ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ИПРИКЛАДНЫЕИССЛЕДОВАНИЯМОЛОДЫХУЧЕНЫХ

Сборник материаловIII Международной научно-практической конференции

УДК 622.692.4

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ ФРЕЗЕРНОГО РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ ЭКСКАВАТОРА

И.С. Кузнецов, студент группы НТС-17Т1

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный автомобильно-дорожный

обозначены х общ е недостатки. Дано описание патента, в котором решаются выявленные недостатки, обозначены составляющие нового рабочего оборудования и описан принцип его работы. Определены зав с мости размеров рабочего оборудования для подкопа трубопровода. делан вывод о целесообразности использования нового рабочего оборудования для подкопа трубопровода.

Ключевые слова: тру опровод, удаление грунта под трубопроводом, рабочее оборудование экскаватора.

SELECTION OF PARAMETERS OF THE MILLING WORKER

EQUIPMENT EXCAVATOR

I.S. Kuznetsov, student group NTS-17T1

Federal State Budget Educational Institution of Higher Education «The Siberian State Automobile and Highway University», Omsk, Russia

Abstract. The article deals with the problem of undermining the main pipeline. A review and analysis of methods for removing soil from under the buried pipe, and also outlined their common shortcomings. A description of the patent is given, in which the identified shortcomings are solved, the components of the new work equipment are indicated, and the principle of its operation is described. Dependences of the dimensions of the working equipment for digging the pipeline are determined. The conclusion is drawn about the expediency of using a new working equipment for digging a pipeline.

Keywords: pipeline, removal of soil under the pipeline, working equipment of the excavator

Введение

В процессе эксплуатации трубопроводы подвергаются большим нагрузкам, это приводит к их износу. Поэтому спустя определенное время необходимо заменять трубы на новые и проводить ремонтные работы. Именно от качества и скорости проведения ремонтных работ зависит своевременная поставка требуемого количества углеводородного сырья в различные районы нашей страны зарубежья. Основной машиной для освобождения трубопроводов от грунта является экскаватор. Он позволяет удалить землю с обеих сторон от трубопровода, но существует проблема выемки грунта из-под самой трубы. Вопрос является актуальным, так как в настоящее время подкоп осуществляется шанцевым инструментом. В связи с этим возникла необходимость в создании современного рабочего оборудования на базе одноковшового экскаватора для разработки грунта под трубопроводом. Кроме того, в наши дни трубы, требующие ремонта, заменяют на новые. Поэтому нет необходимости удалять грунт из-под трубы на всем ее протяжении, достаточно лишь через определенные промежутки производить подкоп для проведения полотенец трубоукладчика, необходимого для подъема старой трубы. Из этого следует, что более эффективно использовать сменное рабочее оборудование экскаватора, который находится в ремонтной колонне.

Основная часть.

Был произведен обзор и анализ существующих конструкций оборудований для разработки грунта под трубопроводом.[1-5]. Анализ показал, что:

- недостаточно обеспечена безопасность рабочего процесса подкопа, что может привести к простоям ремонтно-строительной колонны, несчастным случаям и дополнительным экономическим убыткам;

19

Направление 1.Транспортноеистроительноемашиностроение

-для обеспечения безопасности рабочего процесса полезную мощность ограничивают, в связи с чем уменьшается производительность, что является сдерживающим фактором для движения ремонтно-строительной колонны;

-у некоторых конструкций оборудования для подкопа высокая сложность исполнения и металлоемкость;

-во время рабочего процесса оказывается силовое воздействие на трубопровод, что может привести к его деформации.

Проблемы, описанные выше, ставят актуальной задачу по разработке новой конструкции оборудования для разработки грунта под трубопроводом, которая позволит повысить эффективность производства земляных работ при капитальном ремонте магистральных нефтепроводов.

СибАДИДля решения всех выявленных недостатков была разработана конструкция оборудования для разработки грунта под магистральным трубопроводом - роторная фреза на базе одноковшового экскаватора. Был получен патент на полезную модель №182718 [6]. Рабочее оборудование экскаватора включает стрелу, гидроцилиндр управления рукоятью, рукоять, гидроцилиндр управления оборудован ем, рычаги, соединенные с гидроцилиндром управления, телескопический цилиндр, удерж ваемый кронштейном, шарнирно соединенным с рукоятью и рычагом. На конце телескопического ц л ндра закреплен гидравлический привод с фрезерной головкой, на которой расположены резцы шнек.

После откапыван я тру опровода сверху и с обеих сторон ковш экскаватора заменяется на предложенное рабочее о орудование. Перед началом выполнения непосредственно подкопа трубопровода рукоять стрела экскаватора располагаются перпендикулярно трубопроводу. Шток гидроцилиндра управлен я о орудованием максимально выдвинут, рабочий орган опущен. Затем происходит опускан е ра очего о орудования в приямок траншеи. Движением штока гидроцилиндра вверх происход т поворот телескопического цилиндра и рабочего оборудования на угол 90˚ к разрабатываемому грунту, находящемуся под трубопроводом. Вращение фрезерной головки обеспечивается г дропр водом. Поступательное движение фрезерной головки для разработки удаления грунта з-под тру опровода о еспечивается выдвижением телескопического цилиндра 8. Установленные на фрезерной головке резцы обеспечивают эффективное разрушение разрабатываемого грунта, а шнек – его удаление из зоны разработки.

Рисунок 1 – Размеры ремонтного котлована при ремонте трубопровода Основные параметры ремонтного котлована (рис. 1) [7-9]:

1)Диаметр трубопровода равен 1020 мм, как основной для магистральных нефтепроводов

2)Толщина стенки грунта вокруг трубопровода составляет 200 мм

3)Глубина приямка траншеи ниже нижней образующей точки трубопровода минимум на 600 мм

4)Ширина приямка траншеи равна ширине ковша экскаватора (800 мм)

Исходя из этих параметров, можно вычислить размеры рабочего оборудования. Правила проведения земляных работ при ремонте регламентируют оставление слоя грунта толщиной не менее 200 мм. Исходя из этого, длина подкопа:

20

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ИПРИКЛАДНЫЕИССЛЕДОВАНИЯМОЛОДЫХУЧЕНЫХ

Сборник материаловIII Международной научно-практической конференции

L=1020+2*200=1420 мм.

Глубина подкапывания под нефтепроводом Hпод= 600 мм. С учетом оставления слоя грунта диаметр рабочего органа:

Рисунок 2 – Оборудование для разра отки грунта под магистральным нефтепроводом

Для приведения во вращение фрезерной головки используется высокомоментный гидромотор. Средняя длина гидромотора серии “МР” составляет 250 мм. лина фрезерной головки с резцами составит 300 мм. Длина телескопической стрелы в сложенном состоянии 500 мм. Общая длина рабочего оборудования экскаватора составляет 1050 мм, и 1550 мм при выдвинутом штоке гидроцилиндра [10].

Заключение

Проведен обзор и анализ конструкций оборудований для разработки и удаления грунта под трубопроводом, в результате которого выявлены сложности при эксплуатации некоторых устройств, высокая металлоемкость, опасность повреждения трубопровода и невысокая эффективность. Предложено техническое решение конструкции оборудования с роторным рабочим органом на базе одноковшового экскаватора. С учетом основных параметров ремонтного котлована были рассчитаны размеры рабочего оборудования.

Подводя итог, можно сделать вывод о том, что предлагаемая конструкция роторной фрезы на базе экскаватора, предназначенная для разработки грунта под магистральным трубопроводом, позволяет повысить безопасность, мобильность и производительность работ ремонтно-строительной колонны при капитальном ремонте магистрального трубопровода.

Библиографический список

1. Кузнецов . . Анализ методов подкопа трубопровода / И.С. Кузнецов // Фундаментальные и прикладные исследования молодых ученых [Электронный ресурс]: сборник научных трудов 2 Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых 08-09 февраля 2018 г. –

Электрон. дан. – Омск: СибАДИ, 2018– Режим доступа: http://bek.sibadi.org/fulltext/esd516.pdf, свободный. С. 42-45. 2. Демиденко А.И. Рабочее оборудование для подкопа нефтепровода / А. . Демиденко,

И.С. Кузнецов // Архитектурностроительный и дорожнотранспортный комплексы: проблемы, перспективы и инновации [Электронный ресурс] : сборник научных трудов 3 Международной научно-практической конференции 2930 ноября 2018 г. – Электрон. дан. – Омск: СибАДИ, 2018.

3. Пат. № 2342494: МПК E 20 F 5/10: Система для выемки грунта из-под заглубленной трубы / Канда Тошимаса (JP), Мацуда Мицунори (JP). – 2002131907/03; заявл. 27.05.2004; опубл. 27.10.2007, Бюл. № 30.

4. Пат. № 68538 : МПК E 02 F 3/28 : Рабочее оборудованиеэкскаватора / А.И. Демиденко,

Н.А. Гончаров; СибАДИ. - № 2007122960/22; заявл. 18.06.2007; опубл. 27.11.2007, Бюл. № 33.

5. Пат. № 2550307: МПК E 02 F 3/28: Рабочее оборудование одноковшового экскаватора / А.И.Демиденко И.С. Мораш ; СибАДИ. – 2013112305/03; заявл. 19.03.13; опубл. 20.06.2014, Бюл. № 17.

21

Направление 1.Транспортноеистроительноемашиностроение

6. Полез. модель 182718 РФ : МПК Е 02 F 3/06: Рабочее оборудованиеодноковшового экскаватора / А. И. Демиденко, И. С. Кузнецов; СибАДИ. - № 2018114359; заявл. 18.04.2018; опубл. 29.08.2018, Бюл. № 25.

7. Пат. № 2520760: МПК F 16 L 1/028 : Ремонтный котлован вдоль магистрального трубопровода и способ разработки ремонтного котлована вдоль магистрального трубопровода / Р.Т. Ахметшин; ОАО “СЗМН”. – 2012153895/06; заявл. 13.12.2012; опубл. 27.06.2014, Бюл. № 18.

8.РД 39-00147105-015-98 Правила капитального ремонта магистральных нефтепроводов, документ разработан: Гумеров А.Г., Гумеров, Р.С., Азметов Х.А., Хамматов Р.Г., Галеев М.Н., Ермилина Г.К., 1998, – 148с.

9.овременные методы ремонта трубопроводов/ Халлыев Н.Х., Абасова Т.Н., Селиверстов В.Г., Парфенов А.И., Куприна Н.Д. – М., 1997, – 242 с.

10.Демиденко А.И. Определение рациональных параметров оборудования одноковшового экскаватора для подкапывания трубопроводов / А.И. Демиденко, Д.С. Семкин // Материалы Всероссийской 65-й научно-

архитектурно-строительного дорожно-транспортного комплексов России». – Омск: СибАДИ. – 2011. – Кн. 2. –

. 347-351.

Научный руковод тель –Дем денко А. И., канд. техн. наук, профессор, заведующийкафедрой ТНКИ

22