Теория и практика создания пневматических молотов с переменной структурой мощности для реализации бестраншейных технологий прокладки коммуникаций

• Автор: Червов, Владимир Васильевич
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 289 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Сравнительная оценка технических средств для бестраншейной прокладки коммуникаций в городских условиях

1.2. Обоснование типа молота для забивания труб в грунт

1.2.1. Молоты, работающие по циклу двигателя внутреннего сгорания

1.2.2. Молоты гравитационного действия с различными энергоносителями

1.2.3. Пневматические молоты

1.2.4. Требования, предъявляемые к пневматическому устройству ударного действия для погружения обсадных труб

1.3. Направления совершенствования пневмомолотов

1.3.1. Машины с пневматическим пульсатором

1.3.2. Пневмоударньтй механизм с двумя управляемыми камерами
1.3.3. Пневматический ударный механизм с улучшенным рабочим циклом
1.3.4. Пневматическое устройство ударного действия с увеличенным сечением выпускного канала
1.3.5. Устройства ударного действия с упругим клапаном для выхлопа воздуха из камеры обратного хода
1.4. Направления совершенствования техники и технологии очистки

1.4.1. Методы и устройства для очистки полости трубы от грунтового керна
1.4.2. Кассетное грунтозаборное устройство для очистки полости трубы от грунтового керна
1.4.3. Непрерывная очистка трубы от грунтового керна
1.5. Задачи исследования
2. ВЫБОР ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЙ СХЕМЫ ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛЕ-НИЯ ПНЕВМОМОЛОТА И СРЕДСТВ ОЧИСТКИ
2.1. Пути адаптации пневмомолота к источнику энергии, требования к схеме воздухораспределения
2.2. Сравнительные характеристики рабочего цикла пневмомолотов
2.2.1. "Мертвый" объем управляемой камеры обратного хода
2.2.2. Энергетические показатели пневмомолотов
2.2.3. Повышение энергии удара
2.2.4. Уменьшение удельного расхода воздуха
2.2.5. Рабочий цикл камеры прямого хода
2.3. Принципиальная схема пневмомолота
2.4. Обоснование условий саморазгрузки грунтового керна из трубы комбинированным методом
2.5. Выводы
3. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПНЕВМОМОЛОТА С УПРУГИМ КЛАПАНОМ
3.1. Основные расчетные параметры пневмомолота
3.2. Определение площади выпускного отверстия из камеры обратного хода в атмосферу
3.3. Условия работоспособности упругого клапана
3.4. Частота ударов и площадь сечения впускного отверстия в камеру обратного хода
3.5. Инерционный клапан для управления впуском воздуха
3.6. Работа пневмомолота в вертикальном положении
3.7. Выводы
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПНЕВМОМОЛОТА
4.1. Стенд для исследования и испытания пневмомолота
4.2. Определение продолжительности закрытого состояния инерционного клапана

4.3. Определение фактического расхода воздуха за цикл работы пневмомолота.
4.4. Измеренный фактический расход воздуха пневмомолота
4.5. Энергия и частота ударов пневмомолота при изменении площади сечения калиброванного отверстия
4.6. Выводы
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ТРАНСФОРМАЦИИ УДАРНОГО ИМПУЛЬСА И ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ГРУНТОВОГО КЕРНА ВНУТРИ ТРУБЫ
5.1. Давление, возникающее в дисперсном материале под воздействием ударного импульса и статической нагрузки
5.2. Перемещение грунтового керна под действием статического давления с одновременным ударным воздействием на трубу
5.3. Выводы
6. ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПНЕВМОМОЛОТА ДЛЯ ЗАБИВАНИЯ ТРУБ.
6.1. Методика расчета основных параметров пневмомолота
6.2. Требования к конструкции пневмомолота при его изготовлении
6.3. Эксплуатационные требования к конструкции пневмомолота
6.4. Выводы
7. ВНЕДРЕНИЕ И РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ
7.1. Типоразмерный ряд пневмомолотов
7.1.1. Соотношение энергии удара и диаметра забиваемой трубы
7.1.2. Главный параметр пневмомолота
7.2. Прокладка подземных коммуникаций пневмомолотами Тайфун
7.3. Погружение вертикальных элементов в грунт пневмомолотами Тайфун
7.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

3. остановка работы пневмомолота при его обмерзании ввиду малых зазоров в парах трения;
4. ненадежность запуска при большой длине рукава;
5. для получения большой энергии единичного удара необходимо увеличение внутреннего объема его камер;
6. повышенная точность изготовления основных деталей, представляющих собой поршневую пару.
С учетом всех этих требований и недостатков далее будет сделан анализ известных технических решений, направленных на совершенствование пневмомолотов, и выбраны наиболее рациональные принципиальные схемы пневматических устройств ударного действия в качестве основы для создания пневмомолота нового поколения.
1.3. Направления совершенствования пневмомолотов.
1.3.1. Машины с пневматическим пульсатором.

1 - рабочий инструмент; 2 - отверстие; 3 - передняя рабочая камера; 4 -ударник; 5 - клапан; 6 - атмосферное отверстие; 7 - корпус; 8 - задняя рабочая камера; 9 - воздухоподводящий рукав; 10 - корпус пульсатора; 11 — рабочая камера пульсатора; 12 — поршень; 13 - компенсационное отверстие; 14 - кривошипно-шатунный механизм; 15 - вторая рабочая камера пульсатора; 16 - второй воздухоподводящий рукав.
Рисунок 1.11. Машины ударного действия с одним (а) и двумя (б) пневматическими пульсаторами.