại tàu do Việt Nam đóng từ 1990 - 2003
Hơn 10 năm qua, ngành công nghiệp đóng tàu Việt Nam không ngừng lớn mạnh, đã cho ra đời
nhiều loại tàu hàng đạt chất lượng cao có trọng tải từ 450 tấn đến 6500 tấn, 11500 tấn và một số tàu
chuyên dùng để xuất khẩu, v.v…
Tính đến đầu năm 2002, đội tàu biển quốc gia Việt Nam có 770 chiếc, với tổng trọng tải 1932517
DWT (tương đương 1393948 GT). Đội ngũ chủ tàu (nhà quản lý tàu) cũng khá đông đảo, đến tháng 3
năm 2002 cả nước có 242 chủ tàu (Miền Bắc: 146, Miền Trung: 24 và Miền Nam: 72). Năm 2001 tổng
sản lượng vận tải biển quốc gia đạt 19,359 triệu tấn, tăng 7,25% so với năm 2000. Vận tải nội địa đạt 5,86
triệu tấn, tăng 4,7% so với năm 2000 Nhiệm vụ kế hoạch năm 2003 lĩnh vực hàng hải: vận tải biển sản
lượng tăng 08% so với năm 2002, hàng hoá thông qua cảng biển tăng 12% so với năm 2002; sản xuất
công nghiệp: ổn định đóng tàu 6500-7000 tấn, tiếp tục đóng tàu 12500, 11500 tấn, đóng tàu dầu mẫu 13
500 tấn v.v…
Trong bảng 2 và 3 giới thiệu một số kiểu tàu có động cơ chính kiểu 6L350PN, được hạ thuỷ từ năm
1990 đến 2003, hiện đang được sử dụng làm nhiệm vụ vận tải phục vụ quốc phòng, chủ yếu trong Quân
chủng Hải quân.
Bảng 2. Một số tàu vận tải biển do Việt Nam đóng
TT
Loại tàu
Các đặc tính kỹ thuật
1000 Tấn 600 Tấn 450 Tấn
1 Chiều dài, m 70,75 69,13 59,15
2 Chiều rộng, m 11,8 10 9,0
3 Mớn nước trung bình, m 3,95 3,2 3,25
4 Vận tốc kinh tế (max), hl/h 12 (14) 10 (12) 8 (10)
5 Trọng tải, tấn 1000 600 450
6 Công dụng chở hàng của tàu Hàng rời Hàng rời Hàng rời
7 Kiểu động cơ chính 6L350PN 6L350PN 6L350PN
8 Số động cơ chính trên tàu, chiếc 02 01 01
9 Số chân vịt trên một tàu, chiếc 02 01 01
10 Tổng cộng số tàu, chiếc 13 02 22
Bảng 3. Các loại tàu Trường Sa và HQ được chọn làm đối tượng khảo sát
TT Tên tàu Năm sản xuất Nhà máy sản xuất S/L động cơ chính Nơi sử dụng
1 2 3 4 5 6
Loại tàu 1000 Tấn
1 Trường Sa 01 1990 02
2 Trường Sa 02 1991 02
3 Trường Sa 04 1992 02
4 Trường Sa 06 1993 02
5 Trường Sa 08 1994 02
6 Trường Sa 10 1995
Hạ Long
Quảng Ninh
02
Tp. HCM
7 Trường Sa 12 1994 01
8 Trường Sa 14 1996 02
Cam Ranh
Khánh Hoà
9 Trường Sa 16 1997 02 Tp. HCM
10 Trường Sa 18 1998
Bạch Đằng
Hải Phòng
02 Cam Ranh
11 Trường Sa 19 1999 02 Tp. HCM
12 Trường Sa 20 2002
Bến Kiền
Hải Phòng
02 Cam Ranh
13 Trường Sa 21 2003 Ba Son 02 Tp. HCM
Loại tàu 450 Tấn
1 HQ - 606 1993 01
2 HQ - 607 1994
X 51
Tp. HCM
01
3 HQ - 608 1995 Sông Cấm 01
4 HQ - 609 1994 01
5 HQ - 621 1995
Ba Son
Tp. HCM
01
6 HQ - 622 X 51 01
7 HQ - 624 Sông Cấm 01
8 HQ - 626
1995
Bến Kiền 01
Bà Rịa
Vũng Tàu
9 HQ - 636 Hà Nội 01 Vũng Tàu
10 HQ - 638
1998
A 173 01 Vũng Tàu
III. Xác định các chỉ tiêu độ tin cậy của hệ động lực tàu Trường Sa và tàu HQ sử dụng trong ngành
vận tải đường thuỷ Việt Nam giai đoạn 1993-2002
3.1. Khảo sát và thu thập số liệu thống kê
Độ tin cậy của hệ thống động lực trên tàu thuỷ phụ thuộc vào độ tin cậy của các bộ phận và phân hệ
cơ bản như động chính, các thiết bị phục vụ hệ thống động lực, ổ đỡ chặn hệ trục, các ổ đỡ của hệ trục,
các trục của hệ động lực và chân vịt.
Để xác định các thông số độ tin cậy của hệ thống động lực trên tàu thuỷ đã tiến hành khảo sát, thu
thập các số liệu thống kê về thời gian làm việc của các hệ bộ phận tương ứng trên tàu thuỷ tới khi xuất
hiện hư hỏng phải dừng tàu (thời gian làm việc giữa các lần xảy ra hư hỏng hay thời gian làm việc tới
hỏng) của các loại tàu Trường Sa (tải trọng 1000 Tấn) và tàu HQ (tải trọng 450 Tấn) đang sử dụng tại các
vùng biển Việt Nam trong thời gian từ 1993 đến năm 2002. Một số tàu do Việt Nam đóng được chọn làm
đối tượng khảo sát được thể hiện trong bảng 3. Các loại tàu đã nêu chỉ được tiến hành khảo sát tại Quân
chủng Hải quân.
Qua khảo sát trong toàn bộ quá trình hoạt động của các tàu trong khoảng thời gian từ 1993 đến 2002
thấy rằng:
1. Đối với tàu Trường Sa trọng tải 1000 tấn, chân vịt và các trục của hệ động lực của các tàu trong
toàn bộ giai đoạn khảo sát hầu như không xảy ra hư hỏng đột xuất, ổ đỡ chặn hệ trục hư hỏng đột xuất
không nhiều, còn các ổ đỡ của hệ trục có hư hỏng đột suất là đáng kể, còn các thiết bị phục vụ hệ thống
động lực và động cơ chính của tàu là đối tượng có nhiều hư hỏng đột suất nhiều nhất.
2. Đối với tàu HQ trọng tải 450 tấn, chân vịt và các trục của hệ động lực, ổ đỡ chặn và các ổ đỡ của
hệ trục hầu như không có hư hỏng đột suất, các hư hỏng đột suất xảy ra chủ yếu đối với các thiết bị phục
vụ hệ thống động lực và động cơ chính. Vì vậy kết quả tính chỉ bao gồm các bộ phận: ĐCC, các thiết bị
phục vụ HĐL, ổ đỡ chặn hệ trục và các ổ đỡ hệ trục.
3.2. Xử lý các tập số liệu thống kê đại lượng ngẫu nhiên
Sau khi tập hợp các số liệu thống kê đã tiến hành xác lập:
- Các tập số liệu thống kê đại lượng ngẫu nhiên về thời gian làm việc của từng bộ phận của các hệ
động lực hệ trên các loại tàu đã nêu giữa hai lần xảy ra hư hỏng kế tiếp khi tàu thuỷ vận hành trên biển,
dẫn đến phải dừng tàu để sửa chữa (hay thời gian làm việc tới hỏng) T
lvi
,.
- Các tập số liệu thống kê đại lượng ngẫu nhiên về thời gian dừng tàu để sửa chữa do một hư hỏng
của từng bộ phận của hệ thống động lực gây ra (thời gian phục hồi) T
fhi
.
Việc xử lý các tập số liệu thống kê đại lượng ngẫu nhiên nhằm:
- Xác định các quy luật phân bố (hàm mật độ phân bố) của các đại lượng ngẫu nhiên về thời gian
làm việc giữa các lần hỏng và thời gian dừng tàu do hư hỏng của từng bộ phận nói riêng và của tổng thể
hệ thống động lực nói chung;
- Xác định các đặc trưng bằng số tương ứng của các quy luật phân bố, bao gồm: kỳ vọng toán,
phương sai, sai lệch bình phương trung bình v.v của thời gian làm việc giữa các lần hỏng và thời gian
phục hồi của từng bộ phận nói riêng và của tổng thể hệ thống động lực thàu thuỷ nói chung;
- Từ các giá trị kỳ vọng toán tương ứng, tiến hành xác định cường độ hỏng và cường độ phục hồi
của từng bộ phận của hệ thống động lực riêng
i
,
i
, và của tổng thể hệ thống động lực nói chung
s
,
s
;
- Từ các giá trị cường độ hỏng và cường độ phục hồi của từng bộ phận (phân hệ), tiến hành xác định
các thông số độ tin cậy: xác suất làm việc không hỏng (hàm tin cậy), xác suất hỏng, hệ số sẵn sàng, hệ số
không sẵn sàng và hàm sẵn sàng của từng bộ phận (phân hệ) và cho tổng thể hệ thống động lực tàu thuỷ
theo từng năm và cho cả quá trình khảo sát;
- Việc xác định các thông số độ tin cậy được tiến hành theo hai phương án:
Phương án 1. Xác định độ tin cậy của các phân hệ với tư cách là các phần tử liên kết nối tiếp không
phục hồi (tức là chỉ sử dụng giá trị kỳ vọng toán thời gian làm việc tới hỏng của các phân hệ mà không
xét tới cường độ phục hồi ).
Phương án 2. Xác định độ tin cậy của các phân hệ với tư cách là các phần tử liên kết nối tiếp có
phục hồi (tức là sử dụng đồng thời giá trị kỳ vọng toán thời gian làm việc tới hỏng và kỳ vọng thời gian
phục hồi của các hệ thống, hay nói khác, có xét tới cường độ phục hồi ).
Các biểu thức xác định độ tin cậy P(t) của phần tử không xét tới quá trình phục hồi [3]:
1. Phân bố Gauss
z
2
dtt
2
1
exp
2
1
1)z(1)t(P ,
)at(
z
, (1)
2. Phân bố Lôgarits chuẩn
P(t) = 1-(z) =1-
0
tln
0
tlntln
,
0
tln
0
tlntln
z , (2)
3. Phân bố Mũ
t
e)t(P
, (3)
4. Phân bố Gamma
x
0
t1
dtex
)(
1)t(P
, (4)
5. Phân bố Veibull
t
exp1)t(P
, (5)
6. Phân bố Rơlei
2
r
2
2
t
exp)t(P
, (6)
7. Phân bố Macxoen
2
1)t(P dt
2
t
expt
1
0
2
c
2
2
3
c
, (7)
Cường độ hỏng của phần tử
t
khi không xét tới qúa trình phục hồi:
Mối quan hệ giữa (t) và P(t) được xác định một cách tổng quát [1], [3]
(t) =
)t(P
)t(f
=
0
dt)t(f
)t(f
, (8)
Các dạng hàm cường độ hỏng đối với các loại phân bố khác nhau được thể hiện trên hình 1.
Hình 1. Các dạng hàm cường độ hỏng đối với các loại phân bố khác nhau
1. Mũ; 2. Logarit chuẩn; 3. Erlang; 4. Rơlei; 5. Veibull; 6. Gamma; 7. Chuẩn.
Việc xử lý số liệu thống kê được tiến hành trên cơ sở lý thuyết độ tin cậy và thống kê toán học nhờ
chương trình xử lý số liệu chuyên dùng [2]. Mỗi tập số liệu được xử lý theo 7 luật phân bố khác nhau,
bao gồm các luật phân bố: Chuẩn (Gauss), Lôga chuẩn, Mũ, Gamma, Veibull, Rơlei và Maxoen. Chương
trình xử lý [2] cũng cho phép xác định quy luật phân bố lý thuyết phù hợp hoặc phù hợp nhất với phân bố
thực nghiệm của các đại lượng ngẫu nhiên đang xét.
Trong bài viết này giới thiệu các kết quả tính toán theo phương án 1.
3.3. Kết quả xác định các chỉ tiêu độ tin cậy của hệ động lực tàu Trường Sa và tàu HQ khai
thác trong ngành đường biển Việt Nam giai đoạn 1993 - 2002
Đối với tàu Trường Sa đã tiến hành xử lý số liệu thống kê độc lập cho 4 phân hệ:
- ổ đỡ chặn hệ trục;
- các ổ đỡ hệ trục;
- các thiết bị phục vụ hệ động lực;
- động cơ chính.
và sau đó tổng hợp cho toàn bộ hệ động lực của tàu.
Ngoài ra đã tiến hành ghép hai tập số liệu “ổ đỡ chặn hệ trục” và “các ổ đỡ hệ trục” tạo thành một
tệp mới và cũng là một phân hệ mới mang tên “các ổ chặn và ổ đỡ của hệ trục”.
Đối với tàu HQ đã tiến hành xử lý số liệu thống kê một cách độc lập cho 2 phân hệ:
- các thiết bị phục vụ hệ động lực;
- động cơ chính.
và sau đó tổng hợp cho toàn bộ hệ động lực của tàu.
t
0
1
2
3
4
5
6
7
)
(t
Kết quả xử lý cho thấy các đại lượng ngẫu nhiên đã nêu tuân theo các luật phân bố Gauss, Lôga
chuẩn, Mũ, Gamma, Rơlei và Macxoen.
Kết quả tính toán các thông số độ tin cậy của các bộ phận hệ động lực trên tàu Trường Sa và tàu HQ
bao gồm: giá trị kỳ vọng toán thời gian làm việc giữa hai lần hỏng, hàm xác suất làm việc không hỏng và
hàm cường độ hỏng của các bộ phận trong hệ thống động lực trên tàu. Các giá trị kỳ vọng toán thời gian
làm việc giữa các lần hỏng và cường độ hỏng của các bộ phận tổng hợp cho cả giai đoạn 1993-2002 được
cho trong bảng 4.
Bảng 4. Kết quả tính toán các thông số độ tin cậy của các hệ thống động lực
trên tàu Trường Sa và tàu HQ tổng hợp cho cả giai đoạn 1993-2002
Động cơ
chính
Các thiết bị
phục vụ hệ
động lực
ổ đỡ chặn hệ
trục
Các
ổ đỡ
hệ trục
Các
ổ đỡ
và
ổ chặn
hệ trục
T
ổng hợp của
hệ động lực
TT
Các thông số
1993 - 2002
1993 - 2002
1993 - 2002
1993 - 2002
1993 - 2002
1993 - 2002
I Tàu Trường Sa (TS)
1.1
K
ỳ vọng toán thời gian
làm vi
ệc giữa các lần
hỏng, T
lvi
, [ngày]
101,24727 108,42215 189,30649 129,3889 142,06553 109,7228
1.2
Cường độ hỏng,
i
,[ngày
-1
]
0,00988 0,00922 0,00528 0,00773 0,00704 0,00911
II Tàu HQ
2.1
K
ỳ vọng toán thời gian
làm vi
ệc giữa các lần
hỏng, T
lvi
, [ngày]
183,2287 194,97556 - - - 185,1678
2.2
Cường độ hỏng,
i
,[ngày
-1
]
0,00546 0,00513 - - - 0,0054
Khi coi các bộ phận trong hệ động lực là các phần tử liên kết nối tiếp không phục hồi, tức là chỉ xét
thuần tuý thời gian làm việc không hỏng của các đối tượng, (không xét tới cường độ phục hồi ), hàm xác
suất làm việc không hỏng và hàm cường độ hỏng của các bộ phận trong hệ thống động lực của các tàu
Trường Sa và tàu HQ trong thời gian khảo sát 1993 - 2002 được xác định và thể hiện trong các bảng 5 và
6.
Đồ thị các hàm mật độ, hàm phân bố, hàm tin cậy và hàm cường độ hỏng của động cơ chính và hệ ổ đỡ
trục của hệ động lực trên các tàu Trường Sa và HQ trong giai đoạn 1993 - 2002 được thể hiện trên các hình
2 đến hình 4.
Mức độ tin cậy của các bộ phận trong hệ thống động lực trên các tàu Trường Sa và tàu HQ tổng hợp
cho cả giai đoạn 1993-2002 được thể hiện trong bảng 7.
Bảng 5. Kết quả tính toán các thông số độ tin cậy
của hệ thống động lực tàu Trường Sa giai đoạn 1993 - 2002
T
T
Hàm tin cậy Hàm cường độ hỏng
1
Động cơ chính; n=197
Mũ; 0,3 > p > 0,2
x00988,0
exP
00988,0x
2
Các thiết bị phục vụ hệ động lực; n=153
Gamma: 0,5 > p > 0,3
x
0
x01938,010126,1
dxex.0002406,01xP
x
0
01938,010126,1
x.01938,010126,1
dxe.x.0002406,01
e.x.000241,0
x
Mũ; 0,2 > p > 0,1
x00922,0
exP
00922,0x
Lôga chuẩn: 0,1>p>0,05
4914,4xln60278,11xP
4914,4xln60278,1xx
e.63942,0
x
2
4914,4xln28445,1
3
ổ đỡ chặn hệ trục; n=13
Rơlei: 0,3 > p > 0,2
2
x000021905,0
x
eP
x00004381,0x
Macxoen: 0,3 > p > 0,2
x
0
2
x000035539,02
dxex000000478,01xP
x
0
2
x000035539,02
2
x000035539,02
dxex000000478,01
ex000000478,0
x
Gauss: 0,2 > p > 0,1
306,189x01321,01xP
306,189x01321,01
e00527,0
x
2
306,189x000087263,0
Gamma: 0,1 > p > 0,05
x
0
x03304,025449,5
dxex.0000000001,01xP
x
0
x03304,025449,5
x03304,025449,5
dxex.0000000001,01
ex.0000000001,0
x
4
Các ổ đỡ hệ trục; n=50
Gamma: 0,5 > p > 0,3
x
0
x0326,021799б3
dxex.000000067,01xP
x
0
x0326,021799,3
x0326,021799,3
dxex.000000067,01
ex.000000067,0
x
Rơlei: 0,5 > p > 0,3
2
x00004689,0
exP
x00009378,0x
Lôga chuẩn: 0,3>p>0,2;
75645,4xln16801б21xP
75645,4xln16801,2xx
e.86491,0
x
2
75645,4xln35013942,2
Macxoen: 0,2 > p > 0,1
x
0
2
x000076075,02
dxex000001479,01xP
x
0
2
x000076075,02
2
x000076075,02
dxex000001497,01
ex000001479,0
x
5
ổ đỡ chặn hệ trục + Các ổ đỡ hệ trục; n=63
Rơlei: 0,2 > p > 0,1
2
x000038895,0
exP
x00007779,0x
6
Tổng hợp hệ động lực; n=413
Gamma: 0,01 > p > 0,001; KPH với
2
=20,911
x
0
x01857,00377,1
dxex.000291945,01xP
x
0
x01857,00377,1
x01857,00377,1
dxex.000291945,01
ex.000291945,0
x
Mũ; p< 0,001; KPH với
2
=27,385
00911,0x
x00911,0
exP
Bảng 6. Kết quả tính toán các thông số độ tin
cậy của hệ thống động lực tàu HQ giai đoạn 1993-2002
TT
Hàm tin cậy Hàm cường độ hỏng
1 Động cơ chính; n=77
Gauss: 0,2 > p > 0,1
2281,183x01255,01xP
228,183x01255,01
e00501,0
x
2
228,183x000078805,0
Rơlei: 0,2 > p > 0,1
2
x000023382,0
exP
x000046764,0x
Macxoen: 0,2 > p > 0,1
x
0
2
x000037936,02
dxex000000527,01xP
x
0
2
x00003793,02
2
x00003793,02
dxex000000527,01
ex000000527,0
x
2 Các thiết bị phục vụ hệ động lực; n=82
Gauss: 0,01 > p > 0,001; KPH với
2
=17,358
975,194x01257,01xP
975,194x01257,01
e00502,0
x
2
975,194x000079062,0
Macxoen: 0,01 > p > 0,001; KPH với
2
=17,844
x
0
2
x000033502,02
dxex000000438,01xP
x
0
2
x000033502,02
2
x000033502,02
dxex000000438,01
ex000000438,0
x
Rơlei: 0,01 > p > 0,001; KPH với
2
=19,5417
2
x00002065,0
exP
x000041299,0x
3 Tổng hợp hệ động lực; n=159
Gauss: 0,01 > p > 0,001;
KPH với
2
=21,78966
167,185x01248,01xP
167,185x01248,01
e00498,0
x
2
167,185x000077838,0
Macxoen: 0,001 < p ; KPH với
2
= 24,3
x
0
2
x000037145,02
dxex000000511,01xP
x
0
2
x000037145,02
2
x000037145,02
dxex000000511,01
ex000000511,0
x
Rơlei: 0,001 < p ; KPH với
2
= 25,50899
2
x000022895,0
exP
x00004579,0x
Ghi chú: Biến số thời gian làm việc không hỏng t trong các công thức (1) - (8) và hình 1 và biến số
thời gian làm việc không hỏng x của các phần tử trong các biểu thức ở bảng các 5, 6 và các hình 2 - 4 và
là hoàn toàn đồng nhất với nhau.
Bảng 7. Mức độ tin cậy của các bộ phận trong hệ động lực
tàu Trường Sa và tàu HQ giai đoạn 1993-2002
Mức tin cậy
Hệ động lực tàu Trường Sa Hệ động lực tàu HQ
1 Ổ đỡ chặn hệ trục -
2a (Các ổ đỡ và ổ chặn hệ trục) -
2b Các ổ đỡ của hệ trục -
3 Các thiết bị phục vụ hệ thống động lực Các thiết bị phục vụ hệ thống động lực
4 Động cơ chính Động cơ chính
Hình 2. Đồ thị hàm mật độ, hàm phân bố, hàm tin cậy và hàm cường độ hỏng phân bố mũ thời gian làm việc không
hỏng của động cơ chính tàu Trường Sa giai đoạn 1993 - 2002
Hình 3. Đồ thị hàm mật độ, hàm phân bố, hàm tin cậy và hàm cường độ hỏng phân bố Rơlei thời gian làm việc
không hỏng của các loại ổ đỡ hệ trục tàu Trường Sa giai đoạn 1993 - 2002
Hình 4. Đồ thị hàm mật độ, hàm phân bố, hàm tin cậy và hàm cường độ hỏng phân bố Gauss thời gian làm việc
không hỏng của động cơ chính tàu HQ giai đoạn 1993 - 2002
IV. Một số nhận xét về các thông số độ tin cậy của các hệ thống động lực trên tàu Trường
Sa và tàu HQ
1. Các chỉ tiêu độ tin cậy đã xác định là cơ sở cho việc phân tích, so sánh độ tin cậy làm việc của các
bộ phận trong hệ động lực của một loại tàu, đồng thời có thể so sánh mức độ tin cậy làm việc của các hệ
động lực giữa các loại tàu với nhau.
2. Độ tin cậy của các bộ phận trong hệ thống động lực của mỗi loại tàu là khác nhau, nhưng có một
điểm chung, đó là độ tin cậy xếp theo thứ tự từ cao xuống thấp đối với mỗi loại tàu là: ổ đỡ chặn hệ trục;
các ổ đỡ hệ trục; các thiết bị phục vụ hệ động lực và cuối cùng là động cơ chính, nói cách khác, động cơ
chính đều có độ tin cậy là thấp nhất so với các bộ phận khác trong HĐL. Mức tin cậy của các bộ phận
trong hệ động lực trên mỗi loại tàu thông qua kết quả xử lý số liệu được thể hiện trong bảng 7.
Như vậy, có thể thấy, trong hệ động lực các loại tàu Trường Sa và tàu HQ đã khảo sát, động cơ
chính của tàu hiện là một trong những khâu xung yếu nhất, cần phải được quan tâm hơn trong quá trình
sử dụng, bảo dưỡng và sửa chữa.
3. Nhìn một cách tổng quát thấy rằng, độ tin cậy tổng hợp của hệ động lực tàu HQ là cao hơn so với
tàu Trường Sa.
4. Đây là những kết quả bước đầu nhưng cũng là lần đầu tiên vấn đề độ tin cậy được đề cập và tiến
hành triển khai khảo sát, nghiên cứu đối với các loại tàu thuỷ do Việt Nam chế tạo đang sử dụng trong
ngành đường biển Việt Nam.
Tài liệu tham khảo
[1]. Phan Văn Khôi. Cơ sở đánh giá độ tin cậy. NXB KHKT, Hà Nội 1987.
[2]. 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 - CK92. Trường ĐH Giao thông Vận tải. Hà Nội, 1999.
[3]. ẽúỗàớờợõ A. Ä. Íàọồổớợủũỹ ờợớủũðúửốộ ởợờợỡợũốõợõ. èợủờõà. Mẩẩề, 1999
