Обоснование рациональных параметров и режимов работы оборудования для разработки грунта под магистральным трубопроводом

• Автор: Семкин, Дмитрий Сергеевич
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 161 с. : ил.

Содержание
Введение
]. Состояние вопроса, цель и задачи исследования
1.1 Технология ремонта магистральных трубопроводов
1.2 Обзор конструкций оборудования для вскрытия трубопроводов
1.3 Патентный обзор
1.4 Обзор теоретических исследований
1.5 Выводы, цель и задачи исследования
2. Математическая модель взаимодействия рабочего органа с грунтом
2.1 Определение касательной силы сопротивления копанию
одним скребком
2.2 Определение касательной силы сопротивления копанию
рабочим органом
2.3 Определение нормальной составляющей силы сопротивления копанию
2.4 Выводы
3. Экспериментальные исследования
3.1 Описание экспериментального стенда
3.2 Методика проведения эксперимента
3.3 Мероприятия по обеспечению точности измерений
3.4 Методика обработки данных эксперимента
3.5 Результаты экспериментальных исследований
3.6 Проверка адекватности математической модели и ее анализ
3.6 Выводы
4. Рекомендации по выбору рациональных параметров и режимов
работы оборудования
4.1 Конструкция оборудования для подкапывания трубопроводов
4.2 Выбор рациональных параметров и режимов работы оборудования
5. Основные результаты исследования и выводы

Библиографический список
Приложения
П. А. Экономическая эффективность
П. Б. Акты внедрения
П. В. Патенты

Введение
Россия располагает протяженной сетью магистральных трубопроводов, которые являются важной составляющей ее энергетической системы. Поддержание их в исправном состоянии необходимо для безопасного функционирования всего топливно-энергетического комплекса страны. Для своевременного обслуживания трубопроводов составляются перспективные и текущие планы их капитального ремонта.
Для обеспечения современных темпов проведения ремонтных работ, их безопасности и качества ремонта, требуется эффективное технологическое оборудование.
В настоящее время вскрытие магистральных трубопроводов при капитальном ремонте осуществляется в два этапа. В начале, для исключения повреждения ремонтируемого трубопровода рабочими органами вскрышных экскаваторов, производится предварительное вскрытие с оставлением слоя грунта, находящегося в непосредственной близости к трубопроводу. Затем с помощью подкапывающих машин, средств малой механизации или вручную осуществляется окончательное удаление грунта, как правило, по всему периметру трубы. Сложность выполнения данной технологической операции обусловлена ограниченным доступом к разрабатываемому грунту, а также возможностью повреждения трубопровода.
Наиболее распространенным оборудованием, выполняющим окончательное удаление грунта, являются роторные подкапывающие машины, передвигающиеся по трубопроводу с помощью отталкивания от него. Однако данные машины не в полной мере отвечают современным требованиям. В процессе работы на трубопровод оказывается силовое воздействие, поэтому во избежание повреждения трубопровода сила тяги машины ограничивается, что не позволяет значительно повысить производительность. Низкая производительность подкапывающих машин является сдерживающим фактором для движения ремонтно-строительной

с - удельное сцепление грунта; р - угол внутреннего трения грунта.
Ю.А. Ветров рассматривает процесс резания грунта как совокупность процессов, включающих резание передней гранью ножа, разрушение грунта в боковых расширениях прорези и резание грунта боковыми ребрами ножа [15].
Сила сопротивления грунта резанию простым острым ножом
где ф - коэффициент, учитывающий влияние угла резания;
Ь - ширина резания;
Ь - глубина резания; к - число блокированных сторон среза;
шсв - удельная сила резания в лобовой части прорези эталонным ножом; гпбок - коэффициент, характеризующий силу разрушения грунта в боковых частях прорези; тбок.Ср - коэффициент, характеризующий удельную силу среза грунта
Ю.А. Ветров предложил аналитические зависимости для определения касательной и нормальной составляющих силы сопротивления грунта резанию, используя метод предельного равновесия сыпучей среды, разработанный В.В. Соколовским [62; 63].
Касательная сила сопротивления грунта резанию
Р = Ф тсв Ь Ь + к тб0К Ь2 + к тб0К.ср ' Ь ,
(1.7)
боковым ребром ножа.
Р-Рсв = ь Ь с В ,
(1.8)
где с - коэффициент сцепления грунта;