Luận án 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: Kỹ thuật cơ khí động lực 
 Mã số: 9520116 
 Chuyên sâu: 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 
 i 
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 
 ii 
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 
 iv 
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 
 v 
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 
 vi 
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 k ... i 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 ,maxghS = 1,0 mm và độ gia tăng khe hở giới hạn ,maxghS = 0,7 mm. 
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 ,maxghS = 1,0 mm và độ gia tăng khe hở giới hạn ,maxghS = 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 ,maxghS = 1,0 mm và độ gia tăng khe hở giới hạn ,maxghS = 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 ,maxghS = 1,0 mm và độ gia tăng 
khe hở giới hạn ,maxghS = 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 
Thông số T1 T2 T3 T4 T5 T6 TH 
Kỳ vọng cường độ hao mòn, 
mm/105 km 
0,104 0,100 0,101 0,097 0,105 0,105 0,102 
Khe hở giới hạn và 
độ gia tăng khe hở, mm 
, kgh R
S = 0,5 và 
kR
S = 0,2 
Thời hạn làm việc 50%t , km 191.410 199.550 197.590 206.610 191.030 190.450 195.210 
Thời hạn làm việc 75%t , km - - - - - - 150.740 
Thời hạn làm việc 80%t , km - - - - - - 142.680 
Thời hạn làm việc 85%t , km - - - - - - 134.320 
Thời hạn làm việc 90%t , km 121.710 123.750 122.870 128.780 122.710 121.670 125.090 
Khe hở giới hạn và 
độ gia tăng khe hở, mm 
, dgh R
S = 0,75 và 
dR
S = 0,45 
Thời hạn làm việc 50%t , km 430.660 480.990 444.570 464.880 423.820 428.500 439.240 
Thời hạn làm việc 75%t , km - - - - - - 339.160 
Thời hạn làm việc 80%t , km - - - - - - 321.040 
Thời hạn làm việc 85%t , km - - - - - - 302.220 
Thời hạn làm việc 90%t , km 273.850 278.430 276.460 289.760 276.090 273.760 281.450 
Khe hở giới hạn và 
độ gia tăng khe hở, mm 
,maxghS = 1,0 và ,maxghS = 0,7 
Thời hạn làm việc 50%t , km 669.920 698.430 691.550 723.150 668.600 666.560 683.250 
Thời hạn làm việc 75%t , km - - - - - - 527.590 
Thời hạn làm việc 80%t , km - - - - - - 499.400 
Thời hạn làm việc 85%t , km - - - - - - 470.110 
Thời hạn làm việc 90%t , km 425.990 433.120 430.050 450.730 429.470 425.850 437.810 
 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 
TT km chạy 
Hao mòn cổ góp ĐCĐK, mm 
Trục 1 Trục 2 Trục 3 Trục 4 Trục 5 Trục 6 
1 800000 0,97 0,94 0,92 0,74 0,73 0,72 
2 800000 0,82 0,85 0,85 0,64 0,60 0,65 
3 800000 0,5 0,49 0,49 0,47 0,47 0,47 
4 800000 0,27 0,28 0,27 0,24 0,25 0,24 
5 800000 0,61 0,60 0,60 0,59 0,58 0,60 
6 800000 0,1 0,09 0,08 0,10 0,09 0,08 
7 800000 1,09 1,09 1,08 1,09 1,09 1,07 
8 800000 0,4 0,38 0,38 0,35 0,35 0,34 
9 800000 1,16 1,15 1,14 1,08 1,10 1,09 
10 800000 0,22 0,25 0,23 0,18 0,17 0,15 
11 800000 0,51 0,51 0,51 0,50 0,49 0,48 
12 800000 0,47 0,39 0,49 0,42 0,45 0,43 
13 800000 0,57 0,55 0,57 0,55 0,55 0,58 
14 800000 0,45 0,45 0,46 0,45 0,44 0,44 
15 800000 0,5 0,43 0,48 0,55 0,55 0,53 
16 800000 0,19 0,23 0,21 0,21 0,25 0,24 
17 800000 0,15 0,16 0,16 0,20 0,19 0,19 
18 800000 0,38 0,37 0,37 0,36 0,36 0,36 
19 800000 0,39 0,40 0,38 0,40 0,40 0,39 
20 800000 0,17 0,17 0,16 0,15 0,16 0,15 
21 800000 0,19 0,18 0,18 0,11 0,07 0,06 
22 800000 0,42 0,43 0,42 0,40 0,40 0,42 
23 800000 0,87 0,87 0,88 0,87 0,87 0,87 
24 800000 0,06 0,08 0,07 0,23 0,25 0,26 
25 800000 0,16 0,15 0,15 0,20 0,19 0,13 
26 800000 0,56 0,54 0,50 0,46 0,40 0,42 
27 800000 0,49 0,50 0,49 0,41 0,42 0,40 
28 800000 0,69 0,54 0,52 0,33 0,41 0,47 
29 800000 0,23 0,23 0,23 0,20 0,20 0,21 
30 800000 0,25 0,24 0,25 0,24 0,25 0,25 
 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 
STT km chạy 
Cường độ hao mòn cổ góp ĐCĐK, mm/105 km 
Trục 1 Trục 2 Trục3 Trục 4 Trục 5 Trục 6 
1 800000 0,121 0,118 0,115 0,093 0,091 0,090 
2 800000 0,103 0,106 0,106 0,080 0,075 0,081 
3 800000 0,063 0,061 0,061 0,059 0,059 0,059 
4 800000 0,034 0,035 0,034 0,030 0,031 0,030 
5 800000 0,076 0,075 0,075 0,074 0,073 0,075 
6 800000 0,013 0,011 0,010 0,013 0,011 0,010 
7 800000 0,136 0,136 0,135 0,136 0,136 0,134 
8 800000 0,050 0,048 0,048 0,044 0,044 0,043 
9 800000 0,145 0,144 0,143 0,135 0,138 0,136 
10 800000 0,028 0,031 0,029 0,023 0,021 0,019 
11 800000 0,064 0,064 0,064 0,063 0,061 0,060 
12 800000 0,059 0,049 0,061 0,053 0,056 0,054 
13 800000 0,071 0,069 0,071 0,069 0,069 0,073 
14 800000 0,056 0,056 0,058 0,056 0,055 0,055 
15 800000 0,063 0,054 0,060 0,069 0,069 0,066 
16 800000 0,024 0,029 0,026 0,026 0,031 0,030 
17 800000 0,019 0,020 0,020 0,025 0,024 0,024 
18 800000 0,048 0,046 0,046 0,045 0,045 0,045 
19 800000 0,049 0,050 0,048 0,050 0,050 0,049 
20 800000 0,021 0,021 0,020 0,019 0,020 0,019 
21 800000 0,024 0,023 0,023 0,014 0,009 0,008 
22 800000 0,053 0,054 0,053 0,050 0,050 0,053 
23 800000 0,109 0,109 0,110 0,109 0,109 0,109 
24 800000 0,008 0,010 0,009 0,029 0,031 0,033 
25 800000 0,020 0,019 0,019 0,025 0,024 0,016 
26 800000 0,070 0,068 0,063 0,058 0,050 0,053 
27 800000 0,061 0,063 0,061 0,051 0,053 0,050 
28 800000 0,086 0,068 0,065 0,041 0,051 0,059 
29 800000 0,029 0,029 0,029 0,025 0,025 0,026 
30 800000 0,031 0,030 0,031 0,030 0,031 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 kR là 
, kgh R
I = 0,3 mm. 
- Độ sâu mài mòn lớn nhất cho phép của cổ góp ĐCĐK ở cấp sửa chữa dR là 
, dgh R
I = 0,5 mm. 
- Độ sâu mài mòn lớn nhất cho phép của cổ góp ĐCĐK ở hạn độ loại bỏ là 
,maxghI = 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 dR 
 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 , dgh RI = 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 , dgh RI = 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 , dgh RI = 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 , dgh RI = 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 , dgh RI = 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 ,maxghI = 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 ,maxghI = 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 ,maxghI = 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 ,maxghI = 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 ,maxghI = 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 
Thông số T1 T2 T3 T4 T5 T6 TH 
Kỳ vọng cường 
độ hao mòn, 
mm/105 km 
0,057 0,055 0,056 0,052 0,053 0,054 0,055 
Độ mòn giới hạn 
, dgh R
S = 0,5 mm 
Thời hạn làm việc 
50%t , km 
881.360 902.630 894.250 963.590 935.840 921.630 904.840 
Thời hạn làm việc 
75%t , km 
- - - - - - 641.420 
Thời hạn làm việc 
80%t , km 
- - - - - - 598.270 
Thời hạn làm việc 
85%t , km 
- - - - - - 554.760 
Thời hạn làm việc 
90%t , km 
487.600 501.690 499.330 552.207 546.440 540.320 508.250 
Độ mòn giới hạn 
,maxghS = 3,5 mm 
Thời hạn làm việc 
50%t , km 
6.169.650 
6.318.530 
6.260.540 
6.744.240 
6.550.060 
6.451.520 
6.333.880 
Thời hạn làm việc 
75%t , km 
- - - - - - 4.489.960 
Thời hạn làm việc 
80%t , km 
- - - - - - 4.187.860 
Thời hạn làm việc 
85%t , km 
- - - - - - 3.883.300 
Thời hạn làm việc 
90%t , km 
3.413.230 
3.511.800 
3.495.290 
3.864.470 
3.825.080 
3.782.260 
3.557.760 
 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 
Thông số MLBX GBX 
Gối đỡ 
ĐCĐK 
Cổ góp 
ĐCĐK 
Độ mòn giới hạn, mm 
ghI = 7,0 ghI = 12 
, dgh R
S = 0,75 
dR
S = 0,45 
, dgh R
S = 0,5 
Thời hạn làm việc 50%t , km 186.140 446.900 439.240 904.840 
Thời hạn làm việc 75%t , km 152.500 328.310 339.160 641.420 
Thời hạn làm việc 80%t , km 145.960 308.050 321.040 598.270 
Thời hạn làm việc 85%t , km 139.010 287.390 302.220 554.760 
Thời hạn làm việc 90%t , km 131.160 265.020 281.450 508.250 
Độ mòn giới hạn, mm 
ghI = 70 - 
,maxghS = 1,0 
,maxghS = 0,7 
,maxghS = 3,5 
Thời hạn làm việc 50%t , km 1.861.350 - 683.250 6.333.880 
Thời hạn làm việc 75%t , km 1.524.960 - 527.590 4.489.960 
Thời hạn làm việc 80%t , km 1.429.590 - 499.400 4.187.860 
Thời hạn làm việc 85%t , km 1.390.140 - 470.10 3.883.300 
Thời hạn làm việc 90%t , 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 
với các thời hạn làm việc gamma phần trăm khác nhau 
TT Các thông số 
Tiện 
MLBX khi 
độ mòn 
đạt 7,0 
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 bánh 
xe khi độ 
mòn đạt 
70 mm 
Thay rô to 
ĐCĐK khi 
độ mòn cổ 
góp đạt 3,5 
mm 
1 
Thời hạn làm việc 50%L , 
103 km 
186,614 683,25 904,84 1.861,35 6.333,880 
Chu kỳ sửa chữa tối ưu, 
103 km 
L1=155 L2=620 L3=620 L4=1.860 L5=5.580 
Chi phí đơn vị tổng cộng 
nhỏ nhất, 103 VNĐ/km 
0,90561 
2 
Thời hạn làm việc 75%L , 
103 km 
152,50 527,59 641,42 1.459,60 4.489,96 
Chu kỳ sửa chữa tối ưu, 
103 km 
L1=124 L2=496 L3=496 L4=1.488 L5=4.464 
Chi phí đơn vị tổng cộng 
nhỏ nhất, 103 VNĐ/km 
1,1358 
3 
Thời hạn làm việc 80%L , 
103 km 
145,96 499,40 598,27 1.459,6 
0 
4.187,86 
Chu kỳ sửa chữa tối ưu, 
103 km 
L1=116 L2=464 L3=464 L4=1.392 L5=4.176 
Chi phí đơn vị tổng cộng 
nhỏ nhất, 103 VNĐ/km 
1,2141 
4 
Thời hạn làm việc 85%L , 
103 km 
139,01 470,11 554,76 1.390,14 3.883,33 
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 
5 
Thời hạn làm việc 90%L , 
103 km 
131,16 437,81 508,25 1.311,61 3.557,76 
Chu kỳ sửa chữa tối ưu, 
103 km 
L1=131 L2=393 L3=393 L4=1.179 L5=3.537 
Chi phí đơn vị tổng cộng 
nhỏ nhất, 103 VNĐ/km 
1,4163