автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.04, диссертация на тему:Совершенствование конструкции и обоснование параметров рабочего органа подкапывающей машины



На правах рукописи //

..--л

С- ' "

^ / '/ / I -

У

Киселева Лариса Николаевна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО ОРГАНА ПОДКАПЫВАЮЩЕЙ МАШИНЫ

Специальность 05.05.04 - «Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 О НОЯ 2011

Омск-20 И

4859404

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)»

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент Федотенко Юрий Александрович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, доцент Пономаренко Юрий Евгеньевич

кандидат технических наук, доцент Матяш Иван Иванович

Ведущая организация:

ФГБОУ ВПО «Братский государственный университет»

Защита состоится 7 декабря 2011 г. в Ю00 часов на заседании диссертационного совета ВАК РФ Д 212.250.02 при ФГБОУ ВПО «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)» по адресу: 644080, г. Омск, проспект Мира, 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Сибирская государственная автомобилыю-дорожная академия (СибАДИ)».

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью учреждения, просим направлять на адрес диссертационного совета.

Телефон для справок: (3812) 65-01-45, факс (3812) 65-03-23.

Автореферат разослан 1 ноября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Д 212.250.02

В.Н. Кузнецова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Российская Федерация располагает развитой трубопроводной инфраструктурой. На долю этого вида транспорта сегодня приходится более 30 процентов общего грузооборота страны. Суммарная протяженность трубопроводов составляет более 230 тыс. километров. Большая их часть эксплуатируется свыше 30 лет. В связи с этими обстоятельствами остро стоит вопрос о ремонте магистральных трубопроводов, что сопряжено с большими затратами труда и материальных средств, для экономии которых необходимы наиболее прогрессивные методы строительства и ремонта и ускоренные темпы их проведения.

Кроме того, протяженность трубопроводных магистралей России постоянно увеличивается, осуществляются модернизация и техническое перевооружение ранее построенных трубопроводов, внедряются современные средства связи и управления, совершенствуются технологии транспорта и ремонта объектов магистральных трубопроводов.

Наиболее сдерживающим фактором повышения производительности ремонта трубопроводов является несовершенство средств механизации выполнения земляных работ. Одноковшовые экскаваторы и бульдозеры не могут обеспечить необходимой производительности. При реализации технологии ремонта трубопровода применяется послойная разработка грунта подкапывающей машиной. В отличие от традиционного метода снятия плодородного слоя грунта бульдозером, исключается перемещение машины поперек трубопровода. Разработка трубопроводной траншеи с применением подкапывающей машины сокращает количество технологических операций при вскрытии трубопровода, что приводит к увеличению производительности строительных работ при капитальном ремонте трубопроводов.

Однако разработка связных и плотных грунтов подкапывающей машиной практически невозможна в силу несовершенства конструкции рабочих органов. К тому же высокие значения силы сопротивления разработке грунтов, возникающие на рабочих органах подкапывающей машины, резко снижают ее производительность. Минимизация силы сопротивления позволит не только повысить энергоэффективность процесса разработки грунта, но и снизить сжимающие усилия на трубопроводе, реализуемые захватами подкапывающей машины.

Следовательно, актуальным является проведение теоретических и экспериментальных исследований для создания высокоэффективных рабочих органов подкапывающей машины.

Объект исследований — конструктивно- технологическая система «рабочий орган подкапывающей машины - разрабатываемый грунт».

Предмет исследований — закономерности процесса взаимодействия рабочего органа подкапывающей машины с разрабатываемым грунтом.

Целью работы является: повышение эффективности работы подкапывающей машины путем совершенствования конструкции и обоснования основных параметров рабочего органа.

Задачи исследований:

1. разработка математической модели процесса взаимодействия рабочего органа подкапывающей машины с разрабатываемым грунтом;

2. разработка методики обоснования основных параметров рабочего органа подкапывающей машины путем снижения энергоемкости процесса разработки грунта;

3. создание эффективной конструкции рабочего органа подкапывающей машины;

4. проверка адекватности теоретических результатов путем проведения экспериментальных исследований новой конструкции подкапывающей машины;

5. экономический анализ использования подкапывающей машины новой конструкции.

Достоверность научных исследований обеспечена

1. методологической базой исследования, основанной на фундаментальных теориях;

2. применением математического анализа в качестве основного инструмента исследования;

3. практической и экспериментальной проверкой адекватности теоретических исследований.

Научная новизна:

1. Разработана математическая модель процесса взаимодействия рабочего органа подкапывающей машины с разрабатываемым грунтом.

2. Установлены зависимости составляющих суммарной силы сопротивления разработки грунта от его физико-механических свойств и параметров рабочего органа подкапывающей машины.

3. Определены рациональные параметры рабочего органа подкапывающей машины исходя из критерия минимизации энергоемкости процесса разработки грунта.

Практическая значимость:

1. Разработана методика обоснования основных параметров рабочего органа подкапывающей машины.

2. Создана конструкция рабочего органа подкапывающей машины повышенной эффективности (патенты на полезную модель № 64312, 93126 «Машина для удаления грунта из-под магистрального трубопровода»).

3. Возможность использования разработок и результатов исследований в учебном процессе по специальностям и направлениям подготовки кадров высшей квалификации, а также на предприятиях и в организациях, занимающихся проектированием и созданием землеройных машин. . ■

Апробация работы. Основные научные положения и результаты теоретических и экспериментальных исследований докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на 1Х-ой Международной научно-технической конференции молодежи «Транссибнефть» (2008 г.), Всероссийских научно-практических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Развитие дорожно-транспортного комплекса и строительной инфраструктуры на основе рационального природопользования» (СибАДИ, 2008 - 2011 г.г., г. Омск), научно-технических конференциях СибАДИ, научных семинарах факультета «Нефтегазовая и строительная техника» СибАДИ, (СибАДИ, 2008 - 2011 г.г., г. Омск), Международном конгрессе «Креативные подходы в образовательной, научной и производственной деятельности» (СибАДИ, 2010 г., г. Омск), молодежном форуме «Ритм» (2011 г., Омск).

Реализация результатов. Методика определения параметров подкапывающей машины внедрена в Конструкторском бюро тгранспортного машиностроения, Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии (СибАДИ) (г. Омск) при выполнении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. По предложенной методике разработан, изготовлен и успешно испытан рабочий орган подкапывающей машины повышенной эффективности, новизна которого подтверждена патентами на полезную модель.

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 9 научных работах, в том числе 4 публикации - в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендуемых ВАК Министерства образования и науки РФ; двух патентах на полезную модель.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных результатов, выводов и рекомендаций, библиографического списка используемой литературы.

Содержание работы.

Во введении приведено обоснование актуальности . темы диссертации, научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе освещается общее состояние вопроса в области повышения эффективности земляных работ в процессе ремонта магистральных трубопроводов, проводится выявление и анализ недостатков существующих конструкций подкапывающих машин, их рабочих органов и режимов работы.

Среди отечественных ученых, внесших вклад в решение этих актуальных проблем, следует отметить Х.А. Азметова, B.JI. Березина, Л.И. Быкова, Г.Г. Васильева, А.Г. Гумерова, P.C. Гумерова, К.А. Забелу, О.М. Иванцова, A.A. Коршака, М.А. Лежнева, В.В. Москвичёва, В.В. Орехова, К.Е. Ращепкина, Н. X. Халлыева, A.M. Шаммазова, Р.Г. Шарафиева, Э.М. Ясина и других авторов многочисленных публикаций.

Научной основой работ по исследованию процессов разработки грунтов являются труды В .Д. Абезгауза, О.Д. Алимова, К.А. Артемьева,

B.JI. Баладинского, В.И. Баловнева, И.Г. Басова, Г. Бернацкого, Ю.А Ветрова, М.И. Гальперина, В.П. Горячкина, А. Д. Далина, Н.Г. Домбровского, А.Н. Зеленина, JI.C. Зенина, И.А. Недорезова, A.C. Кадырова, Ф.М. Канарева, АЛ. Сагомоняиа, Г.Н. Синеокова, Д.И. Федорова, В.Г. Юдина и других исследователей.

Обзор существующих исследований выявил недостаточность теоретических и экспериментальных данных по вопросу повышения эффективности разработки грунтов рабочими органами подкапывающих машин.

Анализ используемых подкапывающих машин показал, что при их работе имеются следующие недостатки. Привод попеременной шаговой подачи вперёд машины прижимными захватами оказывает на трубопровод значительные сжимающие усилия. Это может вызывать в стенке трубопровода механические перенапряжения и даже деформации, а это при дальнейшей эксплуатации трубопровода может привести к разрушению трубы и соответственно к аварии. Еще одним недостатком является то, что цилиндрические рабочие органы не обеспечивают надлежащий вынос связных и плотных грунтов, и под трубопроводом остается неразработанным слой грунта. Это приводит к невозможности выполнения последующих технологических операций. Кроме того, при разработке связных и плотных грунтов на рабочих органах возникают высокие величины силы сопротивления разработки грунта. Это приводит к снижению скорости передвижения машины по трубопроводу, так как усилий захватов привода машины бывает недостаточно для удержания тележки на трубопроводе. Поэтому происходит ее проскальзывание по трубе и неизбежные сбои в работе машины.

Идея работы: совершенствование конструкции и изменение направления вращения рабочего органа подкапывающей машины позволит повысить эффективность разработки грунта.

В качестве рабочего органа подкапывающей возможно использование роторов конической формы с уширяющимся нижним основанием. Это сформирует и удержит клин разрабатываемого грунта под трубопроводом и предотвратит обрушение грунта на дно траншеи. Исследования показали, что для минимизации величины силы сопротивления и удельной энергоемкости процесса разработки грунта могут быть использованы рабочие органы с измененным направлением вращения. Изменение вращения роторов по направлению друг к другу создаст дополнительную силу тяги, возникающую при отталкивании резцов ротора от грунтового клина.

Во второй главе изложены теоретические исследования процесса взаимодействия рабочего органа подкапывающей машины при разработке грунта.

Размер стружки грунта определяется как расстояние между траекториями двух соседних резцов. Толщина стружки - это отрезок,

заключенный между траекториями I и II движения резцов и нормальный к траектории /.

Траектория движения резца может быть представлена уравнениями:

у,=3-— + Rsintp, (1)

т

х ¡=Rcos<p, (2)

y2=$^ + Rsm(t?-tp0), (3)

со

x2 = R-cos{<¡>-<p0), (4)

где х,,у,,х2,у2 - координаты режущих кромок соседних резцов; 3 — скорость движения подкапывающей машины; q> - угол поворота резца к оси X; а - угловая скорость вращения ротора подкапывающей машины; К — радиус установки резца на поверхности ротора; <р0 - угол между соседними резцами.

С учетом ряда преобразований получена формула для определения толщины стружки, срезаемой резцом:

h= sin у. (5)

а

Объем грунта, вынимаемый из забоя одним резцом, составит

V = J М sin 9 U + f cosЛЛ(р = М [я (cos% - cos^J], (6)

¿ а ч ® ) СО

где гри ,<рх - угол поворота ротора при входе резца в забой и его выходе из забоя.

Процесс взаимодействия рабочих органов подкапывающей машины включает в себя следующие этапы: внедрения резцов роторов в грунт, его разработка, перемещение грунта по рабочему органу и вынос срезанного грунта в боковые приямки траншеи.

Таким образом, можно обозначить две контактные зоны взаимодействия рабочего органа с разрабатываемым грунтом: зона непосредственной разработки грунта и зона выноса грунта. Этапы внедрения резцов ротора в грунт, перемещение грунта по рабочему органу и его разработка осуществляется в зоне непосредственной разработки

грунта, а вынос срезанного грунта в боковые приямки траншеи выноса грунта (рис. 2).

гкщ

в зоне

рд - зона разработки грунчи ■ [ \-занв дынеа грунта

Рисунок 2 - Контактные зоны взаимодействия рабочего органа подкалывающей машины с фунтом

Рассмотрим этапы разработки и выноса грунта. Для этого разработана расчетная схема взаимодействия рабочего органа с грунтом (рис. 3).

Сопротивление разработки грунта подкапывающей машиной \¥ включает в себя силу сопротивления перемещению

ротора в грунте Р, силу трения поверхности ротора о грунт Л, силу, приходящуюся на резцы ротора, Г, и силу, необходимую для отбрасывания грунта Ртб:

Ж = Р-А-Т + Ротб, (7) где Р- сумма проекций сил нормального давления со стороны грунта на поверхность ротора, А -

Рисунок 3,- Схема сил, действующих сУмма проекций сил трения на рабочий орган поверхности ротора о грунт, Т-

при взаимодействии с грунтом сумма проекций сил сопротивления

перемещению резцов в грунте на ось, совпадающую с направлением движения машины, Рапб - сила, необходимая для отбрасывания грунта.

Движение резца вертикального ротора сопровождается изменением угла атаки грунта резцом (рис. 4).

Вследствие этого меняется и реакция грунта. При перемещении резца ротора в разрабатываемом грунте возникает сила сопротивления передвижению резца в массиве грунта Т. Она включает в себя нормальную 7Л и тангенциальную Ттр составляющие.

Суммарная нормальная сила на резцы 7*, находящиеся в массиве грунта, определяется как сумма произведения сил, приходящихся на резцы в массиве грунта Т,", на угол наклона резца <р:

гу

Рисунок 4 - Схема сил. действующих на резец (правый ротор)

7-^Г» сов <р,,

(8)

7] =р-Ьв-к1-сояр1, (9)

- ширина резца, И, - толщина стружки /-го резцов на одном ряду, одновременно взаимодействующих с грунтом.

Давление, приходящееся на резец, определяется из зависимости:

у а2

где р резца,

давление на резец, п - количество

1-В

(10)

где у - плотность грунта; В - сжимаемость грунта; & - скорость движения подкапывающей машины.

Т.к. резцы установлены шагом угла <ри, можно записать

Р, =«>„+('-1) ■<*>„. (11)

Выражение для определения силы сопротивления перемещения резцов ротора в массиве грунта имеет вид:

г-ь0-

• • вш [2 • <р, + (д, -1) • ] • 5\п(п ■ <рй),

. ^ . ч., „„ (12)

где К - количество рядов резцов, ¡1 - радиус установки резца; <р, - угол поворота резца; и, - количество резцов /-го ряда, одновременно взаимодействующих с грунтом.

Силу трения, направленную по касательной к поверхности резца, определим как

ТтР (13)

где/— коэффициент внешнего трения.

Важной грунта является сопротивляться усилиям. Это

характеристикой его способность касательным сопротивление

зависит от внутренних сил сцепления между частицами грунта и сил трения. Силы трения, в свою очередь, связаны с нормальным напряжением и коэффициентом трения.

Силу трения поверхности ротора о грунт А можно определить как интегральную сумму сил трения грунта на элементарных площадках ротора, направленных по касательной к его поверхности:

Рисунок 5 - Схема сил, действующих от грунта на боковую поверхность ротора

reos I

,dS

(14)

где т - сила трения грунта, направленная по касательной к поверхности ротора, Я — поверхность контакта резцов с грунтом, ¿й' — элементарная площадка контакта грунта с поверхностью ротора

с1хс1у

dS-

cosa

eos </>=-

x2+y2

(15)

(16)

Касательное напряжение выражаем через нормальное:

г = <г-/ = /(Я-*у.£ (17)

где ст-нормальное давление со стороны грунта на боковую поверхность ротора, Н - глубина траншеи, г - координата произвольной точки боковой поверхности конуса, контактирующего с грунтом, коэффициент бокового давления.

о- = (Я-г)Г|. (18)

(19)

где а- угол наклона образующей конуса к горизонтальной поверхности (основанию конуса), Я„ - радиус нижнего основания усеченного конуса.

Рисуцок 6 - Область интегрирования С учетом области интегрирования (рис. 6) из последнего выражения

имеем

Д =

eos а

ñr

(H-R¿ga)R„-yl +

' Rly\-}f\tga

eos а

ñr

cosa

2 R,-y2{H- J?„fca)+| R] ■ У2 - y fea

(20)

У1 + Л. 4

Уг+R. 2

-(y¡-yi)tg<*

где х,,х2,х, - уравнения линий, ограничивающих область интегрирования, Rв - радиус верхнего основания усеченного конуса.

Суммарная величина силы сопротивления движению ротора от сил нормального давления грунта на его поверхность определяется из выражения:

Р = ¡jcjdS

•coi а,у

(21)

где cos| а , у | - уГ0Л наклона вектора нормального давления к направлению движения машины.

4 у sin а

cosí а,у

(22)

С учетом ряда преобразований и области интегрирования выражение (15) принимает вид

P = 2^tga\(x„ +RHj^{H-R,tga)RH +{lRl-x¡ ~(x0 + R.) {H-Rjga)R.+{2R^-xl+XoR,)~-

fe-д;)

-(H-R,tga)

Сопротивление отбрасыванию грунта с рабочего органа составит:

Р/жб = Рсда ~ Pye , (24) где РсЛ, - сила, сдвигающая грунт с поверхности рабочего органа, Р^ -сила, увлекающая грунт во вращение.

Рассмотрим силы, действующие на элемент стружки, находящийся на поверхности резца конического ротора. На элемент стружки действует сила тяжести грунта G = m g, центробежная сила

Рисунок 7 - Схема для определения силы сопротивления отбрасыванию грунта с рабочего органа подкапывающей машины

инерции 1\=т-о}2-К, нормальная реакция поверхности резца Т" и сила трения Г„;=/-Г".

Сила, сдвигающая элемент грунта с резца вниз, равна составляющей

силы веса:

Рсдв = {ma>2 R + mg sin a)- sin (р, Сила, увлекающая грунт во вращение:

„ f y-b0-S-R2 Л

sin q>

(24)

(25)

где £■„- угол резания.

Сдвиг грунта с поверхности рабочего органа конического типа произойдет в случае, когда

т.е.:

ГЪ0-&-К2

mm R + mg sin а ) mgcosa + '

(27)

(1-В)-а>

Зная сопротивление перемещению подкапывающей машины, можно определить крутящий момент вращения ротора, мощность приводного вала, оптимальную схему расположения резцов на роторе машины, энергоемкость процесса разработки грунта.

В третьей главе приведено обоснование основных параметров рабочего органа подкапывающей машины. Разработана блок-схема

обоснования основных параметров рабочего органа подкапывающей машины (рис. 8).

рабочего органа подкапывающей машины

Исходными данными являются: тип разрабатываемого грунта, его физико-механические свойства, глубина укладки и диаметр трубопровода, геометрические параметры подтрубного пространства, геометрические параметры резца ротора.

Определяем величину силы сопротивления подкапывающей машины с ротором цилиндрического типа IVц. Принимаем минимальное количество резцов для цилиндрического ротора л = 12, учитывая, что при этом значении сила сопротивления будет наименьшей.

Задаемся минимальным количеством резцов на поверхности конического ротора п = 16 и минимальным углом наклона образующей конуса а = 76°. Производим расчет составляющих суммарной силы сопротивления грунта разработки ротором конического типа IV. Затем определяются и сравниваются величины мощности и удельной энергоемкости процесса разработки грунта рабочими органами цилиндрического и конического типа (Эч и Эк).

Если Эх < Эч, то условие выполняется.

Если Эк > Эц, то необходимо пошагово уменьшать значение угла образующей конуса а до 72° до выполнения условия Эк < Эч.

Если при значении угла образующей конуса а = 72° условие Эк < Эч не выполняется, то необходимо пошагово увеличивать количество резцов

на поверхности конического ротора п до значения п = 24. Цикл повторяется при изменении значения угла а = (76...72)° до обеспечения выполнения условия Эк < Эц.

Исходя из условия, что в зоне непосредственной разработки грунта должен находиться хотя бы один резец, принята спиральная схема расстановки резцов (рис. 8). С учетом разработанной схемы расстановки резцов (рис. 3.6) для ротора конической формы (диаметр нижнего основания ротора — 1300 мм, диаметр верхнего основания ротора — 650 мм, высота ротора - 700 мм, угол наклона образующей конуса - 72°) была построена схема расположения резцов спирали в зоне разработки грунта.

Исходя

из зависимостей, полученных в главе 2, конструктивных параметров

подкапывающей машины и режимов ее работы, была построена кривая силы сопротивления разработки грунта резцами подкапывающей машины. Кривая получена в результате

разработанной в программном продукте МАТ1ЛВ программы расчета величины силы сопротивления разработки грунта рабочими органами подкапывающей машины (рис. 9).

Рисунок 8 - Развертка поверхности рабочего органа подкапывающей машины

а) - б)

Рисунок 9 - Графики зависимости величины силы сопротивления на резцах Т от количества резцов п на спирали при разработке грунта суглинистого тала

II категории, влажностью 19 %: а)п= 16, б) п=28 Анализ графиков показывает, что качественно картины изменения величины силы сопротивления Т в зависимости от увеличения количества резцов - схожи. Также, при увеличении количества резцов на спирали, наблюдается плавность нагружения ротора. Однако, как показывают графики, увеличение количества резцов до значения и = 28 нецелесообразно, вследствие того, что величина силы сопротивления Т

существенно не отличается при количественном увеличении резцов до п = 24. К тому же увеличение количества резцов при п > 28 невозможно в силу конструктивных особенностей ротора. При нахождении четырех резцов спирали в массиве грунта значение величины силы Г составит 1,76 кН.

Рассмотрим процесс выноса грунта из зоны его разработки.

Из выражений, полученных в главе, рассчитаны значений силы, увлекающей грунт во вращение, Рув, и силы, сдвигающей грунт с ротора, Рейв- в зависимости от угла поворота резца для различных радиусов установки резцов на роторе (рис. 10, 11).

О 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Угол поворота, град

Рисунок 10 - Изменение величины силы, увлекающей грунт во вращение, Рт, от угла поворота резца для различных радиусов установки резцов на конусном роторе при разработке грунта суглинистого типа П категории, влажностью 19 %: 1 - Я, = 650 мм, 2 —/?2 = 545 мм, 3 -Я3 = 435 мм, 4 - И, = 325 мм

0 10 20 30 40 50 $0 70 80 90 100

Угол поворота, град

Рисунок 11 - Изменение величины силы, сдвигающей грунт с ротора, от угла поворота резца для различных радиусов установки резцов на конусном роторе при разработке грунта суглинистого типа II категории, влажностью 19 %:

1 -Я/ =650 мм, 2-Я2 = 545 мм, 3 - Я3 = 435 мм, 4 - Л, = 325мм

ж

/р \ ЁЯ / £ 7 - \ л ! \ р§|||

\ - /- ! \ у:""*--1

/ V / ; \

V / \ |§|1щ

Анализ графиков (рис. 10, 11) показывает, что для рабочего органа подкапывающей машины с предлагаемыми параметрами для всех радиусов установки резцов на поверхности ротора выполняется условие сдвига грунта с поверхности рабочего органа.

Исследования показали, что величина силы, увлекающей грунт во вращение, для цилиндрического ротора - убывает. Ее величина значительно ниже, чем для ротора конической формы. Это приводит к тому, что грунт не удерживается на поверхности ротора цилиндрического типа, и происходит обрушение грунта. Величина сдвигающей грунт силы для ротора цилиндрической формы выше, чем для ротора конической формы. Это указывает на преждевременное обрушение грунта с поверхности цилиндрического ротора. Таким образом, для конического ротора выполняется условие удержания грунта на поверхности рабочего органа и вынос его в боковые приямки.

С учетом зависимостей, полученных в главе 2, была построена кривая суммарной силы сопротивления

разработки грунта резцами подкапывающей машины (рис. 12). Кривая получена в результате разработанной в Р1И> программном продукте

Рисунок 12 - Кривая силы сопротивления МА ТЬАВ программы расчета разработки грунта силы сопротивления

рабочим органам конической формы разработки грунта.

Анализ графика показывает, что наблюдается цикличность изменения величины силы сопротивления разработки грунта. При внедрении резцов в грунт происходит постепенное возрастание величины силы сопротивления разработки грунта. Своего максимума эта величина достигает при внедрении второго и третьего резцов ряда в массив грунта. После чего происходит снижение величины силы сопротивления. Это объясняется максимальной разрыхленностью массива грунта. Теоретическое максимальное значение величины силы разработки грунта ротором конической формы составляет 4050 Н. Теоретическое минимальное значение - 3050 Н.

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований процесса разработки грунта подкапывающей машины новой конструкции.

Для проведения сравнительных экспериментов по исследованию взаимодействия роторов цилиндрической и конической формы (рис. 13 а, 6) с грунтом разработана лабораторная установка (рис. 14), которая монтируется на тензометрическую тележку. С одной стороны

направляющая балка соединяется с гидроцилиндром подъема (опускания) ц находятся рабочий орган с резцами.

а) б)

Рисунок 13 - Рабочие органы подкапывающей машины цилиндрической (а) и конической (б) формы

г

Рисунок 14 — Лабораторная установка: 1 -тензометрическая тележка; 2 — кронштейн гидроцилиндра верхний; 3 -кронштейн гидроцилиндра нижний; 4 - рабочий ротор; 5 - резцы; 6 — лебедка

В ходе проведения эксперимента разработке подвергался суглинистый грунт II категории, влажностью 19 %., число ударов ударника ДорНИИ - 5.

Был изготовлен экспериментальный образец рабочего органа конической формы со следующими параметрами (рис. 13 б): угол образующей ротора а = 72°, высота ротора 700 мм, диаметр верхнего основания — 650 мм, диаметр нижнего основания — 1300 мм, длина резца ротора - 100 мм, ширина резца - 50 мм, количество резцов на поверхности — 16. Резцы расположены по спиральной схеме расстановки (спираль Архимеда).

Программой эксперимента предусмотрен следующий порядок выполнения работ:

1. проектирование и изготовление рабочего органа (конического ротора с закрепленными на нем резцами) подкапывающей машины;

2. разработка методики проведения лабораторных исследований;

3. подбор необходимого оборудования и приборов;

4. подготовка бокового приямка траншеи;

5. сборка и подготовка лабораторной установки;

6. тарировка тензозвена путем его пошагового нагружения;

7. разработка грунта экспериментальным рабочим органом;

8. запуск программы обработки сигналов на ПК, фиксирующих возникающие в процессе резания грунта нагрузок;

9. обработка полученных экспериментальных данных.

Экспериментальные исследования по оценке адекватности

теоретически полученных рациональных параметров подкапывающей машины проходили в несколько этапов.

На первом этапе экспериментально было определено значение силы сопротивления, возникающей при разработке грунта ротором цилиндрической формы при традиционном и обратном вращении.

Перед началом первого этапа эксперимента тензозвено устанавливалось на тележку лабораторной установки. После чего рабочий орган цилиндрической формы помещался в траншею для разработки грунта. При разработке грунта данные о величине силы сопротивления фиксировались с датчиков, предварительно установленных на тележке, и передавались для обработки при помощи программ ПК.

При проведении лабораторных исследований были получены осциллограммы изменения величины силы сопротивления разработки грунта во времени. В результате обработки осциллограмм получены графики зависимости изменения величины силы сопротивления разработки грунта ротором цилиндрической формы при прямом и обратном вращении ротора во времени (рис. 15).

6000 -1 II,, «Ежжвппат я

О 2 4 6 8 10 12 14 16

Время,!:

Рисунок 15 - График изменения величины суммарной силы сопротивления IV разработки суглинистого грунта II категории, влажностью 19 %, ротором

цилиндрической формы: 1 - прямое вращение, 2 - обратное вращение Как видно из полученных графиков, величина силы сопротивления при обратном вращении цилиндрического ротора несколько снижается. Также наблюдается снижение величины разброса между максимальным и

минимальным значениями величины силы сопротивления разработке грунта.

На следующем этапе эксперимента испытаниям подвергался опытный образец рабочего органа конической формы. Рабочий орган устанавливался непосредственно в траншею, предварительно подготовленную с учетом производственных условий разработки грунта под трубопроводом. После чего выполнялась разработка грунта. Были получены осциллограмма и графики изменения величины силы сопротивления разработки грунта во времени для ротора конической формы при обратном его вращении.

5000

X

х 4000 к

| 3000 а. с 8

; 2000 £ и

1000

Время, с

Рисунок 16 - Графики изменения величины суммарной силы сопротивления И' разработки суглинистого грунта II категории, влажностью 19 %, при обратном вращении ротора: 1 - ротор цилиндрической формы, 2 - ротор конической формы Сравнительный анализ результатов эксперимента (рис. 16, 17) указывает на цикличность протекания процесса разработки грунта резцами подкапывающей машины для роторов цилиндрической и конической формы.

4100 ¿3300 - 3700

ш

£ 3500

5 3300

§3100 о

2900 2700

01 2345678 9 10

Резец

Рисунок 17 - Графики изменения величины суммарной силы сопротивления IV разработки суглинистого грунта II категории, влажностью 19 %, ротором конической формы: 1 - экспериментальная кривая, 2 - теоретическая кривая

Величина максимальной силы сопротивления для ротора цилиндрической формы составляет 5800 Н, для ротора конической формы — 4200 Н, минимальное сопротивление 2500 Н и 2800 Н соответственно. Величина силы сопротивления при использовании конического ротора по сравнению с цилиндрическим снижается на 15 - 18 %. При этом наблюдается более равномерная загрузка резцов ротора, что выражается в отсутствии резких экстремумов графика функции. Это обеспечивает более равномерное нагружение рабочего органа. Как видно из графика (рис. 17) имеет место параллельность теоретических и экспериментальных кривых. Погрешность составляет 8 — 11%.

Следовательно, разработанная математическая модель процесса взаимодействия рабочих органов подкапывающей машины адекватна реальным процессам разработки грунта. Предлагаемая методика обоснования рациональных параметров рабочего органа подкапывающей машины, учитывающая физико-механические свойства разрабатываемого грунта и параметры стружки, позволяет на стадии проектирования и создания машины принципиально новой конструкции определить ее основные параметры.

В пятой главе приводится описание практического использования результатов выполненных исследований.

Рисунок 18 - Методика обоснования основных параметров рабочих органов подкапывающей машины

Разработанная методика обоснования основных параметров рабочих органов подкапывающей машины (рис. 18) включает следующие основные позиции.

На первом этапе рассчитываются значения суммарных составляющих силы сопротивления разработке фунта, а также величина силы сопротивления разработке грунта. На втором этапе определяются рациональные конструктивные параметры рабочего органа подкапывающей машины, которые позволят определить необходимое количество резцов, шаг и угол их расстановки, угол образующей конуса. Третий этап - нахождение крутящего момента сопротивления разработке грунта, позволяющего подобрать необходимый двигатель и редуктор подкапывающей машины. Четвертый этап - нахождение мощностных параметров рабочего органа подкапывающей машины и ее удельной энергоемкости. Пятый этап - создание образца рабочего органа подкапывающей машины и проведение экспериментальных изысканий для подтверждения адекватности теоретических исследований

Данная методика позволяет определить основные геометрические параметры рабочего органа и режимы работы машины.

По результатам проведенных теоретических и экспериментальных исследований создана конструкция подкапывающей машины, защищенная патентами Российской Федерации.

Сущность новой конструкции машины (рис. 19) заключается в следующем.

Рабочие роторы с

установленными на них резцами выполнены в форме уширяющегося книзу

усечённого конуса. При этом роторы имеют направление вращения при разработке грунта, обеспечивающее

возможность перемещения машины вперёд по

трубопроводу за счет горизонтальной составляющей усилий резания от реакций грунта, возникающих на резцах рабочих роторов. Машина перед началом работы с помощью подъёмного

механизма устанавливается на магистральный трубопровод в предварительно разработанный приямок, образованный в

\ ■ 1 ■-Г-о'-'П 1 Щ И #1 ¡¡л 1111 N * Л •"•1 ' 1

■т...... ч—-—-1 Щ с „Г

1 ' /Л 1

Рисунок 19 - Конструкция машины для удаления грунта из-под трубопровода

подготовленной траншее. Затем рабочие органы посредством силовых гидроцилиндров устанавливаются в рабочее положение. Машина начинает разработку грунта. Конусная форма роторов способствует удержанию грунта в опорном клине под трубопроводом и более полному выносу отработанного грунта в боковые приямки траншеи. Обратное вращение роторов обеспечивает стабильное заглубление в грунт резцов, что создает дополнительную силу тяги машины. После завершения разработки грунта из-под магистрального трубопровода рабочие роторы приводятся (поворачиваются) посредством силовых гидроцилиндров в установочное положение и вся машина может быть перенесена на другой участок работы.

Удельная энергоемкость процесса разработки грунта при использовании машины с коническими рабочими органами по сравнению с цилиндрическими снижается на 7 - 9 %. Годовой доход эксплуатационного предприятия при использовании модернизированной машины с коническими роторами составит более 300000 рублей (в ценах 2011 г.).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ:

1. Разработана математическая модель процесса взаимодействия рабочего органа подкапывающей машины с разрабатываемым грунтом. Получена зависимость для определения величины суммарной силы сопротивления разработки 1рунга рабочими органами подкапывающей машины с учетом иэнусной формы и изменения направления вращения ротора. Теоретически полученное максимальное знамение величины силы разработки грунта ротором конической формы составляет 4050 Н; минимальное значение -3050 Я

2. Разработана методика определения основных параметров рабочего органа подкапывающей машины, учитывающая физию-механические свойства разрабатываемого грунта и режимы работы машины.

3. Обоснованы конструктивные параметры рабочего органа подкапывающей машины. Измените цилиндрической формы роторов подкапывающей машины на коническую позволяет сформировать и удержал, клин грунта под трубопроводом, что обеспечивает минимизацию удельной энергоемкости процесса разработки грунта. Спиральная схема расстановки резцов на поверхности ротора позволит обеспечить равномерность нагружения рабочих органов за счет непрерывности иэнгакга резцов с массивом разрабатываемого грунта. Установлено, что изменение вращения роторов в направлении друг к другу позволит создать дополнительную сипу отталкивания резцов от массива разрабатываемого грунта.

4. Разработан, изготовлен и прошел успешные испытания при разработке грунта суглинистого тала П категории, влажностью 19 %, рабочий орган подкапывающей машины повышенной эффективности, новизна которого подтверждена патентами на полезную модель. Для рабочего органа конического типа высотой 700 мм, нижним диаметром 1300 мм, верхним диаметром 650 мм, утлом образующей конуса 72°, повышение производительности обеспечивается за счет

снижения удельной энергоемкости разработки грунта. Удельная энергоемкость снижается на 7-9 %, производительность по сравнению с рабочим органом цилиндрической формы увеличивается на 18-21 %.

5. Годовой доход эксплуатационного предприятия при использовании модернизированной подкапывающей машины с коническими рабочими органами составит более 300000 рублей (в ценах 2011 г.).

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Киселева Л.Н. Влияние параметров стружки подкапывающей машины на тяговый расчет [Текст] / Л.Н. Киселева // Межвузовский сборник трудов молодых ученых, аспирантов и студентов. Вып. №7. - - Омск: Изд-во СибАДИ, 2010 - 261 с. - С. 246-250.

2.Киселева Л.Н. Рациональное расположение резцов на поверхности ротора подкапывающей машины [Текст] / Л.Н. Киселева, Ю.А. Федотенко // Материалы V Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов, молодых ученых «Развитие дорожно-транспортного комплекса и строительной инфраструктуры на основе рационального природопользования». - Омск: Изд-во СибАДИ, 2010 - 331 с. - С. 80-82.

3.Киселева Л.Н. Экспериментальные исследования процесса разработки грунта подкапывающей машиной [Текст] / Л.Н. Киселева /У Омский научный вестник - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2010 №3 (93) - 270 с. - С 256 - 258.

4. Киселева Л.Н. Математическое описание процесса взаимодействия рабочих органов подкапывающей машины с разрабатываемым грунтом [Текст] / Л.Н. Киселева, Ю.А. Федотенко // Омский научный вестник - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2010 -270 с.-С 267-270.

5. Киселева Л.Н. Основные принципы математического моделирования процесса взаимодействия рабочего органа подкапывающей машины с разрабатываемым грунтом [Текст] / Л.Н. Киселева, В.Н. Кузнецова//Вестник СибАДИ-2011 (Выпуск№ 2)- Омск: Изд-во СибДЦИ, 2011. -с 5- 9.

6. Киселева Л.Н. Определение сопротивления перемещению резцов подкапывающей машины при разработке грунта [Текст] / Л.Н. Киселева // Материалы VI Всероссийской научно- практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Омск: СибАДИ, 2011.-360 с. - С. 106- 108.

7. Киселева Л.Н. Повышение эффективности работы подкапывающей машины путем совершенствования ее параметров [Текст] / Л.Н. Киселева, В.Н. Кузнецова У/Известия Орел ГТУ - Орел: Изд-во ОрслГТУ, 2011 №3 (93) - 270 с. - С 256 -258.

8. Машина для удаления грунта из-под магистрального трубопровода. -Патент на полезную модель № 64312 (заявка № 2006146418) / Л.Н. Киселева, Ю.А. Федотенко // Патент на полезную модель № 64312 от 27 июня 2007 (Бюл. изобр. № 18, 2007).

9. Машина для удаления грунта из-под магистрального трубопровода. -Патент на полезную модель № 93126 (заявка № 2009137839) / Л.Н. Киселева, Ю.А. Федотенко, Д.В. Лазутина // Патент на полезную модель № 93126 от 20 апреля 2010 (Бюл. изобр. №11,2010).

/

Подписано к печати 28.10.2011 Формат 60x90 1/16. Бумага писчая. Оперативный способ печати. Усл. п. л. 1,5; Уч.-изд. 1,1. Тираж 120. Заказ №278.

Отпечатано в подразделении оперативной полиграфии УМУ ФГБОУ ВПО «СибАДИ»

г. Омск, пр. Мира, 5

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ В ПРОЦЕССЕ РЕМОНТА МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ. ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ДИССЕРТАЦИОННЫХ ИССЛЕДОВАИЙ.

1.1. Обзор существующих технологий производства земляных работ при ремонте магистральных трубопроводов.

1.2. Конструктивные особенности подкапывающих машин. Проблемы, возникающие при разработке грунтов.

1.3. Общие сведения о грунтах.

1.4. Анализ существующих теорий разработки грунтов.

1.5. Постановка цели и задач исследований (актуальность, объект, предмет, цель, задачи, научная новизна, практическая значимость).

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ РАБОЧЕГО ОРГАНА ПОДКАПЫВАЮЩЕЙ МАШИНЫ С РАЗРАБАТЫВАЕМЫМ ГРУНТОМ.

2.1. Закономерность изменения стружки резца ротора подкапывающей машины.

2.2. Математическая модель процесса взаимодействия рабочего органа подкапывающей машины с разрабатываемым грунтом.

2.2.1. Определение силы сопротивления рабочего органа подкапывающей машины при разработке грунта.

2.2.2. Определение суммы проекций сил сопротивления перемещению резцов в массиве грунта.

2.2.3. Определение силы трения поверхности ротора о разрабатываемый грунт.

2.2.4. Определение суммы проекций сил нормального давления со стороны грунта на поверхность ротора

2.2.5 Определение силы сопротивления отбрасыванию 60 грунта.

Выводы по главе.

3. ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО ОРГАНА ПОДКАПЫВАЮЩЕЙ МАШИНЫ.

3.1. Блок-схема алгоритма обоснования основных параметров рабочего органа подкапывающей машины

3.2. Рациональное расположение резцов на поверхности ротора подкапывающей машины.

3.3. Развертка поверхности рабочего органа.

3.4. Определение момента сопротивления вращению рабочего органа.

3.5. Анализ кривой силы сопротивления разработки грунта.

3.6. Расчет мощности подкапывающей машины.

Выводы по главе.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ РАБОЧЕГО ОРГАНА ПОДКАПЫВАЮЩЕЙ МАШИНЫ С РАЗРАБАТЫВАЕМЫМ ГРУНТОМ.

4.1. Описание лабораторной установки.

4.2. Программа проведения экспериментальных исследований.

4.3. Анализ результатов испытаний.

Выводы по главе.

5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ВЫПОЛНЕНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

5.1. Методика обоснования параметров рабочего органа подкапывающей машины.

5.2. Конструкция подкапывающей машины повышенной эффективности.

5.3. Экономическая эффективность использования подкапывающей машины с измененными конструктивными параметрами.

Выводы по главе.

Топливно-энергетический комплекс России представляет совокупность энергетических систем: газо-, угле-, нефтеснабжения, нефтепродуктообеспечения, электроэнергетики и других. Каждая из этих систем состоит из взаимосвязанных отдельных технологических процессов, управляемых и контролируемых человеком и предназначенных для транспорта, хранения, перевалки и распределения среди потребителей соответствующих энергоресурсов: нефти, нефтепродуктов, газа, угля, электроэнергии и т.д.

Рассматривая систему трубопроводного транспорта, следует отметить, что ей присущи основные особенности, характерные для больших систем энергетики. К ним относятся взаимосвязь с другими отраслями промышленности, территориальная распределенность, сложность, непрерывность развития и обновления, инерционность и непрерывность функционирования, многоцелевой характер и неравномерность процессов приема и сдачи продукта.

На современном этапе при проектировании систем трубопроводного транспорта необходимо обеспечивать техническую осуществимость в сочетании с передовыми технологиями, экологическую безопасность и экономическую эффективность, а также высокую надежность при эксплуатации.

Магистральные трубопроводы включают в себя комплекс различных сооружений - линейную часть, перекачивающие станции, резервуарные парки. Линейная часть ряда магистральных трубопроводов имеет протяженность тысячи километров, проходит в различных природно-климатических и гидрогеологических условиях, пересекает множество естественных и искусственных преград.

По многим показателям магистральные трубопроводы являются уникальными сооружениями, для них установлены нормативные требования. Одно из основных требований, предъявляемых к магистральным трубопроводам, - высокая надежность, которая должна быть обеспечена экономически оправданными затратами. Уровень надежности магистральных трубопроводов зависит от качества проектирования и строительства. Высокоорганизованная и эффективная система ремонта позволяет поддерживать надежность магистральных трубопроводов на необходимом уровне.

Мировой и отечественный опыт эксплуатации трубопроводов показывает, что, несмотря на значительные достижения в области проектирования, строительства и эксплуатации магистральных трубопроводов, полностью исключить отказы не удается. По разным причинам происходят их повреждения, остановки перекачки продукта, выход продукта из трубопровода через повреждения и загрязнение окружающей среды. Для ликвидации аварий организации, эксплуатирующие магистральные трубопроводы, создают аварийно-восстановительную службу (ABC). Аварийно-восстановительная служба обязана в кратчайшие сроки ликвидировать пагубное действие нефте- и газопродуктов на окружающую среду, полностью восстановить работоспособность трубопровода [8].

С разработкой нефтяных месторождений Восточной Сибири и Крайнего Севера, началом освоения шельфа и морских месторождений происходят дальнейшее удаление мест переработки от районов добычи и рост затрат на транспортировку углеводородов. В этих условиях трубопроводный транспорт становится важнейшим элементом топливно-энергетического комплекса страны, обеспечивающим, снижение издержек и повышение прибыльности [17].

Общая протяженность трубопроводов в России достигает 230 тыс. километров. Из них 160 тыс. приходится на газопроводы, 20 тыс. - на нефтепродуктопроводы и 50 тыс. - на нефтепроводы. Согласно пересмотренным проектам, реализация которых рассчитана на ближайшие

10 лет, к 2020 г. компании, эксплуатирующие трубопроводные сети, предполагают расширить мировую трубопроводную инфраструктуру примерно на 108 тыс. км.

Однако на сегодняшний день большая часть трубопроводов выработала плановый ресурс на 60-70%, что представляет огромную экологическую опасность. На территории России примерно 34 % газопроводов, 46 % нефтепроводов эксплуатируются свыше 20 лет. Из них 15 % газопроводов, 25 % нефтепроводов, 34 % продуктопроводов построены более 30 лет тому назад (условно нормативный срок службы), в том числе 3,5 % газопроводов - более 40 лет. Через 20-25 лет эксплуатации число аварий стабильно растет вследствие того, что образовавшиеся дефекты в стенке трубы и циклические нагрузки оказывают отрицательное воздействие на прочностные характеристики металла и сварных соединений.

В связи с этими обстоятельствами остро стоит вопрос о ремонте магистральных трубопроводов, что сопряжено с большими затратами труда и материальных средств, для экономии которых необходимы наиболее прогрессивные методы строительства и ремонта и ускоренные темпы их проведения. Поэтому повышается роль комплексной механизации, поскольку это одно из главных направлений технического прогресса.

Магистральный трубопровод представляет собой сложное инженерное сооружение, содержащее целый комплекс технических систем: линейную часть, головные и промежуточные перекачивающие станции, резервуарные парки и др. Линейная часть магистрального трубопровода - система линейно-протяженных объектов, предназначенных для обеспечения процесса перекачки. Она включает: трубопровод с отводами, лупингами и арматурными узлами; защитные противопожарные сооружения; линейные службы эксплуатации; устройства энергоснабжения и дистанционного управления запорной арматурой и установками электрохимической защиты; линии электропередачи и технологической связи; трассовые дороги и проезды, переходы через естественные и искусственные препятствия; устройства пуска и приема очистных устройств и приборов диагностики.

Выбирать стратегию ремонта линейной части магистрального трубопровода следует с учетом обеспечения безопасности работ и охраны окружающей среды, бесперебойного снабжения потребителей нефте- и газопродуктов требуемого качества. Необходимо найти разумное соотношение между затратами на ремонт и уровнем надежности и эффективности функционирования трубопровода.

Аварийные ремонтные работы по ликвидации отказов магистральных трубопроводов требуют незамедлительного выполнения. При построении системы ремонта в первую очередь следует исходить из необходимости обеспечения работ по ликвидации отказов в кратчайшие сроки, снижения тяжести последствий.

Магистральные трубопроводы эксплуатируются в течение нескольких десятков лет, что приводит к снижению показателей надежности. Создаются новые методы и средства технического обслуживания и ремонта. Все это требует постоянного совершенствования, модернизации системы технического обслуживания и ремонта.

Совершенствование системы ремонта магистральных трубопроводов достигается тремя основными взаимообусловленными направлениями: техническим, экономическим и организационным. Содержание этих направлений включает следующие проблемы: совершенствование организации управления техническим обслуживанием и ремонтом; рациональная централизация ремонта, обоснование целесообразной мощности ремонтных предприятий или подразделений; всестороннее совершенствование технологии ремонта; выбор оптимальной стратегии ремонта магистральных трубопроводов.

В настоящее время наиболее сдерживающим фактором повышения производительности ремонта является несовершенство средств выполнения земляных работ. Используемые бульдозеры и одноковшовые экскаваторы не могут обеспечить необходимую производительность выполнения земляных работ, направленных на удаление грунта из-под трубы. Кроме того, эти машины не в полной мере отвечают требованиям безопасности выполнения работ и сохранности ремонтируемого трубопровода.

Среди отечественных ученых, внесших значительный вклад в решение этих актуальных проблем, следует отметить Азметова Х.А., Березина B.JL, Быкова Л.И., Васильева Г.Г., Гумерова А.Г., Гумерова P.C., Забелу К.А., Иванцова О.М., Коршака A.A., Лежнева М.А., Москвичёва В.В., Орехова В.В., Ращепкина К.Е., Халлыева Н.Х, Шаммазова A.M., Шарафиева Р. Г., Ясина Э.М и других авторов многочисленных публикаций [8, 18, 19, 28, 29, 34, 48, 56, 84, 87, 98, 146].

При реализации технологии ремонта трубопровода из траншеи применяется послойная разработка грунта подкапывающей машиной. Рабочий орган, который представляет собой вертикальный ротор цилиндрической формы с закрепленными на нем резцами, разрабатывает грунт под трубопроводом и перемещает его в боковые приямки.

В отличие от традиционного метода снятия плодородного слоя грунта бульдозером, исключается перемещение машины поперек трубопровода, увеличивается производительность выполнения работ. Разработка трубопроводной траншеи с применением подкапывающей машины сокращает количество технологических операций при вскрытии трубопровода, что приводит к увеличению производительности строительных работ при капитальном ремонте трубопроводов. Кроме того, использование подкапывающей машины позволяет избежать повреждения трубопровода ковшом экскаватора.

Однако разработка связных и плотных грунтов подкапывающей машиной практически невозможна в силу несовершенства конструкции рабочих органов. К тому же высокие значения силы сопротивления разработке грунтов, возникающие на рабочих органах подкапывающей машины, резко снижают ее производительность. Минимизация силы сопротивления позволит не только повысить энергоэффективность процесса разработки грунта, но и снизить сжимающие усилия трубопровода, реализуемые захватами подкапывающей машины.

Следовательно, необходимо проведение теоретических и экспериментальных исследований для создания высокоэффективных рабочих органов подкапывающей машины.

В первой главе освещается общее состояние вопроса, проводится анализ и выявление недостатков существующих конструкций подкапывающих машин и их рабочих органов, а также определяется направление дальнейших исследований.

Вторая глава работы посвящена описанию разработанной математической модели взаимодействия рабочих органов подкапывающей машины с грунтом.

В третьей главе приводится описание блок-схемы алгоритма обоснования основных параметров рабочего органа подкапывающей машины, обоснование рационального расположения резцов на поверхности ротора.

В четвертой главе приводится описание и анализ результатов экспериментальный исследований взаимодействия рабочих органов подкапывающей машины с разрабатываемым грунтом.

В пятой главе приведена методика определения основных параметров рабочих органов подкапывающей машины, защищенной патентами Российской Федерации. Произведен расчет основных экономических показателей, обоснована экономическая эффективность использования подкапывающей машины с измененными конструктивными параметрами.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных результатов, выводов и рекомендаций, библиографического списка используемой литературы, включающего 161 наименование. Работа изложена на 134 страницах, содержит 53 рисунка и 4 таблицы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ:

1. Разработана математическая модель процесса взаимодействия рабочего органа подкапывающей машины с разрабатываемым грунтом. Получена зависимость для определения величины суммарной силы сопротивления разработки грунта рабочими органами подкапывающей машины с учетом конусной формы и изменения направления вращения ротора. Теоретически полученное максимальное значение величины силы разработки грунта ротором конической формы составляет 4050 Н; минимальное значение - 3050 Н.

2. Разработана методика определения основных параметров рабочего органа подкапывающей машины, учитывающая физико-механические свойства разрабатываемого грунта и режимы работы машины.

3. Обоснованы конструктивные параметры рабочего органа подкапывающей машины. Изменение цилиндрической формы роторов подкапывающей машины на коническую позволяет сформировать и удержать клин грунта под трубопроводом, что обеспечивает минимизацию удельной энергоемкости процесса разработки грунта. Спиральная схема расстановки резцов на поверхности ротора позволит обеспечить равномерность нагружения рабочих органов за счет непрерывности контакта резцов с массивом разрабатываемого грунта. Установлено, что изменение вращения • роторов в направлении друг к другу позволит создать дополнительную силу отталкивания резцов от массива разрабатываемого грунта.

4. Разработан, изготовлен и прошел успешные испытания при разработке грунта суглинистого типа II категории, влажностью 19 %, • рабочий орган подкапывающей машины повышенной эффективности, новизна которого подтверждена патентами на полезную модель. Для рабочего органа конического типа высотой 700 мм, нижним диаметром 1300 мм, верхним диаметром 650 мм, углом образующей конуса 72°, повышение производительности обеспечивается за счет снижения удельной энергоемкости разработки грунта. Удельная энергоемкость снижается на 7-9 %, производительность по сравнению с рабочим органом цилиндрической формы увеличивается на 18-21 %.

5. Годовой доход эксплуатационного предприятия при использовании модернизированной подкапывающей машины с коническими рабочими органами составит более 300000 рублей (в ценах 2011 г.).

1. Абезгауз В. Д. Режущие органы машин фрезерного типа для разработки горных пород и грунтов. М.: Машиностроение, 1965. - 245с.

2. Айзеншток И.Д. К построению физической теории резания грунтов // Резание грунтов. М. Изд-во АН СССР, 1951.-526 с.

3. Алексеева Т.В., Артемьев К.А. Дорожные машины. Часть 1 Машины для земляных работ (теория и расчёт): Учебное пособие. М.: Машиностроение, 1972. - 504с.

4. Алексеева Т.В., Артемьев К.А. Дорожные машины. Часть 2 Машины для земляных работ (теория и расчёт): Учебное пособие. М.: Машиностроение, 1972. - 434с.

5. Алимов О. Д., Басов И. Г., Юдин В. Г. Баровые землерезные машины. Фрунзе: Илим, .1969.

6. Амельченко В.Ф., Денисов В.П., Мещеряков В.А. Исследование устойчивости двухканальной системы управления рабочим органом авто грейдера// Известия вузов. Строительство. 1999. - №10. - 214 с.

7. Амельченко В.Ф., Денисов В.П., Мещеряков В.А. Модернезированный рабочий орган автогрейдера в технологическом процессе // Тезисы II Международной научно технической конференции «Автомобильные дороги Сибири». - Омск, СибАДИ, 1998.- 280 с.

8. Аникин Е.А., Габелая Р.Д., Салюков В.В., Халлыев Н.Х и др. Эффективные методы ремонта магистральных трубопроводов. Научно-технический сборник "Ремонт трубопроводов". - М.: ИРЦ Газпром, 2001. -108 с.

9. Артемьев К.А. Теория резания грунтов землеройными машинами: Уч. пособие. Новосибирск: НИСИ, 1978. - 104 с.

10. Ю.Артемьев К. А. Теория резания грунтов землеройно-транспортными машинами: Учеб. пособие / К. А. Артемьев; Сибирский автомобильно-дорожный институт им. В. В. Куйбышева. Омск: ОмПИ, 1989. - 80 с.

11. П.Артемьев К. А., Лиошенко В.И. Взаимодействие острого прямого ножа с грунтом в процессе заглубления / СибАДИ. Омск, 1984. - 19 с. -Деп. В ЦНИИТЭстроймаш 23.06.84.

12. Багиров И.З. Исследование деформаций и сопротивлений резанию грунта // Строительные и дорожные машины, 1963, № 6, С. 8-10.

13. И.Баладинский В.Л. Динамическое разрушение грунтов рабочими органами землеройных машин: Дис,.д-ра техн. наук. Киев, 1979. - 396 с.

14. И.Баладинский В.Л. Определение параметров процесса скоростной обработки горных пород / Известия ВУЗов. Строительство, 1994, № 2, С. 4-7.

15. Баловнев В.И. Дорожно строительные машины с рабочими органами интенсифицирующего действия. -М. :Машинстроение, 1981. - 223 с.

16. Бармин В.И., Белецкий Б.Ф. Технологическое проектирование строительства магистральных трубопроводов. М.: Недра, 2002. 288 с.

17. Белоусов В.Д., Блейхер Э.М. и др. Трубопроводный транспорт нефти и газа.- М.; Недра, 1988. 228 с.

18. Березин В. Л., Ращепкин К.Е. и др. Капитальный ремонт магистральных трубопроводов. М: Недра, 1978. - 246 с.

19. Берестов Е.И. Научные основы моделирования системы «грунт -рабочее оборудование землеройных машин» в режиме послойной разработки. Автореф. дис.д-ра техн. наук. М., 1998, - 38 с.

20. Берон А.И. Свойства горных пород при разных видах и режимах нагружения / Под ред. А.И. Берона. М.: Недра, 1984.

21. Берон А.И. Разработка грунтов. М.Машиностроение, 1978, 86 с.

22. Биргер И.А. и др. Расчёт на прочность деталей машин: Справочник / И.А. Биргер, Б.Ф. Шорр, Г.Б. Иосилевич. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1993. - 640с.

23. Боголюбов Б. Н. Долговечность землеройных и дорожных машин. — М.: Машиностроение, 1964.- 224 с.

24. Бойков В. М. Механико-техническое обоснование эффективных способов и технических средств основной обработки почвы. Диссертация на соискание уч. степени доктора технических наук. Саратов 1998. 370 с.

25. Бондарович Б. А., Федоров Д. И. Надежность рабочего оборудования землеройных машин. М.: Машиностроение, 1981.- 280 с.

26. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике. М.: Наука, 1986.-559 с.

27. Будзуляк Б.В., Халлыев Н.Х., Тютьнев A.M., Велиюлин И.И., Спирин В.А. Комплексная механизация капитального ремонта линейной части магистральных газопроводов. М.: Недра, 2004.

28. Будзуляк Б.В., Халлыев Н.Х. и др. Новые подходы к планированию ремонта и диагностике магистральных трубопроводов. М.: ИРЦ Газпром, 1999. - 86 с.

29. Вагин А.Т. К вопросу обоснования параметров рабочих органов для основной обработки почв/ А.Т. Вагин // Вопросы сельскохозяйственной механики: Труды УНИИМЭСХ нечерноземной зоны СССР Минск, 1967. -Т. 16, с. 57-98.

30. Вайншток С.М. Трубопроводный транспорт нефти М.: Недра, 2002 -407 с.

31. Варганов С. А., Андреев Г. С. Машины для уплотнения грунтов и дорожно-строительных материалов. М.: Машиностроение, 1981.- 240 с.

32. Васильев Г.Г, Ментюков И.В., Курепин Б.Н. и др. Земляные работы при сооружении газонефтепроводов. М.: "НГС-оргпроектэкономика", 1999. - 106 с.

33. Васильев Г.Г., Прохоров А.Д., Антипьев В.Н. и др. Эксплуатация магистральных нефтепроводов. Тюмень: Вектор Бук, 2003. - 664 с.

34. Васильев Ф.Е.; Евстигнеев В.И.; Чурин В.А Агрегат для вскрытия, подкопа и удаления грунта из-под трубопровода / Патент РФ № 2034960 от 10.05.1995.

35. Васильченко В. Д., Житкова С. А., Панин А. А. Приборы и средства технической диагностики гидроприводов строительных и дорожных машин. Серия 1. «Экскаваторы и стреловые краны». М.: ЦНИИЭСтроймаш, 1981, вып. 2, 48 с.

36. Васьковский A.M. Исследование рабочего процесса землеройно-транспортных машин в связи с вопросами их автоматизации: Дис. канд. техн. наук. М., 1968.- 126 с.

37. Верещагин С. Б. Планирование и оценка результатов испытаний колесных и гусеничных машин: учебное пособие / С. Б. Верещагин; Московский автомобильно-дорожный институт (государственный технический ун-т). Москва: МАДИ (ГТУ), 2008, - 59 с.

38. Ветров Ю.А. Машины для земляных работ. Киев: Вищя школа, 1981.-346с.

39. Ветров Ю. А. Сопротивление грунтов резанию. Киев: Изд. Киевского университета, 1965 - 167 с.

40. Ветров Ю.А., Баладинский B.JI. Машины для специальных земляных работ. Киев: Виша школа, 1980. - 192 с.

41. Витушкин А.Н., Калугин В.Е., Шаронов В.П. Экономика производства и эксплуатация строительных и дорожных машин: Методические указания: Омск: СибАДИ, 1991. 62с.

42. Волков С.Д. Прочность и жесткость машиностроительных конструкций. М.: Машиностроение, 1975, - 136 с.

43. Гальперин М.И., Домбровский Н.Г. Строительные машины: 3-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1980. - 344с.

44. Горячкин В.П. Собрание сочинений, т. 2. М.: Колос, 1965. - 460с.

45. Гольдштейн М.Н. Механические свойства грунтов. Напряженно-деформативные и механические характеристики М.: Стройиздат, 1973. - 304 с.

46. Гольдштейн М.Н. Механические свойства грунтов. М.: Стройиздат, 1971. - 368 с.

47. Гумеров А.Г., Одинцов Л.А. Транспортное средство с опорой на трубопровод машины для подкопа трубопроводов / Патент РФ № 2220259 от 19.06.2000.

48. Далин А.Д., Павлов И.П. Роторные грунтообрабатывающие и землеройные машины. М.: Машгиз, 1950. - 147 с.

49. Далматов Б. И. Механика грунтов М. - СПб.: Стройиздат, 2000.254 с.

50. Данилевич Д. В. Совершенствование технологического процесса взаимодействия рабочих органов землеройных машин с грунтом: диссертация . кандидата технических наук: 05.05.04. Орел, 2005. - 154 с.

51. Домбровский Н. Г., Картвелишвили Ю. Л., Гальперин М. И Строительные машины. М.: Машиностроение, 1976.- 391 с.

52. Домбровский Н. Г., Панкратов С. А. Землеройные машины.- М.: Госстройиздат, 1961.- 651 с.

53. Дьяков, В. П. Усилие вертикального резания почвы // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1987. №5, С. 34 - 37.

54. Завьялов A.M. Основы теории взаимодействия рабочих органов дорожно-строительных машин со средой: Дис. д-ра техн. наук. Омск, 1999, 328 с.

55. Зеленин А. Н. Основы разрушения грунтов механическими способами. М: Машиностроение, 1975. - 376 с.59.3енин JI.C. Предпосевная обработка почвы. 2004. - 347 с.

56. Зеленский С.А. Улучшение амплитудно-частотной характеристики системы привод ротационного культиватора КФГ-3,6-01: Автореф. дис. канд. тех. Наук, Краснодар, 1987. 23 с.

57. Кадыров A.C., Кабашев P.A. Основы нагружения фрезерных и бурильных машин. Караганда, КарГТУ, 1999. - 124с.

58. Канарев Ф.М., Диденко В.Н. Метод расчета линии лезвия Г-образного ножа почвофрезы / Тр. Кубанского СХИ. Краснодар, 1975. -Вып. 108.-С. 100- 107.

59. Канарев Ф.М. Ротационные почвообрабатывающие машины и орудия. -М.: Машиностроение, 1983. 142 с.

60. Канарев Ф.М. О деформации почвы рабочими органами почвообрабатывающих орудий // Докл. ВАСХНИЛ. 1973. - N 10. - С. 42-44.

61. Канев Н.Ф. Механика почвообрабатывающей фрезы. М.: ВНИИЛМ, 1957.-46 с.

62. Канев, Н. Ф. Обоснование основных конструктивных параметров лесных почвообрабатывающих фрез Текст.: дис. . канд. техн. наук. М., 1954. -206 с.

63. Каталог машин и оборудования для строительства и ремонта трубопроводов. М.: ИРЦ Газпром, 1996. - 48 с.

64. Кац Г. Б., Ковалев А. П. Технико-экономический анализ и оптимизация конструкций машин. М.: Машиностроение, 1981.- 214 с.

65. Кассандрова О.Н., Лебедев В.В. Обработка результатов наблюдений. -М.: Наука, 1970.- 104 с.

66. Киселева Л.Н. Влияние параметров стружки подкапывающей машины на тяговый расчет / Межвузовский сборник трудов молодых ученых, аспирантов и студентов. Вып. №7. - Омск: Изд-во СибАДИ, 2010-261 с. -С. 246-250.

67. Киселева Л.Н. Определение сопротивления перемещению резцов подкапывающей машины при разработке грунта. / Материалы VI Всероссийской научно- практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Омск: СибАДИ, 2011.- 360 с. С. 106 - 108.

68. Киселева Л.Н., Федотенко Ю.А. Математическое описание процесса взаимодействия рабочих органов подкапывающей машины с разрабатываемым грунтом / Омский научный вестник Омск: Изд-во ОмГТУ, 2010 - 270 с. - С 267 - 270.

69. Киселева Л.Н. Экспериментальные исследования процесса разработки грунта подкапывающей машиной / Омский научный вестник -Омск: Изд-во ОмГТУ, 2010 №3 (93) 270 с. - С 256 - 258.

70. Киселева Л.Н, Кузнецова В.Н. Основные принципы математического моделирования процесса взаимодействия рабочего органа подкапывающей машины с разрабатываемым грунтом. / Вестник СибАДИ-2011 (Выпуск № 2) Омск: Изд-во СибАДИ, 2011. - с 5- 9.

71. Киселева J1.H., Федотенко Ю.А. Машина для удаления грунта из-под магистрального трубопровода Патент на полезную модель № 64312 от 27 июня 2007 (Бюл. изобр № 18, 2007).

72. Киселева Л.Н., Федотенко Ю.А., Лазутина Д.В. Машина для удаления грунта из- под магистрального трубопровода Патент на полезную модель № 93126 от 20 апреля 2010 (Бюл. изобр. №11, 2010).

73. Киселева Л.Н, Кузнецова В.Н. Повышение эффективности работы подкапывающей машины путем совершенствования ее параметров / Известия Орел ГТУ Орел: Изд-во ОрелГТУ, 2011 №3 (93) - 270 с. - С 256 -258.

74. Крагельский И.В., Виноградов И.Э. Коэффициенты трения. М.: Наука, 1982.-220 с.

75. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике (для научных работников и инженеров). М.: Наука, 1974. - 831 с.

76. Котлер Ф. Основы маркетинга: Пер с англ. / под общ. ред. и вступ.ст. Е.М. Пеньковой, М.: Прогресс, 1990. 267 с.

77. Крагельский И.В., Виноградов И.Э. Коэффициенты трения: Справочное пособие. -М. 1982.-220с.

78. Кумылганов A.C. Состояние и перспективы капитального ремонта магистральных нефтепроводов // Трубопроводный транспорт нефти. 1995. -№5.

79. Липсиц И.В. Коммерческое ценообразование. М.: Изд-во БЕК, 2000 - 253 с.

80. Логинов Т.Г. Эксплуатация машин и механизмов на строительстве трубопроводов. М.: Недра, 1971.-273с.

81. Лурье М.В. и др. Трубопроводный транспорт нефтепродуктов. -Москва: Нефть и газ, 1999. 248 с.

82. Любельский В. И., Макаров Р. А., Шагов Н. П. Устройство для диагностирования зубчатых передач трубоукладчиков. Строительные и дорожные машины, 1976, № 9, с. 28 - 31

83. Макаров Р. А. Гидротестсры. Механизация строительства, 1979, № 7, с. 28-30.

84. Макаров Р. А. Средства технической диагностики машин. М.: Машиностроение, 1981, 223 с.

85. Макаров Р. А., Шолом А. М. Средства диагностирования объемных гидромашин. В кн.: Диагностирование машин - автоматов и промышленных роботов. М.: Наука, 1983, с. 123 . 128.

86. Мануйлович О. Ф., Митропольский В. Г. Машина для подкопа трубопровода / Патент № 2211291 от 12.11.2001.

87. Месчян С. Р. Физико-механические свойства грунтов. Ереван: Айастан, 1985, - 359 с.

88. Метод обработки и анализа нестационарных случайных процессов изменения нагрузок землеройных машин / Б.А. Бондарович, Г.К. Лурье, В.А. Тельтевская и др. в кн.: Машины для землеройных работ, М.: Транспорт, 1973, вып. 79,-С. 33-37.

89. Методические рекомендации по организации технического диагностирования строительных машин. М.: Бюро внедрения ЦНИИОМТП Госстроя СССР, 1980, 32 с.

90. Методические рекомендации по эксплуатации рабочей жидкости для гидропривода строительных машин М.: Стройиздат, 1980, 44 с.

91. Мокроусов С.Н. Современные подходы к обеспечению безопасности функционирования производственных объектов нефтегазового комплекса // Безопасность труда в промышленности. 2006. - № 3. - С. 48 - 51.

92. Мозгалевский А. В., Гаскаров Д. В. Техническая диагностика (непрерывные объекты). М.: Высшая школа, 1975, 207 с.

93. Москвичёв В.В.Трещиностойкость и механические свойства конструкционных материалов. М.: Энергия, 2002. - 335 с.

94. Ничке В. В. Определение режимов нагружения землеройно-транспортных машин.- В кн.: Надежность и долговременность машин и оборудования (опыт и теоретические исследования). М., 1972, с. 213- 219.

95. Нормы США. American National Standard Code for Pressure Piping. Gas Trasmission and Distribution Piping Systems. ANSI ANSI/ASME B.31-8-89. 112.

96. Нормы Канады. Canadian Standards Association. Gas Transmission and Distribution Piping Systems. CSA Standards. Z184-M1983.

97. Оценка бизнеса: Учебник / под ред. А. Г. Грязновой, М. А. Федотовой. 2-е изд., перераб. и доп., М.:Финансы и статистика, 2006 - 265 с.

98. Оценка стоимости машин и оборудования: Учебник / А.П. Ковалев, А.А. Кушель и др., под ред. М.А. Федотовой. М.: Финансы и статистика, 2006. - 288 с.

99. Павлов П.В. Исследование сил в почвенных фрезах. М.: Сельхозгиз, 1972. - 252 с.

100. Панкратов С. А., Ряхин В. А. Основы расчета и проектирования металлических конструкций строительных и дорожных машин.- М.: Машиностроение, 1967,- 276 с.

101. Пенчук В. А. Закономерности разрушения грунта рабочими органами машин для земляных работ // Известия ВУЗов. Строительство, 1999, № 1.

102. Пермяков В.Б. и др. Технологические машины и комплексы в дорожном строительстве (производственная и техническая эксплуатация, Омск, Изд-во СибАДИ, 2007, 437 с.

103. Полтавцев, И. С. Приближённая теория взаимодействия подземного проходчика с грунтом / И. С. Полтавцев, М. Б. Спектор / / Труды КФ ЦНИМСа. Киевский филиал. Киев: Наукова думка, 1967. Вып. 1. - С. 9294.

104. Правила капитального ремонта подземных трубопроводов. Уфа: ИПТЭР, 1992.

105. Правила капитального ремонта магистральных нефтепроводов РД-39-00147105-019-98.

106. Пригоровский Н.И. Экспериментальные исследования и расчет напряжений в конструкциях. М.: Машиностроение, 1975 - 163 с.

107. Рахматуллин X. А., Сагомонян А. Я., Алексеев H.A. Вопросы динамики грунтов,. М.: МГУ, 1964 - 124 с.

108. РД 153-39.4-056-00. Правила технической эксплуатации магистральных нефтепроводов. Уфа: ИПТЭР, 2000. - 150 с.

109. РД 153-39.4-067-04 Методы ремонта дефектных участков действующих магистральных нефтепроводов М.: ОАО «АК «Транснефть», 2004. - 75 с.

110. Российская энциклопедия самоходной техники: Справочное и учебное пособие / МАДИ. М.: Главгостехнадзор России, 2001. - Т.1. - 407 с.

111. Российская энциклопедия самоходной техники: Справочное и учебное пособие / МАДИ. М.: Главгостехнадзор России, 2001. - Т.2. - 359 с.

112. Руднев В. К. Копание грунтов землеройно-транспортными машинами активного действия. X.: Вища шк. Изд-во при Харьк. ун-те, 1974. 142 с.

113. Руднев В. К., Лысиков Е. Н. Определение рациональных параметров отвалов бульдозера с газовой смазкой и традиционного исполнения. Горные и дорожные машины, 1982, вып. 32, с. 9 - 14.

114. Руководство по оценке степени риска на магистральных нефтепроводах. М.: Государственное унитарное предприятие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», - 2002, - 64 с.

115. Савенко В.А. Комплексная механизация сооружения магистральных трубопроводов. М.: Недра, 1981 - 296 с.

116. Сагомонян А.Я. Проникание, М.: Изд-во МГУ, 1974 231 с.

117. Синеоков Г.Н. Теория и расчет сельскохозяйственных машин. -М.: Машиностроение, 1977. - 328 с.

118. Сощенко А.Е. Трубопроводные магистрали жидких углеводородов. М.: Недра, 2001. 437 с.

119. Сощенко А.Е Развитие методов и технических средств обеспечения эксплуатационной надежности линейной части трубопроводного транспорта нефти: автореф. дис. . докт. техн. наук: 07.00.10.-М, 2005.

120. СНиП 2.05.0685. Магистральные трубопроводы. М.: Минстрой России, 1997.

121. Столяров Р.Н. Вопросы организации аварийно-восстановительной службы на магистральных нефтепроводах / Р.Н. Столяров, К.Е. Ращепкин, М.: Недра, - 304 с.

122. Сопротивление сколу вырезаемой стружки при воздействии грунта в ковше скрепера // Артемьев К.А., Демиденко А.И., Аглиуллин А.З. Труды СибАДИ, выпуск 55, сборник № 7, Омск 1975. С. 19-24.

123. Справочник конструктора дорожных машин. / под ред И.П. Бородачева, М.: Машиностроение, 1973. 499 с.

124. Сукач М. К., Сукач А. М. Алгоритм критериальной оценки сопротивления резанию грунтов // Известия ВУЗов. Строительство, 1999, № 2-3.

125. Суриков В.В. Механика разрушения мерзлых грунтов. Л.: Стройиздат, 1979. 127 с.

126. Терцаги К. Теория механики грунтов. М.: Госстройиздат, 1961507с.

127. Технологические регламенты (стандарты предприятия) акционерной компании по транспорту нефти «Транснефти»: В 2 т./Под ред.

128. СМ. Вайнштока. М.: ГУЛ Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. ИМ. Губкина, 2003 г.

129. Тютьнев А. М. Совершенствование технологии и технических средств для капитального ремонта линейной части магистральных газопроводов: диссертация. кандидата технических наук: 25.00.19 Москва, 2006. -110 с.

130. Тютьнев A.M., Сауткин В.П., Семин P.C., Зайчиков Г.И., Вавилов А.Д. Машина для удаления грунта из-под магистрального нефте(газо)трубопровода / Патент РФ № 2146784 от 20.03.2000.

131. Фатхутдинов А.Ш., Слепян М.А., Ханов И. М., Золотухин Е.А., Немиров М.С, Фатхутдинов ТА. Автоматизированный учет нефти и нефтепродуктов при добыче, транспорте и переработке. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр»,2002 - 417 с.

132. Федоров Д.И., Машкович О.Н. Исследование режимов резания грунта рабочим органом роторного экскаватора ЭРГ-350/1000 // Горные машины и автоматика, 1963, № 5.

133. Федоров Д.И. Рабочие органы землеройных машин. М.: Машиностроение, 1990 - 360 с.

134. Филиппов В.Е. Основные положения по выбору машин и оборудования для земляных и горных работ // Вспомогательные материалы для разработки пособия по рекультивации земель, нарушаемых в процессе разработки карьеров и строительства. Москва, 2000. - 211 с.

135. Фихтенгольц Г.М. Основы математического анализа, т. 2. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002 - 440 с.

136. Фрейнкман И. Е., Ильгисонис В. К. Землеройные машины. Л.: Машиностроение, 1972.-320 с.

137. Хархута Н.Я. Дорожные машины. Теория, конструкция и расчет. М.: Машиностроение, 1976 - 472 с.

138. Хархута Н. Я., Васильев Ю. М. Прочность, устойчивость и уплотнение грунтов земляного полотна автомобильных дорог. М.: Транспорт, 1975,—285 с.

139. Хасанов А.Х., Гумеров А.Г. Устройство разработки грунта из-под трубопровода / Патент РФ № 2252302 от 19.07.2000.

140. Холодов А. М. Основы динамики землеройно-транспортных машин. M.: Машиностроение, 1968.- 155 с.

141. Цимерман М.З. Рабочие органы почвообрабатывающих машин. М.: Машиностроение, 1978 295 с.

142. Чаткин M. Н. Кинематика и динамика ротационных почвообрабатывающих рабочих органов с винтовыми элементами / M. Н. Чаткин/; науч. ред. д-р техн. наук В. И. Медведев Саранск : Изд-во Мордов. ун-та, 2007.-315 с.

143. Челышев В.В., Сауткин В.П., Семин P.C. Машина для удаления грунта из-под магистрального нефте(газо)трубопровода / Патент РФ № 2193713 от 27.11.2002.

144. Черняев Б.Д., Ясин Э.М., Галюк В.Х. и др. Эксплуатационная надежность магистральных нефтепроводов. М.: Недра, 1992. - 264 с.

145. Чеченков М. С. Разработка прочных грунтов. Л.: Стройиздат: Ленингр. отделение, 1987 - 231 с.

146. Шейнин А. М., Крившин А. П., Филиппов Б. И. и др. -Эксплуатация дорожных машин М.: Машиностроение, 1980, 336 с.

147. Шелюбский Б.В., Ткаченко В.Г. Техническая эксплуатация дорожных машин. М.: Транспорт, 1986. 295 с.

148. Шутов В.Е., Орехов В.В. Механика грунтов в трубопроводном строительстве. М.: РГУ нефти и газа, 2001. 79 с.

149. Энергетическая стратегия России на период до 2020 г. / Е.С. Морозов // журнал «Потенциал» № 4, 2001 г., с. 2-5.

150. Crowder Clifford D. Integral rippers for hydraulic excavator bucket, United States, E02F3/40; E02F3/96; E02F3/04; E02F3/40.

151. David H. McNabb Ripper plough for soil tillage, United States Patent 172730, AA01B3920FI.

152. Purser Ernest R. Ripper tooth attachment for a backhoe, E02F3/96; E02F3/04.

153. Slaughter James B. Adjustable ripper tooth for power shovels, United States Patent 3039210, E02F3/96; E02F3/04.

154. Sohne W. Einfluss von Form und Anordung der Workzeuge auf Anttriebsmomente von Ackerfrosen. D. Landtechn., № 9, S. 696-787.