CC BY
34
УДК 622.6
М.Н. Каменский, Л.В. Лукиенко
Новомосковский институт Российского химико-технологического университета им. Д.И. Менделеева, Новомосковск, Россия
К ОПРЕДЕЛЕНИЮ МИНИМАЛЬНЫХ ГАБАРИТОВ СИСТЕМЫ ПОДАЧИ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА МАШИН ДЛЯ БЕСТРАНШЕЙНОЙ ПРОКЛАДКИ ТРУБ
Basically in installations it is horizontal - directed drilling mechanisms of discrete submission of working body in a ground are applied, that substantially increases time of carrying out of drilling. One of ways of the decision of this important scientifically - a technical task is application of system of continuous submission of an agency of machines for trenchless linings of pipes due to what the idle time of the equipment will considerably decrease. Application of this technology allows a message of work on replacement of communications in the constrained city conditions without infringement of a rhythm of transport streams.
В основном в установках горизонтально-направленного бурения применяются механизмы дискретной подачи рабочего органа в грунт, что в значительной степени увеличивает время проведения бурения. Одним из путей решения этой важной научно - технической задачи является применение системы непрерывной подачи исполнительного органа машин для бестраншейной прокладки труб, благодаря чему значительно снизится время простоя оборудования. Применение этой технологии позволяет вести работы по замене коммуникаций в стеснённых городских условиях без нарушения ритма транспортных потоков.
В настоящее время метод бестраншейной прокладки подземных коммуникаций является альтернативой традиционному траншейному методу и позволяет преодолевать преграды, встречающиеся на пути трубопроводов (реки, дамбы, дороги, железнодорожные насыпи и т.д.), без нарушения режима их функционирования. Если речь идет о городских условиях, то нет необходимости вскрывать дороги, разрушать целостность скверов и парков, перекрывать движения транспорта и создавать неудобства для пешеходов. А в сложных гидрогеологических условиях бестраншейные технологии практически незаменимы.
Значительное снижение объемов земляных работ, сокращение парка используемой при проведении работ техники, отсутствие необходимости привлекать значительное количество рабочей силы, высокие темпы прокладки (ремонта) инженерных сетей, все это говорит о высокой эффективности проведения работ бестраншейным способом.
С развитием бестраншейных технологий, стало возможным устанавливать, поддерживать и инспектировать подземные инженерные коммуникации с частичным или полным отсутствием вскрытия земли. Основная доля затрат в структуре себестоимости работ по открытой перекладке сетей приходится на земляные работы и транспортные перевозки, которые в большей части связаны с транспортировкой грунта.
Бестраншейные технологии позволяют избежать проблем и с экологией: окружающая среда не подвергается техногенному воздействию, связанному с уничтожением зеленых насаждений и травяного покрова при применении открытого способа. Сущность технологии горизонтально-направленного бурения заключается в последовательном выполнении таких технологических операций, как, проходка пилотной скважины, расширение скважины, протягивание трубопровода. Перед производством работ изучаются свойства и состав грунта, расположение существующих подземных коммуникаций, оформляются соответствующие разрешения и согласования на производство работ. Особое внимание уделяется оптимальному расположению технологического оборудования на месте производства работ и обеспечению безопасных условий труда рабочих и окружающих людей.
С точки зрения организаций, занимающихся прокладкой подземных коммуникаций, общие для бестраншейных, технологий производственно - технические преимущества следующие: значительно уменьшаются сроки выполнения работ; сохраняются все объекты благоустройства, озеленения и небольшие архитектурные формы по трассе прокладки трубопроводов; исключается проведение работ по водопонижению в условиях высоких грунтовых вод; исключается проведение гидротехнических работ во время прокладывания трубопроводов под водными препятствиями; обеспечивается беспрерывная работа транспорта на дорогах, водоемах и на объектах, где проводятся работы; сокращаются сроки и объемы организационно-технических согласований перед началом работ в связи с отсутствием необходимости остановки движения всех видов наземного транспорта, перекрытия автомобильных и железных дорог; обеспечивается возможность обхода препятствий по трассе трубопровода и формирование непрямолинейной траектории скважины.
Широкое внедрение рыночных методов хозяйствования предопределяет повышение нагрузки и интенсификацию использования эксплуатируемых машин, а также необходимость разработки новой техники обладающей повышенным ресурсом. Кроме того, очень важен экологический аспект. Вред, наносимый эксплуатируемой техникой, должен быть минимизирован. Одним из путей решения этой важной научно - технической задачи является применение системы непрерывной подачи исполнительного органа машин для бестраншейной прокладки труб. Применение этой технологии позволяет вести работы по замене коммуникаций в стеснённых городских условиях без нарушения ритма транспортных потоков. Поэтому на кафедре «Техническая механика» была разработана конструктивная схема системы непрерывной подачи исполнительного органа машины для бестраншейной прокладки труб, на которую подана заявка на получение Патента на полезную модель.
Анализ конструкций эксплуатируемых машин показал, что используется домкрат-ная система подачи с фиксацией механизма в определённых положениях. Это решение предопределяет дискретность работы механизма, затраты времени на переключение из одного положения в другое. Учитывая соизмеримые величины необходимых усилий подачи, а также схожие условия работы, представляется возможным применить при разработке системы перемещения исполнительного органа те же подходы, что и для очистных комбайнов. Есть, однако, и значительные отличия. Это, прежде всего, малые габариты разрабатываемого устройства.
В основе предлагаемого конструктивного решения, устраняющего эти недостатки, лежит применение зубчато-реечной передачи. Особенностью предлагаемого решения является расположение тягового органа с двух сторон машины симметрично её продольной оси. Подобное решение хорошо зарекомендовало себя при эксплуатации на очистных комбайнах за счёт своей надёжности, снижения времени на простои. Между тем как использование домкратной системы подачи распространения не получило. Проведённый анализ показал, что необходимые усилия подачи для машин, предназначенных для бестраншейной прокладки труб, имеют значения одного порядка с усилиями подачи очистных комбайнов. Этот факт позволяет утверждать о применимости накопленного положительного опыта разработки зубчато-реечных систем подачи очистных комбайнов при проектировании системы подачи исполнительного органа на забой для машин для бестраншейной прокладки труб. Поэтому задача разработки системы непрерывной подачи исполнительного органа машин для бестраншейной прокладки труб, обладающей повышенным ресурсом, представляется вполне разрешимой.
Проведённый анализ напряжённо-деформированного состояния тягового органа, выполненного например, в виде цевочной рейки, показал, что минимально допустимый
диаметр цевки, составляет 25 мм (Рис. 1). При этом, размеры колеса, взаимодействующего с тяговым органом, ограничиваются, в основном, прочностью ступицы и необходимым диаметром приводного вала.
МП а!
Рис. 1. К определению минимально допустимого диаметра цевки.
К направлениям развития работы необходимо отнести обоснование параметров системы подачи (конструктивная реализация, профиль зацепления, шаг зацепления, усилие и скорость подачи, минимальные габариты), разработку методики её расчёта, проектирование стендового оборудования для проведения экспериментальных условий и моделирования разрабатываемой установки.
Еще одним способом, предлагаемым для увеличения рабочих характеристик установок, является применение присадки «БХЬ-Об» (основные компоненты: олеат меди и олеиновая кислота), разработанной на кафедре «Техническая механика», которая более эффективна по сравнению с присадками других групп (содержащих чистые металлы или минеральные соединения металлов), особенно для смазочных материалов на основе углеводородов.
Были проведены исследования свойств присадки на машине трения СМЦ-2, работающей по замкнутой кинематической схеме и позволяющей имитировать работу различных узлов трения. Выяснилось, что механизм трения, реализованный в предлагаемом составе «БХЬ-06» весьма перспективен и представляет значительный практический интерес, однако необходимо продолжать его дальнейшие модельные исследования при различных нагрузках и контактирующих материалах с дальнейшей апробацией в практических условиях.
Применение на практике присадки «БХЬ-06» в значительной степени увеличит ресурс работы оборудования.
УДК 669.018.8
К.А. Брост, И.В. Глашкин, Б.П. Сафонов, В.И. Клочков
Новомосковский институт Российского химико-технологического университета им. Д.И. Менделеева, Новомосковск, Россия
АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ СПЛАВОВ ДЛЯ ХИМИЧЕСКОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ
