Xây dựng Phơng pháp xác định tuổi thọ của máy xây dựng dới tác động của môi trờng khai thác TS. Thái hà phi Bộ môn Máy xây dựng - Xếp dỡ Khoa Cơ khí - Trờng Đại học GTVT Tóm tắt: Bi viết giới thiệu một số kết quả nghiên cứu về phơng pháp xác định tuổi thọ của máy xây dựng dới tác động của môi trờng trên cơ sở áp dụng các phơng pháp thử nghiệm. Summary: The article introduces some results of a study on a method of measuring durability of construction machinery in the working environment, using experimental methods. nhii. đặt vấn đề Máy xây dựng có mối quan hệ tơng hỗ qua lại với môi trờng khai thác. Một mặt dới tác động của MXD, môi trờng khai thác bị ô nhiễm dới tác động của tiếng ồn, rung động, khí độc của các khí xả, bụi Mặt khác môi trờng khai thác cũng tác động đến chất lợng và hiệu quả sử dụng của MXD. Trong khuôn khổ của bài báo này chúng tôi trình bày tóm tắt các kết quả nghiên cứu về phơng pháp đánh giá tuổi thọ của MXD trong quá trình sử dụng dới tác động của môi trờng khai thác. ii. Nội dung Tuổi thọ là một tính chất quan trọng của độ tin cậy của MXD nó đợc định nghĩa là khoảng thời gian đặc trng cho dự trữ khả năng làm việc của đối tợng, là tổng thời gian làm việc của đối tợng từ khi bắt đầu khai thác hay làm việc sau s/c cho đến khi chuyển sang trạng thái giới hạn (Đối với MXD tuổi thọ có thể tính bằng quãng đờng xe chạy (km), số giờ máy làm việc (giờ), khối lợng sản phẩm thực hiện đợc (m 3 , tấn). Thời gian sử dụng MXD đến khi h hỏng là một đại lợng ngẫu nhiên. Do đó mô hình lý thuyết để xác định độ tin cậy của MXD cũng phải đặt trong một trờng (ngẫu nhiên) xác suất với giả thiết rằng: H hỏng và phục hồi trong cùng một thời điểm nhất định có thể xuất hiện. Mô hình sử dụng MXD có thể mô tả bằng các đặc tính hàm và các đặc tính số của các đại lợng ngẫu nhiên. Các đặc tính trên xác định nhờ mô hình xác suất với các số liệu thực nghiệm, các số này có thể thu đợc khi thử nghiệm MXD. Trong môi trờng khai thác các MXD phải làm việc trong điều kiện hết sức nặng nề, khắc nghiệt. Trớc hết phải kể đến là điều kiện địa hình hoạt động của MXD khi thi công, thờng không có đờng tạm, mấp mô, nghiêng ngang, lầy lội, nhiều vật cản, Những tham số chủ yếu của điều kiện địa hình ảnh hởng đến di chuyển của MXD nh hệ số cản chuyển động thẳng, góc lên xuống dốc, chiều cao mấp mô mặt đờng, độ cong quỹ đạo chuyển động, hệ số cản quay vòng, hệ số bám của lốp, xích vào nền đờng điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa cũng ảnh hởng lớn đến tuổi thọ của MXD nh nhiệt độ, độ ẩm của không khí Các tác động môi trờng này lên MXD cũng mang tính ngẫu nhiên. Việc xác định tuổi thọ của Máy xây dựng (hoặc chi tiết) tại các thời điểm nhất định sẽ giúp cho nâng cao hiệu quả khai thác máy xây dựng cỡ nhỏ. Theo [2] và [3] tuổi thọ của Máy xây dựng (hoặc chi tiết) đợc xác định theo công thức sau: 1 i i tT gh i = (1) trong đó: + T: tuổi thọ máy xây dựng (hoặc chi tiết) tính theo thời điểm xác định các thông số. + t i : số giờ làm việc của máy (hoặc chi tiết) tính đến thời điểm đo các thông số. + : hệ số đánh giá mức độ thay đổi của các thông số cần đo. + i : Sự thay đổi của giá trị thông số kỹ thuật cần đo tính đến thời điểm t i . + i gh : giới hạn thay đổi giá trị của thông số kỹ thuật cần đo (hoặc phải bảo dỡng kỹ thuật và sửa chữa hoặc thanh lý) . Nếu độ tin cậy trong dự báo tuổi thọ của máy xây dựng (hoặc chi tiết) phụ thuộc vào độ chính xác của hệ số . Theo [2] và [3] đã xác định các giá trị trung bình TB đối với các lắp ghép, chi tiết, cụm chi tiết trên cơ sở các kết quả đo cụ thể trên các máy xây dựng chủ yếu hiện nay. Nhng dự báo tuổi thọ của một máy xây dựng cụ thể (dự báo về một máy đơn chiếc) với các giá trị TB thờng dẫn đến những sai số rất lớn (và kết quả thờng không đợc chấp nhận). Thí dụ nh trong [4] nếu theo hệ số hiệu suất của bơm thủy lực trong hệ thống TĐTL trên máy ủi (máy đào) mà ta dự báo tuổi thọ theo giá trị của TB thì kết quả cho ta sai lệch gần 50%. Điều này có thể đợc khắc phục nếu ta không sử dụng giá trị TB mà sử dụng giá trị tại các thòi điểm đo khác nhau để tính tuổi thọ của Máy xây dựng (chi tiết). Trong thực tế, giá trị đợc tính theo kết quả đo mỗi thông số kỹ thuật L n của hai lần đo liên tiếp, xác định theo công thức sau: = ++ i 1i n 1i ni t t L i L (2) Nếu ta tăng số lần đo trong thực tế thì độ chính xác của hệ số càng tăng. Khi số lần đo các đại lợng kỹ thuật của máy xây dựng (chi tiết) cần xác định lớn hơn 2 thì ta có thể xác định giá trị theo công thức sau: == = m 1i i m 1i ii t.t (3) trong đó: + t i : số giờ làm việc của máy xây dựng (chi tiết) giữa 2 lần đo thông số kỹ thuật cần xác định. + m: số thứ tự lần đo. + Ln: Kết quả đo thông số kỹ thuật n. Nếu ta sử dụng kết quả tính toán theo phơng pháp trên (theo các công thức (1), (2), (3)) với các giá trị của các tài liệu [2], [3], [4] thì so với các giá trị thực nghiệm trong [4] thì sai số 5%. Trong quá trình xác định tuổi thọ của máy xây dựng (chi tiết) theo khuyến cáo của [5] thì ta nên đo các thông số kỹ thuật đặc trng cho một nhóm máy. Nhng việc xác định giá trị cho mỗi lần đo (thử nghiệm máy) và tính toán xác định tuổi thọ theo các công thức (1), (2), (3) là rất khó khăn vì khối lợng tính toán rất lớn. Từ các phân tích ở trên, ta có thể xây dựng phơng pháp xác định tuổi thọ của máy xây dựng dới dạng phần mềm tin học với sự trợ giúp của máy tính điện tử. Sơ đồ thuật toán của phần mềm tin học đó đợc trình bày ở hình vẽ 1. Để xác định tuổi thọ của máy xây dựng dới tác động của môi trờng trên cơ sở áp dụng các kết quả thử nghiệm đối với cả máy (hay từng chi tiết) theo phơng pháp đã đợc xây dựng, ta tiến hành theo trình tự sau: + Xây dựng ngân hàng dữ liệu các kết quả đo các thông số kỹ thuật cần xác định của máy xây dựng (chi tiết) tại các thời điểm khác nhau. + Xây dựng sơ đồ thuật toán trên cơ sở xác định công thức (1) với sự kết hợp của công thức (2) và (3). TG = 2 Chơng trình trợ giúp nào? TG In thông tin số liệu từ ngân hàng dữ liệu theo một hệ thống Xử lý số liệu trong ngân hàng đối với 1 hệ thống (máy, chi tiết) theo t , tính T theo công thức (1) In t , và các kết quả khác Kết thúc In toàn bộ thông tin của ngân hàng dữ liệu Chơng trình so sánh với các thông số kỹ thuật tiêu chuẩn (định mức) TG = 3 Lựa chọn min TG làm việc của chơng trình, tính theo theo (2) hoặc (3) Nạp các số liệu đo vào ngân hàng dữ liệu N2>10 Nhập thêm một số liệu đo tiếp theo n + 1 trong ngân hàng dữ liệu Mở đầu Nhập các thông số đầu vào L n , t i , i , gh (-) (+) Hình 1. Sơ đồ thuật toán xác định tuổi thọ của máy xây dựng dới tác động của môi trờng khai thác Sơ đồ thuật toán đợc xây dựng theo 3 nấc mức độ khác nhau, ở mỗi mức độ (nấc) ta xác định theo một (hoặc một số) thông số kỹ thuật đặc trng của máy xây dựng. - ở mức độ thấp nhất ta sử dụng các số liệu trong ngân hàng dữ liệu đợc xác định của các lần đo trớc đây vào các thời điểm nhất định đối với một chi tiết (hoặc một hệ thống của máy). - Mức độ tiếp theo (nấc 2): ở nấc này ngoài các số liệu nh ở nấc 1 ta nạp cả các số liệu về giá trị định mức (giới hạn) về 1 thông số kỹ thuật đặc trng của máy xây dựng (hoặc chi tiết). ở nấc này các giá trị thu đợc sẽ là các kết quả tính toán nhng không có trong số liệu tiếp theo về các chi tiết, hệ thống khác của máy xây dựng. - Nấc 3 (cao nhất) xử lý các số liệu có trong ngân hàng dữ liệu cho với mọi hệ thống, chi tiết (hoặc cả máy) không xây dựng ngân hàng số liệu nữa. Nếu trong quá trình khai thác máy xây dựng đã tính hết đợc các số liệu đo về chi tiết (hoặc cả máy) thì sẽ xử lý chính theo phơng pháp bình phơng nhỏ nhất và số liệu chính giá trị của hệ số t i . Cụ thể trong sơ đồ thuật toán theo hình 1. + Với NP = 1 với các số liệu đã đo đợc ta xác định tuổi thọ của chi tiết (hoặc máy), giá trị , dự báo tuổi thọ của Máy xây dựng. + Với NP = 2 theo các số liệu trong ngân hàng số liệu về 1 hệ thống nào đó của máy, ta dự báo tuổi thọ của máy xây dựng. Với NP = 3 ngoài các số liệu vừa xác định ta có thể huy động các số liệu trong toàn bộ NP, số liệu với mọi hệ thống của máy, ta dự báo tuổi thọ của máy xây dựng. III. Kết luận - Phơng pháp xác định tuổi thọ của máy xây dựng dới tác động của môi trờng khai thác đợc trình bày trong bài báo sẽ cho ta các kết quả có độ chính xác cao hơn các phơng pháp khác. - Để xác định cụ thể tuổi thọ của các máy xây dựng chủ yếu đang thi công trên công trờng hiện nay chúng ta cần xây dựng ngân hàng dữ liệu các kết quả đo các thông số chủ yếu của các nhóm máy điển hình. Tài liệu tham khảo [1]. Thái H Phi. ảnh hởng của môi trờng đến độ bền và tuổi thọ của các thiết bị GTVT. (Bài giảng cao học chuyên ngành cơ khí giao thông - Trờng ĐH GTVT). [2]. M .: , 1984 . [3]. . - : -, 1986. [4]. . ., . . ,1983. [5]. . . , 12 - 1997 . Xây dựng Phơng pháp xác định tuổi thọ của máy xây dựng dới tác động của môi trờng khai thác TS. Thái hà phi Bộ môn Máy xây dựng - Xếp dỡ Khoa Cơ khí - Trờng Đại. Phơng pháp xác định tuổi thọ của máy xây dựng dới tác động của môi trờng khai thác đợc trình bày trong bài báo sẽ cho ta các kết quả có độ chính xác cao hơn các phơng pháp khác. - Để xác định. ta xác định tuổi thọ của chi tiết (hoặc máy) , giá trị , dự báo tuổi thọ của Máy xây dựng. + Với NP = 2 theo các số liệu trong ngân hàng số liệu về 1 hệ thống nào đó của máy, ta dự báo tuổi