Раздел 1.

Тема 1.1:Общие понятия о машинах, основные характеристики и основные элементы машин для строительства магистральных трубопроводов

Вопросы:1-Что такое машина?

2-Отличие машины-двигатели от рабочих машин.

3-Машины по характеру рабочего процесса.

4-Машины по применяемому типу двигателя.

5-Что такое проходимость машины?

6-Требования предьявляемые к машине.

Общие понятия о машинах, применяемых при строительстве магистральных трубопроводов

ПОНЯТИЕ О МАШИНЕ

Машиной называется механическое орудие производства, пред- стапляющее собой сочетание механизмов, осуществляющих опре­деленные целесообразные движения для преобразования энергии или выполнения полезной работы.

Машины можно разделить на следующие два класса:

машины-двигатели, преобразующие различные виды энергии в механическую;

раб о ч и е машины, получающие необходимую им меха­ническую энергию от двигателя \ приводящего в движение исполни­тельный орган машины, при помощи которого машина изменяет свойства, состояние, форму или положение обрабатываемого сырья, материала или предмета.

При помощи машины, являющейся средством производства мате­риальных благ, происходит многократное увеличение производи­тельности труда.

ОБЩАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ МАШИН

Все машины и механизмы, применяемые на строительстве маги­стральных трубопроводов, можно разделить на общестрои­тельные и специальные.

Общестроительные машины имеют широкое применение и могут быть использованы на строительстве любого объекта (например, бульдозер). Специальные машины предназначены в основном для строительства магистральных трубопроводов (например, роторный траншейный экскаватор).

¹ Двигатель часто является составной частью такой машины.

По своему назначению все эти машины могут быть объединены в следующие основные группы:

машины для производства земляных работ: бульдозеры, экс­каваторы, траншеезасыпатели, буровые установки и т. д.;

труботранспортные и транспортные машины: трубовозы, пле- тевозы, болотоснегоходы и т. д.;

монтажные машины: трубоукладчики, трубогибочные уста­новки, такелажные приспособления и т. д.;

машины и оборудование для сварки трубопроводов: установки для дуговой, контактной и других видов сварки;

машины для выполнения подводно-технических работ: зем­снаряды, лебедки для протаскивания дюкера и т. д.;

машины для очистки и изоляции трубопроводов: установки для приготовления битумной мастики и ее транспортировки, очист­ные и изоляционные машины и т. д.;

машины для испытания трубопроводов: наполнительные и опрессовочные агрегаты.

Все эти машины могут быть также классифицированы:

по характеру рабочего процесса —

машины периодического (циклического) действия;

машины непрерывного действия;

по применяемому типу двигателя —

машины с двигателем внутреннего сгорания;

машины с электрическим двигателем;

машины с пневматическим двигателем;

машины с гидравлическим двигателем;

машины с комбинацией двигателей различных типов;

по степени мобильности —

машины, которые не могут быть перемещены с места на место без демонтажа;

машины, которые могут перевозиться в кузовах автомобилей, прицепах или на буксире без демонтажа;

самоходные машины.

ОБЩИЕ ТЕНДЕНЦИИ В РАЗВИТИИ СПЕЦИАЛЬНЫХ МАШИН

Развитие специальных машин для строительства магистральных трубопроводов производится в следующих направлениях:

увеличение мощности, производительности, скоростей пере- двгокения, проходимости, тягового усилия и грузоподъемности;

создание принципиально новых машин в связи с изменя­ющимися условиями производства работ, обусловленными расшире­нием границ строительства и увеличением диаметров прокладыва­емых труб;

индустриализация строительства магистральных трубопро­водов, т. е. перенесение в индустриальные (заводские) условия процессов сварки и изоляции трубопроводов, процессов приготовле­ния защитных покрытий и пр.;

Л) псе более широкое применение дизель-электрических силовых установок и гидродинамических трансмиссий;

5) вытеснение механических систем управления электрическими и гидравлическим управлением объемного типа;

G) стремление к замене металлического гусеничного ходового оборудования резино-металлическим и пневмоколесным на шинах низкого давления и арочных шинах;

более широкое применение машин непрерывного действия вместо машин периодического-действия;

внедрения автоматизации управления машинами;

повышение надежности и долговечности машин.

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К МАШИНАМ

Конструктивные требования заключаются в том, что машина должна быть высокопроизводительной, надежной, долговечной, удобной в управлении, обладать хорошей маневренностью и быть приспособленной к изменению в определенных пределах условий работы. Кроме того, машина должна быть достаточно простой в об­служивании и ремонте. Ее монтаж и демонтаж, а также замена дета­лей не должны вызывать зат руднений. В конструкции машины должны быть максимально использованы унифицированные узлы, нормали­зованные и стандартные детали, что значительно снижает стоимость машины, повышает ее надежность и облегчает ремонт машины.

Машина должна быть транспортабельной. Ее переброска с объекта на объект не должна вызывать поломки детали ходовой части машины Конструкция машины должна быть рациональна. Требование рациональности относится к каждой ее детали. Машина должна быть по возможности проста (что нельзя смешивать с примитив­ностью).Каждая линия детали и машины в целом должна быть строго обоснована и целесообразна. Внешне это находит выражение в кра­соте форм машины, ибо красота воспринимается нами как степень целесообразности, гармонического сочетания элементов во всяком устройстве. Следствием сказанного является требование минимально возможной металлоемкости. Конструкция машины должна быть выполнена также таким обра­зом, чтобы при ее изготовлении и сборке можно было применять прогрессивную технологию.

Сварные соединения должны выполняться конструктивно и тех­нологически с учетом предотвращения их хрупких разрушений.

Электротехническое и другое оборудование этих машин должно иметь морозо- и влагостойкое исполнение.

В гидравлических системах, а также системах жидкостного охлаждения должны применяться соответствующие низкотемпера­турные рабочие и охлаждающие жидкости.

Силовые установки с двигателями внутреннего сгорания должны снабжаться подогревательными и терморегулирующими устрой­ствами для обеспечения их быстрого запускания при низких темпе­ратурах.

Конструкция ходовой части должна обеспечить эксплуатацию машин на скальных и мерзлых грунтах, обледенелых и заснеженных дорогах, а также заболоченных участках.

При создании новой машины большое внимание должно уделяться обеспечению условий, благоприятных для работы водителя машины.

К этим требованиям относятся:

наличие удобного сидения, хорошего обзора и освещения фронта работ и рабочего органа;

удобство пользования рычагами, кнопками и педалями управ­ления; применение рычагов рациональной формы и снижения уси­лий, прикладываемых для переключения рычагов, применяя для этой цели специальные усилительные устройства;

устранение вибрации и шума в зоне рабочего места;

надежная защищенность рабочего места от пыли и отработан­ных газов;

поддержание благоприятного температурного режима в кабине водителя путем искусственного нагрева или охлаждения воздуха.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИКО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПАРАМЕТРЫ МАШИН

Расчетно-теоретическая производительность представляет собой производительность, определяемую расчетными параметрами машины без учета простоев. Расчетные параметры определяются работой на расчетных скоростях рабочих движений, при расчетном значении нагрузок на рабочем органе и с условным материалом

Техническая производительность П_т — это максимально возможная производительность в данных конкретных условиях. Она определяется по объему выполненных работ в течение часа непрерывной работы машины при максимальном использовании мощности двигателя и передовой технологии.

Эксплуатационная производительность П_э представляет собой фактическую производительность машины с уче­том всех перерывов в работе: случайных и запланированных

Эксплуатационная производительность за смену называется сменной производительностью

Ширина полосы движения машины характери­зует возможность ее перемещения по узким извилистым дорогам или возможность движения по дорогам с интенсивным движением. Под шириной полосы движения понимается полоса местности, в кото­рую вписывается машина при повороте

Рис. 1. Ширина полосы движения:

а — одиночного автомобиля; б — тягача с прицепом; в — тягача с полуприцепом; г — тягача с роспуском, соединенными крестовой сцепкой.

Проходимостью называется способность машины двигаться в плохих дорожных условиях или по целине, преодолевая различные естественные препятствия (спуски, подъемы, заболоченные участки, снег…

Дорожным просветом (клиренсом) называют рас­стояние С от низшей точки корпуса машины до поверхности грунта (рис. 2), замеренное на горизонтальной площадке (для большинства машин клиренс составляет 280—450 мм).

Радиус проходимости равен радиусу окружности, проходящей через низшую точку шасси и касательной к окружностям переднего и заднего колеса.

Надежностью называют свойство машины выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени или наработки.

Под наработкой понимается объем работы, выполненной машиной.

Одним из показателей надежности является наработка на отказ, выражаемый средним значением наработки машины между отказами.

Отказ — это событие, заключающееся в нарушении работоспособ­ности машины (поломки).

Долговечностью называется свойство машины сохранять работоспособность до предельного состояния, определяемого невоз­можностью дальнейшей ее эксплуатации, с необходимыми переры­вами для технического обслуживания и ремонтов