Khung giá chuyển hớng đầu máy Đổi mới là loại khung giá đợc chế tạo bằng phơng pháp hàn các tấm thép lại thành một khung hộp cứng vững. Các phần tử dầm của khung giá đợc hàn từ những tấm thép dày 10 mm (đối với tấm đáy) và 8 mm (đối với tấm vách). Ngoài ra bên trong dầm hộp còn hàn thêm các tấm gân chịu lực có độ dày 6 mm.
Sau thời gian vận dụng khá lâu (từ năm 2002 đến nay), bản thân khung giá chuyển hớng đã xuất hiện những h hỏng chính sau đây:
Một là, khung giá bị cong, vênh và méo so với hình dạng ban đầu. Ta có thể lý giải nguyên nhân của những h hỏng này nh sau: bản thân khung giá trong quá trình vận hành đã làm việc trong điều kiện chịu tải trọng động biến đổi liên tục và tác dụng theo cả 3 phơng thẳng đứng, nằm ngang và dọc theo đoàn tàu. Mặt khác, trong quá trình vận dụng, khi đoàn tàu phải thông qua những cung đờng cong, thì giá chuyển hớng còn phải đóng vai trò dẫn hớng. Chính trong điều kiện làm việc nh vậy, lực dẫn hớng tác dụng vào gờ bánh và lực phục hồi của 4 trụ lò xo cao su là rất lớn, những lực này đều có xu hớng vặn méo khung giá. Ngoài ra, khi phải chạy trên những đoạn đờng có nền địa chất yếu hoặc có nền đờng lồi lõm, chất lợng kém, thì cả đầu máy và bản thân giá chuyển hớng đều có xu hớng gia tăng dao động nhấp nhô và gật đầu. Do vậy sẽ tăng cờng tác dụng của những lực thẳng đứng tác dụng lên khung giá, điều này dễ làm cho khung giá bị cong, vênh.
Hai là, tại những vị trí hàn các gối bắt biên tam giác của hệ thống thanh kéo, các gối liên kết khung giá với bầu dầu, các tai treo động cơ điện kéo và các bệ lắp block hãm xuất hiện những vết nứt và hở mối hàn. Điều này có thể giải thích do khung giá phải làm việc trong điều
kiện tải trọng động phức tạp, chất lợng của mối hàn không tốt (do công nghệ chế tạo, tay nghề của công nhân…).
Ba là, trên thân khung giá xuất hiện các vết nứt. Những vết nứt này thờng bắt đầu từ vị trí tiếp giáp của những mối hàn giữa các xà dọc và xà ngang. Cụ thể, trong quá trình vận dụng và sửa chữa, các cán bộ kỹ thuật và công nhân đã phát hiện những vết nứt rất nguy hiểm trên khung giá của 2 đầu máy Đổi mới D19E - 902 và D19E - 907 nh sau.
Ngày 24/01/2003, trong quá trình kiểm tra sửa chữa đã phát hiện trên giá chuyển hớng đầu máy Đổi mới D19E-902 xuất hiện vết nứt trên xà dọc, với hiện trạng nh sau:
+ Vết nứt xuất hiện tại mặt cắt ngang gần đờng hàn gối bắt biên tam giác với tấm đáy của xà dọc, kéo dài suốt toàn bộ chiều ngang 186 mm của tấm đáy.
+ Tạo thành đờng nứt dài 168 mm trên chiều cao 290 mm của tấm vách trong. + Tạo thành đờng nứt dài 150 mm trên chiều cao 290 mm của tấm vách ngoài. + Các vết nứt liền nhau.
Ngoài ra, trên giá chuyển hớng của đầu máy Đổi mới D19E - 907 cũng xuất hiện những vết nứt tơng tự nh trên. Tuy nhiên, do đợc phát hiện sớm nên những vết nứt này có kích thớc nhỏ hơn những vết nứt trên giá chuyển của đầu máy D19E - 902.
Sau khi khảo sát sơ bộ vết nứt, các cán bộ kỹ thuật đã nhận xét diễn biến của quá trình xuất hiện và phát triển của vết nứt nh sau:
+ Vết nứt ban đầu xuất hiện ở lân cận vùng tiếp giáp của các đờng hàn tấm đáy dới với tấm vách đứng trong và tấm đế gối đỡ thanh kéo phía trên của bầu dầu.
+ Vết nứt phát triển theo hớng từ phía trong ra phía ngoài và từ bên dới lên bên trên. Khi phát triển hết chiều ngang tấm đáy dới, vếp nứt tiếp tục phát triển sang tấm vách đứng ngoài và đi dần từ dới lên trên.
Sau quá trình khảo sát nghiên cứu, các chuyên gia Việt Nam và Trung Quốc đã đi đến những kết luận dẫn đến sự cố nứt khung giá nh sau:
1. Nguyên nhân đầu tiên là do sự phá huỷ vì mỏi của vật liệu ở vùng mặt cắt nguy hiểm trên xà dọc giá chuyển hớng trong trạng thái bị giòn hoá.
2. Nguyên nhân thứ hai là do kết cấu và công nghệ chế tạo tại vùng mặt cắt nguy hiểm trên xà dọc là không hợp lý.
3. Nguyên nhân thứ ba là do quá trình kiểm nghiệm độ bền cha tính đến điều kiện vận dụng ở Việt Nam cũng nh đặc điểm của kết cấu và công nghệ chế tạo của nhà sản xuất, nên khi tính toán đã bỏ qua những tổ hợp tải trọng và trạng thái ứng suất nguy hiểm tại vùng bị nứt gãy.
H hỏng do nứt trên khung giá chuyển hớng đầu máy Đổi mới
Những vị trí khoanh tròn là những vị trí có thể xảy ra những vết nứt gãy, gây nguy hiểm cho quá trình vận hành của đoàn tàu.