Совершенствование рабочих органов установок для бестраншейного ремонта трубопроводов с возможностью увеличения их диаметра

Шайхадинов, Александр Анатольевич

Машиноведение, системы приводов и детали машин

автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.02, диссертация на тему:Совершенствование рабочих органов установок для бестраншейного ремонта трубопроводов с возможностью увеличения их диаметра

кандидата технических наук: Шайхадинов, Александр Анатольевич
город: Красноярск
год: 2005
специальность ВАК РФ: 05.02.02

Диссертация по машиностроению и машиноведению на тему «Совершенствование рабочих органов установок для бестраншейного ремонта трубопроводов с возможностью увеличения их диаметра»

Автореферат диссертации по теме "Совершенствование рабочих органов установок для бестраншейного ремонта трубопроводов с возможностью увеличения их диаметра"

На правах рукописи

ШАЙХАДИНОВ Александр Анатольевич

У*

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ РАБОЧИХ ОРГАНОВ УСТАНОВОК ДЛЯ БЕСТРАНШЕЙНОГО РЕМОНТА ТРУБОПРОВОДОВ С ВОЗМОЖНОСТЬЮ УВЕЛИЧЕНИЯ ИХ ДИАМЕТРА

05.02.02 - Машиноведение, системы приводов и детали машин

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических паук

Красноярск - 2005

Работа выполнена в Красноярском государственном техническом университете (КГТУ)

Научный руководитель: кандидат технических наук,

старший научный сотрудник, доцент Емелин Вячеслав Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Козлов Владимир Игоревич

кандидат технических наук, Стоян Юрий Федорович

Ведущая организация: Сибирский научно-исследовательский институт

гидротехники и мелиорации (СибНИИГиМ), г. Красноярск

Защита состоится «22» декабря 2005 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета К 212.098.01 в Красноярском государственном техническом университете по адресу:

660074, г. Красноярск, ул. Киренского, 26, аудитория Г-270 тел. 8 (3912) 91-21-95 факс 8 (3912) 43-06-92 e-mail: srk@fivt.krasn.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Красноярского государственного технического университета.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью составителя, заверенной печатью организации, просим направить в адрес диссертационного совета на имя ученого секретаря

Автореферат разослан «» 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

Е. А. Сорокин

мш шо ш

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации обусловлена необходимостью увеличения пропускной способности трубопроводных сетей, их большой протяженностью, высоким износом, аварийностью, а также потребностью в серийно выпускаемом отечественном оборудовании для ремонта трубопроводов и отсутствием методик по его проектированию.

Объектом исследования является рабочий орган в процессе выполнения им операций бестраншейного ремонта трубопроводов холодного водоснабжения диаметрами 50-500 мм.

Цель исследования - разработка методики проектирования рабочих органов установок для бестраншейного ремонта трубопроводов с их одновременным статическим разрушением, расширением и протаскиванием плети новых пластмассовых труб увеличенного диаметра.

Задачи исследования. Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи:

1) разработать математическую модель движения рабочего органа установки для бестраншейного ремонта трубопроводов с их одновременным статическим разрушением, расширением и протаскиванием плети новых пластмассовых труб увеличенного диаметра;

2) определить закономерности изменения усилий на рабочем органе в зависимости от параметров его конструкции при разрушении и раздаче отработавших стальных трубопроводов, расширении скважины и протаскивании плети новых труб;

3) обосновать и разработать конструктивные схемы усовершенствованных рабочих органов установки для бестраншейного ремонта трубопроводов;

4) установить зависимости производительности установки для бестраншейного ремонта трубопроводов с использованием усовершенствованных рабочих органов от факторов системы «рабочий орган -грунт - старый и новый трубопроводы».

Методика решения поставленных задач включает теоретические и экспериментальные методы с использованием системного подхода, математического моделирования, планирования эксперимента и математической статистики.

Научная новизна работы и основные положения, выносимые на защиту:

1) математическая модель движения рабочего органа установки для бестраншейного ремонта трубопроводов, учитывающая влияние факторов системы «рабочий орган - грунт - старый и новый трубопроводы» и позволяющая вести проектирование, определять параметры рабочего органа ремонтной установки и ее производительнее^^ национальн I

I библиотека

2) закономерности изменения усилий* на рабочем органе в зависимости от параметров его конструкции, факторов грунта, отработавшего и нового трубопроводов;

3) зависимости производительности установки для бестраншейного ремонта трубопроводов с использованием усовершенствованных рабочих органов от факторов системы «рабочий орган - грунт - старый и новый трубопроводы».

Основными практическими результатами работы являются:

1) методика проектирования рабочих органов установок для бестраншейного ремонта трубопроводов;

2) рекомендации на проектирование и производство работ по ремонту трубопроводов;

3) конструкции усовершенствованных рабочих органов и способ их применения.

Достоверность полученных результатов обеспечена: адекватностью математической модели натурным условиям; необходимым объемом экспериментальных исследований; сходимостью теоретически и экспериментально полученных зависимостей.

Апробация работы. Результаты исследования представлены публикациями тезисов докладов: на научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и наука - третье тысячелетие» (г. Красноярск, 2001 г.); двух краевых межвузовских научных конференциях «Интеллект» (г. Красноярск, 2001 и 2002 гг.); VIII Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современная техника и технологии» (г. Томск, 2002 г.) и двух Всероссийских научно-практических конференциях с международным участием «Транспортные системы Сибири» (г. Красноярск, 2003 и 2004 гг.).

Результаты исследований опубликованы в 14 научных статьях, 7 тезисах докладов на конференциях, Рекомендациях на проектирование и производство работ по бестраншейному ремонту трубопроводов, четырех описаниях изобретений и полезных моделей.

Практическое использование. Результаты диссертации внедрены Красноярским МУПП «Водоканал» и институтом «Красноярскгражданпроект» при проектировании и производстве работ по бестраншейному ремонту трубопроводов водоснабжения. Результаты работы также используются в учебном процессе Красноярского государственного технического университета.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, двух приложений и списка использованных источников. Объем работы 178 страниц, в том числе 148 страниц основного текста, 59 рисунков, 16 таблиц; 130 наименований библиографических источников и приложения приведены на 30 страницах.

* В автореферате термины «усилие» и «сопротивление» употребляются как имеющие разные знаки синонимы, причем везде речь идет о горизонтальных составляющих этих сил

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы ее цель, задачи, научная новизна и практическая значимость, перечислены основные полученные результаты.

В первой главе дан анализ состояния вопроса в области бестраншейного ремонта трубопроводов. Изучен опыт производства ремонтных работ, условия их выполнения, применяемые оборудование и материалы. Проведено исследование патентной информации, дана классификация способов ремонта трубопроводов, систематизированы применяемые рабочие органы ремонтных установок, установлены их достоинства и недостатки, проанализированы известные результаты исследований в рассматриваемой области, выявлены неисследованные или недостаточно исследованные вопросы, составлены технические требования к совершенствуемым рабочим органам, поставлены задачи исследования.

На основе изучения опыта ремонта и проведенного патентного исследования составлена классификация способов бестраншейного ремонта трубопроводов (рисунок 1) [20], по которой, в качестве наиболее перспективной и базовой для совершенствования рабочих органов, выбрана технология ремонта с разрушением старого трубопровода способом статического разрезания (рисунок 2) [2].

Способы бестраншейного ремонта трубопроводов

Восстановлением старого трубопровода без увеличения его диаметра_

Заменой старого трубопровода на новый с увеличением его диаметра_

* Созданием новой трубы в старой * Нанесением покрытия в жидком виде * Устранением локальных (местных) повреждений .. * С разрушением старой трубы * Без разрушения старой трубы

( }-гг —1

2 а & £

со г

§ з ° £

5 а

х 2

й- а

з 11

а X ё

О О О

11 е-

а> Й о

В В "

и е

X 2 ¡1

5 .. к "8

2 В-

п "

§ I

0 5

1 3 § ё

3 =

* I

3 3

о &

Рисунок 1 - Классификация способов бестраншейного ремонта трубопроводов Сущность технологии заключается в определении диагностическими средствами необходимости и возможности ремонта трубопровода, раскопке двух приямков по его трассе на расстоянии 100-200 м друг от друга, расстановке оборудования, проталкивании из одного приямка в другой составной тяговой штанги, присоединении к ней рабочего органа с предварительно сваренным в плеть на поверхности (рисунок 2, а) или наращиваемым в приямке (рисунок 2,6) новым пластмассовым

трубопроводом большего диаметра и последующем протягивании рабочего органа с новым трубопроводом через старый с одновременным его разрушением и расширением [1,3,15]. Достоинством этой технологии является возможность: восстановления трубопроводов с любым износом; увеличения пропускной способности сети; производства работ в зимнее время года; исключения шума, динамических нагрузок и загрязнений окружающей среды. Для реализации технологии в качестве объекта исследования принят рабочий орган (рисунок 3), состоящий из корпуса, ножей, расширителя и ряда других деталей.

Анализ условий работы установок и их рабочих органов для бестраншейного ремонта трубопроводов показал, что трубопроводы различного назначения существенно отличаются по техническим требованиям, применяемым материалам, диаметрам, толщинам стенок, технологиям прокладки и ремонта. Поэтому было решено совершенствуемые рабочие органы привязать к характеристикам трубопроводов холодного водоснабжения, которые имеют высокую протяженность и потребность в ремонте. Изготавливаются эти трубопроводы преимущественно из труб по ГОСТ 10704—91 диаметрами до 300-500 мм и более с 6-16 толщинами стенок для каждого диаметра из стали ВСт.З сп. В качестве материала для нового трубопровода в мировой и российской практике при бестраншейном ремонте в основном применяется пластмасса (полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид и др.).

Рисунок 2 - Технологические схемы бестраншейного ремонта трубопроводов способом статического разрушения старого, расширения скважины и протаскивания плети нового трубопровода: а - летом; б - зимой; 1,2- приямки; 3 - разрушающий трубу рабочий орган с дисковыми или пластинчатыми ножами и коническим расширителем; 4 - силовая установка; 5 - составная штанга; б насосная станция; 7 - рукава высокого давления; 8 - плеть нового пластмассового трубопровода; 9 - старый трубопровод, 10 - обломки старого трубопровода; 11 - упорный щит, 12, 13 - свегопрозрачное теплосберегающее перекрытие; 14,15 - теплогенератор; 16 - установка для стыковой сварки пластмассовых труб

Рисунок 3 - Рабочий орган с пластинчатым (а) и дисковым (б) клиновыми ножами, симметричным (а) и асимметричным (б) расширителями: 1 - отработавший трубопровод; 2 - корпус режущей головки; 3 - нож; 4 - опорные ролики; 5 - оси опорных роликов; б болт; 7 - расширитель; 8 - плеть нового пластмассового трубопровода; 9 - ось дискового ножа

Анализ результатов отечественных и зарубежных исследований показал, что в области бестраншейного ремонта трубопроводов к ведущим научно-производственным организациям относятся «Tracto-Technik», «Vermeer», «Scandinavian No-Dig Centre», «Комбест», СибНИИГиМ, «Водоканалстрой» (Санкт-Петербург) и др. В этой области известны работы А. И. Бавыкина, В. Н. Белобородова, A. JT. Бобылева, В. А. Григоращенко,

A. Е. Земцовой, Н. К. Игнатова, С. М. Карпенко, Ф. Клепсамела,

B. А. Корнопелева, Г. Кюна, И. В. Ладыгина, Ю. И. Левитина, А. Н. Ли,

C. М. Мялкина, В. А. Орлова, О. У. Продоуса, В. С. Ромейко, В. А. Харькина, С. Л. Хачатуряна, П. Ховарда, С. В. Храменкова, С. Шикоры и др. В разработку теорий резания и разрушения, используемых при замене отработавших трубопроводов, большой вклад внесли Б. А. Барышников, Г. И. Грановский, А. В. Колесников, В. В. Кривошеев, И. С. Леонов, А. И. Пульбере, Г. И. Пшеничный, В. П. Романовский, В. А. Тимощенко, Р. Хилл, Д. Шебеши, Л. В. Щепнина, М. О. Якобсон, П. И. Ящерицын и др. Результаты известных исследований в рассматриваемой области (бестраншейный ремонт трубопроводов), а также в смежных областях (материаловедение, резка материалов, накатывание шлицев, бестраншейная прокладка трубопроводов прокалыванием, раздача трубных заготовок дорнованием) позволили выявить технические и теоретические решения, использованные в рассматриваемой работе. Это разработки по силовым установкам для протягивания рабочих органов через трубопровод и отдельные теоретические положения по теории резания и разрушения. В то же время известные результаты исследований рабочих органов установок для бестраншейного ремонта трубопроводов выбранным способом не содержат необходимых для их проектирования зависимостей производительности и воздействующих на рабочий орган усилий от ряда основных факторов.

В результате проведенного анализа состояния вопроса по теме диссертационной работы сформулированы технические требования к рабочим органам установок для бестраншейного ремонта трубопроводов и поставлены указанные выше задачи исследования. В качестве методологии их решения использован системный подход, проявившийся: в рассмотрении системы факторов «рабочий орган - грунт — старый и новый трубопроводы»; исследовании рабочих органов совместно с технологией их применения; учете средних и тяжелых условий работы как в летний, так и в зимний периоды года; использовании взаимодополняющих критериев оценки эффективности рабочих органов (силы сопротивления, конструктивная и техническая производительность).

Во второй главе рассмотрены результаты теоретического исследования. При этом поставлена и формализована задача теоретического исследования. Разработана математическая модель движения рабочего органа установки для бестраншейного ремонта трубопроводов с их одновременным статическим разрушением, расширением и протаскиванием плети сваренных новых пластмассовых труб увеличенного диаметра. Получены зависимости сопротивления движению рабочего органа и его составляющих (сопротивления разрушению старого трубопровода, его раздаче и протаскиванию плети нового трубопровода) от факторов этого органа (ножей и расширителя), грунта, старого и нового трубопроводов.

Также определено влияние указанных факторов на конструктивную и техническую производительность установки для ремонта с использованием рассматриваемого рабочего органа.

Математическая модель исследуемого процесса движения рабочего органа с использованием различных конструкций разработана в двух частях: силовой и конструктивно-технологической соответственно в виде зависимостей сопротивления движению рабочего органа и производительности (конструктивной и технической) от системы факторов «рабочий орган - грунт - старый и новый трубопроводы». В состав модели также входит ряд допущений и ограничений, в частности, по углам изгиба трубопровода, его диаметру, пренебрежению силами инерции и усилиями раздачи разрезанного трубопровода. Исходными теоретическими положениями для построения модели послужили известные работы в области сопротивления материалов, механики грунтов, трения и производительности машин. С целью применения этих положений были изучены состав технологических операций и механика взаимодействия основных частей совершенствуемого рабочего органа с окружающей средой в виде грунта, старого и нового трубопроводов (рисунки 4 и 5). При этом, анализируя операции работы установки для ремонта трубопроводов на примере оборудования «ОгипёоЬигв!» фирмы «ТгасЮ-ТесЬшк» (Германия), было установлено, что процесс ремонта включает 3 вида циклов, связанных со сменой захваток, сваркой труб и периодичностью движения штанги установки (рисунок 5). Это создавало существенные трудности в представлении зависимости производительности подобных установок, которые впервые в технической литературе были преодолены.

Математическая модель движения рабочего органа в процессе бестраншейного ремонта трубопроводов 1. Силовая часть 1.1 Расчетная схема нагружения рабочего органа

а - пластинчатыми; б - дисковым

1.2 Допущения и ограничения х.=180°, /^-0, ^„„«0, ¿/с=сопбг, д^сопвг, 5с=сопя1*, 5н=сопбг, К3 =1, асс=сомГ, стг<.=сош1\ Ф=сош!:', < 0,5м, ножи двухскосые

В пределах рассматриваемой захватки длиной I.

Fp=oc.c-S-(l + f)nnK^

1.3 Уравнения а) исходные (1-5) FC = F, + Ft+F„,

ft 4Í ^p^^O + Z^K^^sinatgH ■

cosa

F„ = orc- Sr c- (sin ap + cos ap)=>FB =

x(sinap + /„-cos «„J-^-lf-ctgX+^-l), б) заключительные (6,7)

x(sin ap + /„• cos ap)-J(Ky-lf .'ctg2ap + (*y2-1) + +Л-(/1К±/).Гн.8н./,(Г)11-811),

(1) (2) ,(3)

(4)

(5)

(6)

= (1 + Л» )■ "n ■ Осе • sin a- tg|-

cosa

x(sin ap + cos ap)• ^y-l)2-ctg2ap + +

2. Конструктивно-технологическая часть 2.1 Расчетная структурная схема циклов работы установки для бестраншейного ремонта трубопроводов

<7)

Рисунок 5 Перечень и состав циклов работы установки для бестраншейного ремонта трубопроводов: не заштриховано -длительность основных операций; заштриховано - дли-

тельность вспомогательных и подготовительно-заключительных операций

2.2 Допущения и ограничения r|3=const, T|H = const, T|r=const, Nn = const, •9X = const, Фп = const

2.3 Уравнения а) исходные (8—12)

П .=

-,(8)

P X

П =-

-,(10)

Т6а~-=т-Т6а+Ь

■0 + $

+ rB.JH,(ll) TMU--=p-TKn+k-b„ + Tn.3C, (12)

п =

б) заключительные (13-14)

3600 •ЛзЛнЛ, L

3600-лэ-Т1нлг -Na Ъп 0

(13)

(14)

+ T

1 П-

где Пк, Пт - конструктивная и техническая производительности установки для бестраншейного ремонта трубопроводов, м/ч; т|3, r|„, % - КПД электродвигателя, насоса и гидроцилиндра установки; N„ - потребляемая мощность установки, Вт; 9, Эп, 8Х, Эр -скорости перемещения рабочего органа с плетью нового трубопровода, проталкивания штанги, холостых и рабочих ходов штока гидроцилиндра установки при разрушении старого трубопровода, м/ч, Fc, Fca, Fc ил, Fp, Fp д, Fp пл — горизонтальные суммарные силы сопротивления перемещению рабочего органа и силы разрезания старого трубопровода соответственно общие и при использовании дисковых и пластинчатых ножей, Н; Ft, F„ F„, Fm - горизонтальные силы сопрогивления перемещению рабочею органа при расширении старого трубопровода, вдавливании его разрезанной части в грунт, протаскивании нового трубопровода, преодолении инерции рабочего органа и плети нового трубопровода, Н; L, /тп, /„, - длина захватки, одной новой трубы и звена штанги, м; Tn-ic, Т'п-зи - длительность подготовительно-заключительных операций при сварке и перестановке оборудования, ч; 6С, 6„ - толщина стенки старого и нового трубопроводов, м; к - коэффициент условий сварки пластмассовых труб, ч/м; К„ Ку - коэффициенты затупления ножа и увеличения диаметра нового трубопровода; /, /д, - коэффициенты трения ножей, качения дисковых ножей и скольжения пластинчатых ножей при разрезании старого трубопровода; /ьс,/с< - коэффициенты трения скольжения пластмассы по стали и стали по стали; п„ - количество прорезей в старом трубопроводе; т,р- число малых технологических и конструктивных циклов работы установки при восстановлении трубопровода на участках длиной I и /т„; стс с, агс, тС1„ тгс - пределы прочности на сжатие и сдвиг материала старого трубопровода и грунта в зоне трубопровода, Па; ар, а, (3 - углы конусности расширителя, скоса пластинчатого ножа и заострения ножа, град; с/с, Ои - внутренний диаметр старого и наружный диаметр нового трубопроводов, м; ун - объемный вес материала нового трубопровода, П/м ; X. - угол изгиба старого трубопровода, град; Тк ц, Ти ц, Г6 ц - длительность конструктивного, малого и большого технологических циклов восстановления трубопровода на участках длиной /ш, /т „ и L, ч; 5, 5гс - площади поперечного сечения прорези в старом трубопроводе и части боковой поверхности расширителя, участвующей в расширении старого трубопровода, м2; <?„ - вес плети протягиваемого через скважину нового трубопровода, Н

В результате анализа и исследования разработанной математической модели в диссертации получены графические зависимости конструктивной и

технической производительности, сопротивления движению в целом и его составляющих (сопротивлений разрушению, расширению и протаскиванию) соответственно для установки в целом и ее рабочего органа от системы факторов «рабочий орган - грунт - старый и новый трубопроводы» [6,7]. При этом в качестве факторов рабочего органа рассмотрены факторы его ножей (гап, количество ножей, углы заострения и скоса*, радиус затупления и диаметр") и расширителя (угол конусности, коэффициент расширения), в качестве факторов грунта - предел прочности на сжатие, в качестве факторов старого и нового трубопроводов - прочностные характеристики, удельный вес, внутренний диаметр и толщина стенки С использованием разработанной математической модели также построены гистограммы распределения составляющих сопротивления движению рабочего органа в средних и тяжелых условиях работы (рисунок 6), получены зависимости конструктивной и технической производительности установки для ремонта трубопроводов с его применением.

1ПП4&

^¿¡В ПЙ!

Рисунок 6 - Гистограммы распределения-оедних (а, б- при 5С, = 0,004 м; 5с2 = 0,006 м; 8с3-0,008 м; /« = 0,18; К„= 1Д; агс = 0,0610оПа; /^ = 0,5; ; = 0; L - 100 м; Д/8„-= 17,6) и максимальных (в, г - при 5ci = 0,0055 м; 5с2 = 0,008 м; с^ = о,012 м; 5„, = 0,022 м; 5„2 - 0,040 м; 5„3 = 0,055 м; Ку = 1,3; агс = 0,2-10 Па; /п.с = 0,55; i = 0,05; i = 300 м) значений сопротивления движению рабочего органа установки для бестраншейного р«монта стальных трубопроводов диаметром 100 мм (У), 200 мм (2) и 400 мм (5) с использовщием пластинчашх (а, в) и дисковых (б, г) ножей (материал отработавших трубопроводов - сталь ВС г. 3 сп; материал новых трубопроводов - полиэтилен; и„ = 1; К, = 1,5; а = 45°; ß = 45°; а<: с = 500-106 Па; fm = 0,5; /д = 0,28; ар = 15° Лн = 10000 НУм3)

Только для пластинчатых ножей. Только для дисковых ножей.

При этом средние условия работы соответствуют сочетанию средних значений факторов в диапазоне их изменения, а тяжелые - значениям факторов, лежащим на границе диапазону этого изменения и соответствующим наибольшему сопротивлению движения рабочего органа.

-С £

с!

и о

X и) !=!

1 » » - - < ' 2 } —< 3 >.. .< * - *

• 1 1 ' .«„, --------- « ■* ' ''4

\ 6 / 5 /

к о а, в

400

Рисунок 7 - Влияние длины захватки на техническую производительность установки для бестраншейного ремонта трубопроводов в летнее (1, 2,3) и зимнее (4,5,6) время года при базовых значениях определяющих факторов и различной длительности подготовительно-заключительных операций Тп-3„: 1,4 - Гп-3„ = 0,5ч; 2,5-^» = 2 ч; 3,6- Та., „ = 4 ч

100 200 300 Длина захватки Ь, м

Было установлено, что увеличение длины захватки со 100 до 300 м при определенном сочетании условий работы может привести к повышению производительности труда на 60 и более процентов (рисунок 7) [8,10,11]. Однако реализацию этой возможности сдерживает ограниченная прочность материала пластмассовых труб. С целью разрешения этого противоречия разработаны две конструкции рабочего органа с задней и срединйой подтяжкой протаскиваемой плети новых труб (рисунок 8, а, б) [12]. Выявлено, что наиболее эффективной областью его применения являются процессы ремонта с длительностью подготовительно-заключительных операций более 0,5-1,0 часа.

1 8 9 3 ЛЛ-Л- 1- А-, Ж Ж. Л. Ли, £-2- Рисунок 8 -

Конструктивная схема рабочего органа для бестраншейного ремонта трубопроводов с обеспечением возможности подтягивания увеличенной длины плети новых труб: а - заднего; 6 - срединного; 1,2 - приямки; 3 - старый стальной трубопровод; 4 - новый пластмассовый трубопровод; 5 - корпус рабочего органа; 6 - дисковый нож; 7 - конический расширитель; 8 - гидравлическая силовая уста- составная штанга; 10,11 - крюки; 12 - составная штага, размер одной секции равен длине одного звена нового трубопровода; 13 - натяжной элемент; 14 - нажимной фланец; 15 - предварительно сжатая тарельчатая пружина; 16 - опорные ролики; 17- тросовая подтяжка; 18 - корпус расклинивающего устройства; 19- пластана; 20 - конус; 21 - страховочный трос

В третьей главе рассмотрена методика экспериментального исследования. При этом проработано методическое обеспечение: а) определения усилий разрезания и расширения старого трубопровода;

новка; 9 которой

б) исследования различных схем его разрушения; в) измерения коэффициентов трения скольжения нового трубопровода внутри старого с учетом влияния различных факторов. Обоснован выбор факторов и откликов, интервалы и количество уровней варьирования факторов, необходимое количество экспериментов для получения каждой зависимости, методы обработки и представления результатов эксперимента. Разработаны и изготовлены модели рабочих органов (рисунки 9-11), а также оснастка для определения коэффициентов трения материала новой трубы внутри старой.

В качестве наиболее значимых факторов системы «рабочий орган -грунт - старый и новый трубопроводы» приняты: по рабочему органу - тип ножа (дисковый, пластинчатый), угол его заострения, количество граней (двух- и четырехскосые), тип расширителя (симметричный и асимметричный), угол его конусности, коэффициент расширения, расстояние от ножа до расширителя; по старому трубопроводу - внутренний диаметр и толщина стенки; по новому трубопроводу — коэффициент трения материала нового трубопровода внутри разрушенного старого при различных состояниях и степени загрязнения поверхности старого. В качестве откликов были приняты сопротивления разрезанию и расширению отработавшего трубопровода. Выбор факторов и откликов проводился с учетом требований измеряемости, значимости и воспроизводимости.

С целью углубления исследования влияния каждого фактора, определения характера нелинейности и графического представления зависимостей большинство экспериментов проведены как однофакторные с изменением факторов на 4-6 и более уровнях. Количество уровней выбиралось с учетом компромисса между точностью и трудоемкостью исследования, интересующим диапазоном изменения фактора и необходимостью превышения интервала между уровнями над двойной ошибкой воспроизведения фактора. С факторами одного уровня проводилось 3-6 повторных экспериментов, количество которых, в каждом конкретном случае, определялось по критерию Стьюдента при доверительной вероятности 0,90-0,95, достаточной для большинства не связанных с риском для жизни практических задач. Степень соответствия между результатами эксперимента и аппроксимирующими их уравнениями оценивалась коэффициентом корреляции Л2, значения которого, в большинстве случаев, находились в интервале 0,80-0,96. При меньших значениях этого коэффициента подбиралось другое более адекватное аппроксимирующее уравнение и строилась соответствующая ему кривая либо увеличивалось количество экспериментов или опытным путем проверялись подозрительные на чрезмерную ошибку отдельные результаты.

Используемые модели рабочих органов различных конструкций (с пластинчатыми и дисковыми ножами, симметричными и асимметричными расширителями) показаны на рисунке 9. Для исключения их перекоса в процессе движения внутри старого трубопровода и трения об его стенки использованы направляющие качения в виде отдельной сборочной единицы (рисунок 10) или встроенные в корпус рабочего органа (рисунок 11). В экспериментах создание рабочих усилий для движения моделей рабочего органа и их измерения использовались прессы на усилия 40-500 кН. Замена в

экспериментальных исследованиях натурных установок для бестраншейного ремонта трубопроводов на модели рабочих органов с применением прессов позволила значительно сократить сроки, снизить трудоемкость и стоимость проведения экспериментов. Для' исследования влияния затупления ножей на сопротивления разрушению отработавшего трубопровода применен комплект дисковых пожей с различным радиусом затупления их лезвия (от 0 до 0,005 м).

а б в г

Рисунок 9 - Модели рабочих органов с симметричным (а, б) и асимметричным (в, г) расширителями и различными типами ножей: а - пластинчатыми; б - дисковыми; 1 - корпус; 2 - расширитель; 3 - пластинчатый нож; 4 - дисковый нож; 5 - болт; 6 - ось; 7 - направляющая шайба

а б

Рисунок 10 - Направ- Рисунок 11 - Модели рабочих органов с встроен-

ляющие качения для головок ними направляющими качения, оснащенные одним (а) разрушения и расширения: и четырьмя (б) парами катков: 1 - корпус рабочего 1 - корпус; 2 - катковая опора; органа; 2 - опорный каток; 3 - сменный клиновой 3 - ось катковой опоры дисковый нож; 4 - разрывающий ролик; 5,6- оси

С целью раздельного измерения составляющих сопротивления движению модель рабочего органа разбиралась на блоки разрушения и расширения, которые соединялись с направляющими качения и применялись отдельно. При этом перемещение первого осуществлялось внутри цельного трубного образца, второго - внутри частично продольно разрезанного трубного образца с измерением в процессе расширения этого образца сопротивлений раздаче в зависимости от расстояния между расширителем и концом реза, необходимых для построения соответствующего графика.

Для исследования различных схем разрушения трубных образцов (с полным разрезанием за один проход, полным разрывом за один проход и

частичным разрезанием с одновременным или последующим разрывом) использовались модели рабочих органов, показанные на рисунке 11. Причем для разрезания использовались как острые, так и предварительно затупленные дисковые ножи, для разрыва - разрывающие ролики толщиной 10 мм, диаметром 76 мм и радиусом закругления 5 мм.

Для расчета усилий протаскивания рабочим органом плети нового трубопровода внутри старого выполнено измерение коэффициентов трения скольжения (в покое и движении) между их поверхностями на специально изготовленной для этой цели оснастке. При этом варьировались материал нового трубопровода (полиэтилен, полипропилен), состояние поверхности старого трубопровода (сухая и мокрая, корродированная и некоррелированная, с прослойкой песка или супеси и без). Определение коэффициентов трения выполнено по двум схемам: на горизонтальной плоскости с измерением сил тяги и пригруза и на наклонной плоскости с измерение^ угла в начале движения трубных образцов.

В четвертой главе дан анализ результатов экспериментального исследования процесса взаимодействия рабочего органа со старым и новым трубопроводами, а также выполнена оценка точности математической модели его движения в процессе ремонта трубопроводов. При этом рассмотрены результаты экспериментального исследования зависимостей сопротивления разрушению старого трубопровода от параметров ножей (типа, количества ножей и граней на лезвии ножа, углов заострения и скоса, радиуса затупления и схемы разрушения), исследованы закономерности изменения сопротивления раздаче разрезанного старого трубопровода в зависимости от его диаметра, типа и расстояния расширителя до ножа, определены коэффициенты трения покоя и движения между плетью нового трубопровода и старым трубопроводом в зависимости от состояния его поверхности и наличия прослоек грунта, выполнена проверка точности математической модели, по результатам которой откорректированы модель и методика экспериментов.

Экспериментально исследовано влияние на сопротивление разрушению старого трубопровода следующих параметров: ножей рабочего органа (углов заострения и скоса, типа и количества ножей, радиуса затупления (рисунки 12, 13) [9,19]; его расширителя (степени асимметрии, угла конусности, расстояния между ножом и расширителем (рисунок 14) [4]; схемы разрушения (полным разрезанием, полным разрывом и частичным разрезанием с последующим разрывом (рисунки 15, 16) [14]; старого трубопровода (толщина стенки). В результате установлено:

1. Применение рабочих органов с дисковыми клиновыми ножами по сравнению с пластинчатыми на 20-30 % более эффективно по усилию резания. Выявлено, что усилие разрезания отработавших трубопроводов прямо пропорционально радиусу затупления дисковых ножей. Причем с его увеличением от 0 до 5 мм усилие разрезания возрастает в 5 раз, аот1до5мм-в2,5 раза

2. С увеличением толщины стенки старого трубопровода, количества прорезей в нем, углов скоса и заострения ножей наблюдается возрастание усилий разрезания. Однако с уменьшением угла заострения менее 45 градусов также возможно возрастание этих усилий, вследствие затупления или выкрашивания лезвий ножей (пунктир на рисунке 12).

3. Усилия разрезания отработавших трубопроводов четырехскосыми дисковыми ножами преимущественно определяются углом заострения между гранями, примыкающими к острию, и практически не зависят от размера и соотношения размеров граней.

(а = 45"; Р = 60°; О = 0,044 м; п„ = 2; ¿с = 0,076 м)

(-£» = л„=1

40 50 60 70 Угол заострения Р, град б

■ после выкрашивания лезвий ножей а = 30°; 0,080 м; и„ = 2 - для пластинчатых ножей и - для дисковых ножей; <4 = 0,068 м; 5с=0,004 м)

^40 ьС 30

\ Кр = 3,78-лп + 7,2; Я2 = 0,99 | |

=5 §

о. о.

100 80 60 40 20 0

и ь 54,1; Л ! = 0,79_

30 45 60 75 90 Угол скоса пластинчатого ножа а, град

(л„ = 2; р = 53°; ¿с = 0,098 м; 8С - 0,005 м)

9 1 2 3 4 §

о о

Количество прорезей в трубопроводе л„ ^

(а = 45°; р = 60°; <1С = 0,053 м; 8С = 0,003 м)

Рисунок 12 - Зависимости усилий разрезания ^ отработавшего стального трубопровода от толщины его стенки (о), угла заострения незатупленных ножей (б), их количества (резов) (в), угла скоса (г) и типа (а, б): 1 - пластинчатые ножи; 2 - дисковые ножи

4. Впервые предложены, реализованы и исследованы две схемы разрушения отработавших трубопроводов полным разрывом и частичным разрезанием с последующим разрывом в сравнении с известной схемой полного разрезания. Установлено, что разрушение отработавших трубопроводов по схеме с частичным разрезанием их стенки и последующим разрывом роликом по сравнению с полным разрезанием на 10-20% более энергоемко, что можно объяснить необходимостью многократного преодоления сил упругости. Несмотря на большую энергоемкость, эта схема разрезания может быть рекомендована с целью увеличения ресурса ножей и уменьшения доли простоев (связанных с их заменой и переточкой) путем применения для повторных проходов разрывающих роликов с большим радиусом их затупления (7?3» 5 мм).

50 40 30 20 10 0

0,000

Г 44-Ä, + 0,5; R2 0,99 —

1 1 1

0,001 0,002 0,003 0,004 Радиус затупления ножа Rz, м

0,005

Рисунок 13 - Зависимость усилия разрушения образцов стальных труб путем их полного разрезания от затупления лезвия ножа (<& = 0,068 м; 5С = 0,004 м, /тс = 0,15 м; 8 = 0,01м; 0 = 53°; В = 0,076 м; п„ = 1; ножи клиновые дисковые двухскосые)

20 30 40 50 60 Расстояние расширителя до ножа 1Р и, ММ

Рисунок 14 - Зависимость усилия раздачи Рй разрезанных стальных отработавших трубопроводов с внутренним диаметром с!с = 98 мм коническим расширителем от его расстояния /р„ до ножа для различных типов (таблица) и количества резов: 1 - расширитель № 1 и один рез; 2 - расширитель № 1 и два реза; 3 - расширитель № 2 и один рез; 4 - расширитель № 2 и два реза; 5 - расширитель № 3 и один рез; 6 - расширитель № 3 и два реза; 7 - расширитель № 4 и один рез; 8 - расширитель № 5 и один рез

Таблица - Параметры расширителей, использованных при получении зависимостей рисунка 14 для труб диаметром ¿4 = 98 мм

Код расширителя Тип расширителя Максимальный диаметр £)„, мм Длина /„, мм Угол расширения Ор, град

№ 1 симметричный 104 30 7,5

№2 симметричный 111 30 15,0

№3 симметричный 111 57 7,5

№4 асимметричный 111 28 30,0

№5 асимметричный 111 56 15,0

5. Расширитель должен быть установлен за ножами на расстоянии 0,8-1,0 диаметра разрушаемого старого трубопровода. При меньшем расстоянии сопротивление движению расширителя может возрасти в 5-8 раз, при большем расстоянии рабочий орган будет менее технологичен в эксплуатации, вследствие чрезмерного увеличения его размеров.

6. При рациональном расстоянии расширителя до ножа более предпочтительны асимметричные расширители, имеющие в 2-3 раза меньшие сопротивления раздаче разрезанного трубопровода, чем симметричные (при условии, если эксцентриситет будет направлен в сторону реза).

7. Сопротивление раздаче пропорционально толщине стенки и диаметру отработавшего трубопровода. Для трубопровода с двумя продольными диаметрально расположенными разрезами оно в 1,5 раза меньше, чем с одним. Однако, ввиду превышения суммарного сопротивления разрезанию и раздаче в случае использования двух ножей по сравнению с одним, рекомендуется применять рабочие органы с одним ножом.

20 40 60 80 Глубина надреза стенки Д, %

Щ Ш ■

г> — i

т kf

g Щ ¿5

0,000 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005

Радиус затупления ножа Л„ м □ - усилия разреза У - усилия разрыва

Рисунок 15 - Зависимость усилий разрушения отработавшего трубопровода предварительным частичным разрезанием и последующим разрывом от глубины надреза: 1, 2, 3 - усилия суммарные, разрезания и разрыва (для стального трубопровода при dc = 0,068 м, 5С = 0,004 м, /тс = 0,15 м, клиновых дисковых двухскосых ножей при 5 = 0,01м, ß = 53°, л„ = 1 и разрывающих роликов при 5Р р = 0,01 м, Я, = 0,005 м, Dp р = 0,076 м)

0,000 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 Радиус затупления ножа й3, м

Рисунок 16 - Зависимость усилий разрушения отработавшего трубопровода по схеме с частичным разрезанием и последующим разрывом от радиуса затупления ножа-а - гистограмма усилий; б - графики усилий предварительного частичного разрезания (/), окончательного разрыва (2) и суммарного разрушения (3) при Ои = 0,070 м; £)р = 0,076 м; 8 = 0,01 м; р = 53°; = 0,005 м

Путем экспериментального определения коэффициентов трения покоя и движения скольжением при протаскивании плети нового пластмассового трубопровода внутри старого стального [13] было выявлено:

1. Наибольшее трение скольжения при протягивании плетей новых пластмассовых труб внутри старых стальных трубопроводов возникает при наличии коррозионного слоя естественной влажности. Этот вариант условий работы силовой установки, рабочего органа и нового трубопровода при его протаскивании является наиболее тяжелым и поэтому его следует учитывать в расчете с использованием коэффициентов трения скольжения в покое и движении, равных для полиэтилена по стали соответственно 0,54 и 0,50.

2. Корродирование поверхности стальных трубопроводов увеличивает воспринимаемое рабочим органом и силовой установкой сопротивление протаскиванию через них плетей пластмассовых труб в 1,4-1,7 раз, а наличие в трубопроводах прослойки грунта - в 1,0-1,4 раз. Увлажнение внутренних поверхностей трубопроводов уменьшает сопротивление протаскиванию на 2-7 %, а образование грунтовой прослойки на их корродированной поверхности - на 18-37 %.

3. При протаскивании пластмассовых труб внутри стальных коэффициент трения скольжения в покое на 5-10 % больше, чем в движении.

Также в работе экспериментально проведена проверка точности математической модели, ее зависимостей и допущений. В частности, было выяснено, что допущения К3 да 1 и ~ 0 не достаточно корректны при радиусе затупления ножа Я3 > 0 м и расстоянии от расширителя до ножа !р „ < (1С. В связи с этим на основе экспериментов предложено эти допущения заменить на следующие выражения:

К, =(776-^+1),

•/рн + 57300, при е = 0; ар = 7,5°; Ку = 1,06; ип = 1 /р н +12500, при е = 0; ар = 7,5°; Ку =1,06; пп = 2 /р „ + 86300, при е — 0; ар =15,0°; Ку = 1,13; ип = 1 /р „ + 46700, при е = 0; ар = 15,0°; Ку = 1,13; пп=2 /рн +33900, при е = 0; ар = 7,5°; Ку = 1,13; пп — 1 /рн+11200, при е = 0; ар = 7,5°; Ку = 1,13; лп = 2 / +83700, при е > 0; а = 30,0°; К =1,13; пп = 1

(15)

-680000 -140000 -440000 -150000 -370000 -110000 -850000 -660000 0 при / >(1С

/„ + 61700, при е>0; а =15,0°; К =1,13; пл = 1

(16)

где Я, - радиус затупления ножа, м; /р„ - расстояние расширителя до ножа, м; е - характеристика асимметрии расширителя (смещение его оси относительно оси разрушающей головки), м

С учетом сделанных уточнений и дополнений получен следующий скорректированный вариант математической модели движения рабочего органа в процессе бестраншейного ремонта трубопроводов.

Откорректированная математическая модель 1.1 Уравнения

(sinap + /CH:-cos ар)х

x^y~l)2-ctg2ap+(^-l)+3f(/M±0-YH-5H-¿-(D„-8H),

^=(l + /m,)-(776-ií1 + l)-«„-acc.s¡natgi

4_i_L . I ci

cosa

+ Fí+

(sinap+/c.c-cos ap)x

x^y-l)2.ctg2ap+(^2-l) + 7r.(/M±f).7K.5H.I-(DH-5H),

-680000 /рн+57300, при е = 0; ар = 7,5°; КУ = = 1,06; »„ = = 1

-140000 /рв+12500, при е = 0; ар = 7,5°; ку = = 1,06; ип = 2

-440000 /рн +86300, при е = 0; ар = 15,0° = 1,13; = 1

-150000 /р„ +46700, при е = 0; ар = 15,0° = 1,13; п„ = 2

-370000 /р„ +33900, при е=0; ар = 7,5°; КУ = = 1.13; «„; = 1

-110000 /р н +11200, при е = 0; ар = 7,5°; КУ- = 1,13; «п = = 2

-850000 /рн+83700, при е>0-, ар = 30,0° = 1.13; «п = 1

-660000 /рн+61700, при е>0; ар >d — с = 15,0° ■>КУ = 1,13; пп = 1

0при/рн

П =-

П .=-

3600-Лз-Л,ЛгЛГп-'&> 3600-т)э -riH-Tir •Л^п+,дх -Fc

+Г

1 П.

[3600-rij Лг в. в, /т„ 1.2 Допущения и ограничения 1=180°, Fmfa0, ofc = const*, DH =const*, Sc=const*, SH=const*, occ=const*, arc== const*, const*, dc < 0,5м, ножи двухскосые, г|э= const, tih=const, rir=const, Nn -- const, -Эх=const, тЭп—const

В пределах захватки длиной L.

В ходе проверки точности математической модели показано, что расхождение теоретических и экспериментальных данных не превышает 16%.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработана математическая модель движения рабочего органа для бестраншейного ремонта трубопроводов с их одновременным статическим разрушением, расширением и протаскиванием плети новых пластмассовых труб увеличенного диаметра. Использование математической модели позволяет учитывать влияние комплекса конструктивных, технологических и грунтовых факторов, характеристик старого и нового трубопроводов и в результате определять параметры рабочего органа, усилия на нем и производительность оборудования.

2. Обеспечено многостороннее и максимально эффективное совершенствование рабочих органов установки по бестраншейному ремонту трубопроводов на основе использования системного подхода, проявившегося: в рассмотрении комплекса факторов «рабочий орган -грунт - старый и новый трубопроводы»; исследовании конструкции рабочих органов совместно с технологией их применения; учете средних и тяжелых условий работы в летний и зимний периоды года; использовании взаимодополняющих критериев оценки эффективности рабочих органов (силы сопротивления, конструктивная и техническая производительность).

3. Предложены и запатентованы четыре конструктивные схемы рабочего органа установки для бестраншейного ремонта трубопроводов и определены значения его параметров. Количество диаметрально расположенных ножей рабочего органа должно быть равно одному, а расстояние от него до расширителя - в пределах 0,8-1,0 диаметра разрушаемого старого трубопровода. При меньшем расстоянии сопротивление движению расширителя может возрасти в 5-8 раз, а при большем расстоянии рабочий орган будет менее технологичен в эксплуатации. При рациональном расстоянии расширителя до ножа более предпочтительны асимметричные расширители, имеющие в 2-3 раза меньшие сопротивления раздаче разрезанного трубопровода (при условии, если эксцентриситет будет направлен в сторону реза).

4. Установлено, что рабочие органы с дисковыми клиновыми ножами по усилию резания на 20—30 % эффективнее пластинчатых. Показано, что усилие разрезания отработавших трубопроводов прямо пропорционально

1 радиусу затупления дисковых ножей. При этом с его увеличением от 0 до

5 мм усилие разрезания возрастает в 5 раз, а от 1 до 5 мм - в 2,5 раза.

5. Предложена и исследована конструкция принципиально нового рабочего органа установки для бестраншейного ремонта трубопроводов с малоэнергоемким образованием концентратора напряжений дисковым ножом и последующим разрушением трубопровода путем его разрыва с использованием разрывающего ролика и опорных катков.

Увлажнение внутренних поверхностей трубопроводов уменьшает это сопротивление на 2-7 %, а образование грунтовой прослойки на их корродированной поверхности - на 18-37 %.

7. Установлено, что при возрастании длины захватки со 100 до 300 м производительность труда может быть повышена на 60 и более процентов. Для реализации этого эффекта были предложены две конструкции рабочих органов с использованием задней и срединной подтяжки увеличенной длины плети новых труб.

8. Внедрены разработанные Методика проектирования рабочих органов установок для бестраншейного ремонта трубопроводов и Рекомендации по проектированию и производству бестраншейного ремонта трубопроводов в организациях Красноярский МУПП «Водоканал» и «Красноярскгражданпроект», а также в учебный процесс Красноярского государственного технического университета.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ

1. Shayhadinov, A. A. Pipelines repairing efficiency increase on the basis of trenchless technologies and torus vehicles use / A. A. Shayhadinov, V. I. Yemelin, R. M. Avdeev // Modern Technique and Technologies: The eight International Scientific and Practical Conference of Students, Post graduates and Young Scientists. Tomsk: TPU, 2002. P. 11-12.

2. Бестраншейная замена отработавших трубопроводов с их предварительным разрушением статическим способом: Рекомендации по проектированию и производству работ / В. И. Емелин, А. А. Шайхадинов. Красноярск: Контур Д, 2005. 66 с.

3. Емелин, В. И. Особенности бестраншейной замены трубопроводов в зимнее время года / В. И. Емелин, А. А. Шайхадинов // Веста. Краснояр. гос. техн. ун-та. Вып. 30. Транспорт. Красноярск, 2002. С. 76-79.

4. Емелин, В. И. Результаты экспериментальных и теоретических исследований процесса симметричного и асимметричного разрушения трубопроводов при их бестраншейной замене / В. И. Емелин, А. А. Шайхадинов, В. А. Сурсяков // Вестн. Краснояр. гос. техн. ун-та. Вып. 31. Транспорт. Красноярск, 2003. С. 99-104.

5. Емелин, В. И. Стенд для исследования процесса бестраншейного ремонта трубопроводов / В. И. Емелин, А. А. Шайхадинов // Вестн. Краснояр. гос. техн. ун-та. Вып. 31. Транспорт. Красноярск, 2003. С. 87-94.

6. Емелин, В. И. Производительность процесса бестраншейной замены трубопроводов с возможностью увеличения их диаметра / В. И. Емелин,

A. А. Шайхадинов // Вестн. Краснояр. гос. техн. ун-та. Выл. 32. Машиностроение. Красноярск, 2003. С. 3-11.

7. Емелин, В. И. Силы сопротивления при бестраншейной реконструкции трубопроводов с возможностью увеличения их диаметра /

B. И. Емелин, А. А. Шайхадинов // Вестн. Краснояр. гос. техн. ун-та. Вып. 32. Машиностроение. Красноярск, 2003. С. 53-68.

8. Емелин, В. И. Резервы увеличения производительности процесса бестраншейной замены трубопроводов / В. И. Емелин, А. А. Шайхадинов // Трубопроводы и экология. 2003. № 4. С. 30-32.

9. Емелин, В. И. Исследование влияния конструкции рабочего органа на усилие разрушения трубопроводов при их бестраншейной замене / В. И. Емелин, А. А. Шайхадинов //Транспортные средства Сибири: Межвуз. сб. научн. тр. с междунар. уч. Вып. 9. Красноярск, 2003. С. 406-413.

10. Емелин, В. И. Пути повышения производительности комплекса оборудования для бестраншейной замены трубопроводов / В. И. Емелин, А. А. Шайхадинов // РОБТ. 2004. № 5. С. 28-30.

11. Емелин, В. И. Комплекс оборудования для бестраншейной реконструкции трубопроводных коммуникаций / В. И. Емелин,

A. А. Шайхадинов // Механизация строительства. 2005. № 1. С. 14-17.

12. Емелин, В. И. Оценка эффективности путей совершенствования технологии и оборудования для бестраншейного ремонта трубопроводов /

B. И. Емелин, А. А. Шайхадинов // Строительные и дорожные машины. 2005. № 4. С. 35-39.

13. Емелин, В. И. Влияние параметров нового трубопровода на сопротивление его протаскиванию при бестраншейном ремонте / В. И. Емелин, А. А. Шайхадинов // Вестн. Краснояр. гос. техн. ун-та. Вып. 39. Транспорт. Красноярск, 2005. С. 261-268.

14. Емелин, В. И. Результаты исследования механизма разрезания старых стальных трубопроводов при их бестраншейном ремонте / В. И. Емелин, А. А. Шайхадинов // Вестн. Краснояр. гос. техн. ун-та. Вып. 40. Машиностроение. Красноярск, 2005. С. 62-71.

15. Пат. 2230966 РФ на изобретение, кл. Б16 Ы/028. Способ бестраншейной замены трубопроводов / В. И. Емелин, Р. М. Авдеев,

A. А. Шайхадинов. Опубл. 20.06.2004, Бюл. № 17. С. 535.

16. Пат. 42617 РФ на полезную модель, кл. Т16 Ы/028. Устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов / А. А. Шайхадинов,

B. И. Емелин. Опубл. 10.12.2004, Бюл. № 34. С. 1170.

17. Пат. 2249143 РФ на изобретение, кл. Б16 Ы/028. Устройство для бестраншейво й замены подземных трубопроводов / В. И. Емелин, Р. М. Авдеев, А. А. Шайхадинов. Опубл. 27.03.2005, Бюл. № 9. С. 1070.

18. Пат. 46330 РФ н& полезную модель, кл. Б16 Ы/028. Устройство для бестраншейной замены подзе^ых трубопроводов / А. А. Шайхадинов, В. И. Емелин, М. В. Михайлов. Опубл. 27.06.2005, Бюл. № 18. С 895.

19. Шайхадинов, А. А. Определение оптимальных параметров ножей рабочего органа для бестраншейной реконструкции стальных трубопроводов / А. А. Шайхадинов, В. И. Емелин // Вестн. Краснояр. гос. техн. ун-та. Вып. 34. Транспорт. Красноярск, 2004. С. ~Ъ7-9в.

20. Шайхадинов, А. А. Классификация и сравнение способов бестраншейной реконструкции трубопроводов с разрушением старой коммуникации / А. А. Шайхадинов, В. И. Емелин // Вестн. Краснояр. гос. техн. ун-та. Вып. 36. Машиностроение. Красноярск, 2004. С. 55-63.

Подписано в печать 09-11.2005 г. Тираж 100 экз. Заказ № Отпечатано в ИПЦ КГТУ. 660074, г. Красноярск, ул. Киренского, 28

««224 55

РНБ Русский фонд

2006-4 20352

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Шайхадинов, Александр Анатольевич

Условные обозначения используемых в работе физических величин.

Введение.

1 Современное состояние развития технологий и оборудования для ремонта трубопроводов.

1.1 Результаты изучения условий ремонта и характеристик отработавших трубопроводов. ^ 1.2 Результаты изучения технологий и оборудования для бестраншейного ремонта трубопроводов, составление классификации его способов.

1.2.1 Способы бестраншейного ремонта трубопроводов посредством их восстановления.

1.2.2 Способы бестраншейного ремонта трубопроводов посредством их замены.

1.2.3 Результаты изучения рабочих органов для разрушения отработавших трубопроводов при их бестраншейном ремонте.

1.3 Анализ известных результатов исследования процесса разделительного резания.

1.4 Анализ известных результатов исследования процесса раздачи цилиндрических оболочек коническими телами.

1.5 Выводы по главе 1, технические требования к создаваемым . рабочим органам и задачи исследования для достижения поставленной цели

1.5.1 Выводы по главе 1.

1.5.2 Исходные технические требования к создаваемым рабочим органам.

1.5.3 Задачи исследования.

2 Результаты теоретического исследования процесса бестраншейного ремонта трубопроводов.

2.1 Постановка задачи теоретического исследования, ее формализация и обоснование возможных путей решения.

2.1.1 Постановка задачи теоретического исследования.

2.1.2 Формализация задачи.

2.1.3 Обоснование выбора путей решения поставленной задачи.

2.2 Разработка математической модели движения рабочего органа в процессе бестраншейного ремонта трубопроводов.

2.2.1 Основные положения.

2.2.2 Разработка конструктивно-технологической части математической модели.

2.2.3 Разработка силовой части математической модели.

2.3 Результаты исследования математической модели движения рабочего органа в процессе бестраншейного ремонта трубопроводов.

2.3.1 Общие положения.

2.3.2 Исследование влияния на сопротивление движению 4 рабочего органа основных конструктивных, технологических и организационных факторов.

2.3.3 Исследование влияния на конструктивную производительность установки для бестраншейного ремонта трубопроводов основных факторов ее рабочего органа.

2.3.4 Исследование влияния на техническую производительность комплекса оборудования для бестраншейного • ремонта трубопроводов основных конструктивных, технологических и организационных факторов.

2.4 Выводы по главе 2.

3 Методика экспериментального исследования рабочего органа установки для бестраншейного ремонта трубопроводов.

3.1 Задачи, целевые функции, факторы и параметры эксперимента.

3.1.1 Постановка задач экспериментального исследования и его методического обеспечения.

3.1.2 Выбор целевых функций и факторов эксперимента.

3.1.3 Определение основных параметров методического обеспечения.

3.2 Разработка моделей рабочего органа.

3.2.1 Разработка моделей рабочего органа для f симметричного разрушения труб.

3.2.2 Разработка моделей рабочего органа для асимметричного разрушения труб.

3.3 Методика экспериментального исследования влияния параметров рабочего органа на усилия разрушения труб и ресурс ножей

3.3.1 Исследование влияния параметров конструкции ножей на усилия разрезания труб.

3.3.2 Исследование влияния параметров конструкции расширителя на сопротивление движению рабочего органа.

3.3.3 Исследование различных схем разрушения отработавших трубопроводов.

3.3.4 Исследование влияния параметров затупления ножей рабочего органа на сопротивление его движению.

3.3.5 Оценка ресурса ножей.

3.4 Методика экспериментального определения коэффициентов трения скольжения нового пластмассового трубопровода внутри предварительно разрезанного отработавшего стального трубопровода.

3.5 Выводы по главе 3.

4 Результаты экспериментального исследования рабочих органов установки для бестраншейного ремонта трубопроводов.

4.1 Результаты исследования усилий разрушения отработавших трубопроводов предлагаемыми рабочими органами.

4.1.1 Влияние параметров ножей.

4.1.2 Влияние параметров расширителя.

S • • 4.1.3 Влияние затупления ножей.

4.1.4 Влияние количества граней, образующих лезвие ножа, и угла между ними.

4.1.5 Влияние конструктивной схемы рабочего органа.

4.1.6 Оценка значимости ресурса ножей и предложения по его увеличению. f 4.2 Определение коэффициентов трения скольжения плети нового пластмассового трубопровода внутри разрезанного отработавшего стального трубопровода.

4.3 Определение адекватности, корректировка математической модели и методики экспериментов.

4.4 Выводы по главе 4.

Введение 2005 год, диссертация по машиностроению и машиноведению, Шайхадинов, Александр Анатольевич

Актуальность работы обусловлена большой протяженностью трубопроводов в России, их высоким износом и значительными объемами ремонтных работ. Сказанное подтверждается следующими фактами: трубопроводный транспорт России по суммарной протяженности наружных сетей (2,4 млн. км) занимает 1-е место, превышая длину автомобильных дорог (753 тыс. км) более чем в 3 раза, а железнодорожных (86 тыс. км) - в 28 раз. По объему перемещаемой продукции трубопроводы также уверенно лидируют, в 135 раз опережая железнодорожный и автомобильный транспорт вместе взятые. Однако, несмотря на свою эффективность и широкое распространение, трубопроводный транспорт в нашей стране находится в катастрофическом состоянии. Так, в системе водоснабжения более 70 % трубопроводов требуют ремонта или замены. Аварийность на таких сетях с каждым годом растет, а утечки приносят стране огромный экономический и экологический ущерб. Единственным выходом из сложившейся ситуации является снижение затрат, увеличение объемов и темпов ремонта подземных трубопроводов. Применяемые траншейные (открытые) способы ремонта трубопроводов осуществить это не в состоянии, т. к. сопряжены с выполнением большого объема земляных работ, перекрытием транспортных потоков, разрушением и последующим восстановлением дорожных покрытий, повреждением зеленых насаждений и т. д. Внедрение более производительных и дешевых, по сравнению с открытой технологией, бестраншейных способов ремонта трубопроводов является решением этой проблемы.

На сегодняшний день существует несколько способов бестраншейного ремонта трубопроводов. К наиболее перспективным относится способ, заключающийся в статическом (безударном) разрезании старого трубопровода рабочим органом, расширении им скважины и одновременном протаскивании нового, чаще всего, пластмассового трубопровода, эквивалентного или большего диаметра. Достоинствами способа является возможность: восстановления трубопроводов с любым их износом; увеличения пропускной способности сети; производства работ в зимнее время года; отсутствие динамических нагрузок и загрязнений окружающей среды. В связи с этим потребность в серийном выпуске такого отечественного ремонтного оборудования высока. Вместе с этим имеются существенные резервы повышения эффективности его работы за счет совершенствования конструкции рабочих органов и разработки методики их проектирования, которая в настоящее время отсутствует.

Объектом исследования является рабочий орган в процессе выполнения им операций бестраншейного ремонта трубопроводов холодного водоснабжения диаметром 50-500 мм.

Цель исследования — разработка методики проектирования рабочих органов установок для бестраншейного ремонта трубопроводов с их одновременным статических разрушением, расширением и протаскиванием плети новых пластмассовых труб увеличенного диаметра.

Задачи исследования. Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи:

Научная новизна работы и основные положения, выносимые на защиту:

Основными практическими результатами работы являются:

1) методика проектирования рабочих органов установок для бестраншейного ремонта трубопроводов (приложение А);

2) рекомендации на проектирование и производство работ по ремонту трубопроводов [30];

3) конструкции усовершенствованных рабочих органов [23-25] и способ их применения [22].

В диссертации термины «усилие» и «сопротивление» употребляются как имеющие разные знаки синонимы, причем везде речь идет о горизонтальных составляющих этих сил.

Апробация работы. Результаты исследования рассмотрены с публикацией тезисов докладов: на научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и наука - третье тысячелетие» (г. Красноярск, 2001 г.); двух краевых межвузовских научных конференциях «Интеллект» (г. Красноярск, 2001 и 2002 г.г.); VIII Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современная техника и технологии» (г. Томск, 2002 г) и двух Всероссийских научно-практических конференциях с международным участием «Транспортные системы Сибири» (г. Красноярск, 2003 и 2004 г. г.).

Результаты исследований опубликованы в 14 научных статьях [1—14], 7 тезисах докладов на конференциях [15-21], четырех методических разработках [26-29], Рекомендациях на проектирование и производство работ по бестраншейному ремонту трубопроводов [30], четырех описаниях изобретений [22-23] и полезных моделей [24-25].

Практическое использование результатов диссертации:

Результаты диссертации внедрены красноярским МУПП «Водоканал» и институтом «Красноярскгражданпроект» при проектировании и производстве работ по бестраншейному ремонту трубопроводов водоснабжения. Результаты работы также используются в учебном процессе Красноярского государственного технического университета при проведении лабораторных работ студентами специальностей 120600, 170900 и 230100.03 по дисциплинам: «Технологические методы восстановления и повышения износостойкости деталей машин и аппаратов», «Оборудование и приспособления для упрочнительно-восстановительных работ в отрасли», «Эксплуатация подъемно-транспортных и строительно-дорожных машин», «Технология и организация восстановления деталей и сборочных единиц машин», «Комплексная механизация строительства».

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, двух приложений и списка использованных источников. Объем работы 178 страниц, в том числе 148 страниц основного текста, 59 рисунков и 16 таблиц; 130 наименований библиографических источников и приложения приведены на 30 страницах.

Заключение диссертация на тему "Совершенствование рабочих органов установок для бестраншейного ремонта трубопроводов с возможностью увеличения их диаметра"

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

2. Обеспечено многостороннее и максимально эффективное совершенствование рабочих органов установки по бестраншейному ремонту трубопроводов на основе использования системного подхода, проявившегося: в рассмотрении комплекса факторов «рабочий орган - грунт - старый и новый трубопроводы»; исследовании конструкции рабочих органов совместно с технологией их применения; учете средних и тяжелых условий работы в летний и зимний периоды года; использовании взаимодополняющих критериев оценки эффективности рабочих органов (силы сопротивления, конструктивная и техническая производительность).

4. Установлено, что рабочие органы с дисковыми клиновыми ножами по усилию резания на 20-30 % эффективнее пластинчатых. Показано, что усилие разрезания отработавших трубопроводов прямо пропорционально радиусу затупления дисковых ножей. При этом с его увеличением от 0 до 5 мм усилие разрезания возрастает в 5 раз, а от 1 до 5 мм - в 2,5 раза.

6. Выявлено, что корродирование поверхности старых стальных трубопроводов увеличивает воспринимаемое рабочим органом и силовой установкой сопротивление протаскиванию через них плетей пластмассовых труб в 1,4-1,7 раз, наличие в трубопроводах прослойки грунта - в 1,0-1,4 раз. Увлажнение внутренних поверхностей трубопроводов уменьшает это сопротивление на 2-7 %, а образование грунтовой прослойки на их корродированной поверхности - на 18-37 %.

8. Внедрены разработанные Методика проектирования рабочих органов установок для бестраншейного ремонта трубопроводов и Рекомендации по проектированию и производству бестраншейного ремонта трубопроводов в организациях Красноярский МУПП «Водоканал» и «Красноярскграждан-проект», а также в учебный процесс Красноярского государственного технического университета.

Библиография Шайхадинов, Александр Анатольевич, диссертация по теме Машиноведение, системы приводов и детали машин

1. Емелин, В. И. Особенности бестраншейной замены трубопроводов в зимнее время года / В. И. Емелин, А. А. Шайхадинов // Вестн. Краснояр. гос. техн. ун-та. Вып. 30. Транспорт. Красноярск, 2002. С. 76-79.

2. Емелин, В. И. Стенд для исследования процесса бестраншейного ремонта трубопроводов / В. И. Емелин, А. А. Шайхадинов // Вестн. Краснояр. гос. техн. ун-та. Вып. 31. Транспорт. Красноярск, 2003. С. 87-94.

3. Емелин, В. И. Производительность процесса бестраншейной замены трубопроводов с возможностью увеличения их диаметра / В. И. Емелин, А. А. Шайхадинов // Вестн. Краснояр. гос. техн. ун-та. Вып. 32. Машиностроение. Красноярск, 2003. С. 3-11.

4. Емелин, В. И. Силы сопротивления при бестраншейной реконструкции трубопроводов с возможностью увеличения их диаметра / В. И. Емелин,

5. A. А. Шайхадинов // Вестн. Краснояр. гос. техн. ун-та. Вып. 32. Машиностроение. Красноярск, 2003. С. 53-68.

6. Емелин, В. И. Резервы увеличения производительности процесса бестраншейной замены трубопроводов / В. И. Емелин, А. А. Шайхадинов // Трубопроводы и экология. 2003. № 4. С. 30-32.

7. Емелин, В. И. Исследование влияния конструкции рабочего органа на усилие разрушения трубопроводов при их бестраншейной замене /

8. B. И. Емелин, А. А. Шайхадинов // Транспортные средства Сибири: Межвуз. сб. научн. тр. с международным участием. Вып. 9. Красноярск, 2003. С. 406-413.

9. Емелин, В. И. Пути повышения производительности комплекса оборудования для бестраншейной замены трубопроводов / В. И. Емелин, А. А. Шайхадинов // РОБТ. 2004. №5. С. 28-30.

10. Шайхадинов, А. А. Определение оптимальных параметров ножей рабочего органа для бестраншейной реконструкции стальных трубопроводов / А. А. Шайхадинов, В. И. Емелин // Вестн. Краснояр. гос. техн. ун-та. Вып. 34. Транспорт. Красноярск, 2004. С. 92-96.

11. Шайхадинов, А. А. Классификация и сравнение способов бестраншейной реконструкции трубопроводов с разрушением старой коммуникации / А. А. Шайхадинов, В. И. Емелин // Вестн. Краснояр. гос. техн. ун-та. Вып. 36. Машиностроение. Красноярск, 2004. С. 55-63.

12. Емелин, В. И. Комплекс оборудования для бестраншейной реконструкции трубопроводных коммуникаций / В. И. Емелин, А. А. Шайхадинов //Механизация строительства. 2005. №1. С. 14-17.

13. Емелин, В. И. Оценка эффективности путей совершенствования технологии и оборудования для бестраншейного ремонта трубопроводов / В. И. Емелин, А. А. Шайхадинов // Строительные и дорожные машины. 2005. №4. С. 35-39.

14. Емелин, В. И. Влияние параметров нового трубопровода на сопротивление его протаскиванию при бестраншейном ремонте / В. И. Емелин, А. А. Шайхадинов // Вестн. Краснояр. гос. техн. ун-та. Вып. 39. Транспорт. Красноярск, 2005. С. 261-268.

15. Емелин, В. И. Результаты исследования механизма разрезания старых стальных трубопроводов при их бестраншейном ремонте / В. И. Емелин, А. А. Шайхадинов // Вестн. Краснояр. гос. техн. ун-та. Вып. 40. Машиностроение. Красноярск, 2005. С. 62-71.

16. Емелин, В. И. Бестраншейная технология ремонта трубопроводов с возможностью увеличения их диаметра / В. И. Емелин, А. А. Шайхадинов // Молодежь и наука третье тысячелетие: Сб. тез. докл. краевого межвуз. научн. фестиваля. Красноярск, 2001. С. 100-101.

17. Емелин, В. И. Перспективные технологии бестраншейного ремонта трубопроводов / В. И. Емелин, А. А. Шайхадинов, Д. А. Илюшин, К. И. Тарасенко // Интеллект-2002: Сб. тез. докл. краевого межвуз. научн. фестиваля. Красноярск, 2002. С. 412-414.

18. Емелин, В. И. Совершенствование технологии бестраншейного ремонта трубопроводного транспорта / В. И. Емелин, А. А. Шайхадинов // Транспортные системы Сибири: Материалы Всерос. научн.-техн. конф. с межд. участием. Красноярск, 2003. С. 71-72.

19. Шайхадинов, А. А. К вопросу о повышении эффективности бестраншейного ремонта трубопроводных транспортных систем / А. А. Шайхадинов // Транспортные системы Сибири: Материалы Всерос. научн.-техн. конф. Красноярск, 2004. С. 164-166.

20. Пат. 2230966 РФ на изобретение, кл. F16 L1/028. Способ бестраншейной замены трубопроводов / В. И. Емелин, Р. М. Авдеев, А. А. Шайхадинов. №2002129088/06; Заявлено 30.10.2002; Опубл. 20.06.2004, Бюл. №17. С. 535.

21. Пат. 2249143 РФ на изобретение, кл. F16 L1/028. Устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов / В. И. Емелин, Р. М. Авдеев, А. А. Шайхадинов. №2003126946/06; Заявлено 03.09.2003; Опубл. 27.03.2005, Бюл. №9. С. 1070.

22. Пат. 42617 РФ на полезную модель, кл. F16 L1/028. Устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов / А. А. Шайхадинов, В. И. Емелин. №2004125411/22; Заявлено 23.08.2004; Опубл. 10.12.2004, Бюл. №34. С. 1170.

23. Пат. 46330 РФ на полезную модель, кл. F16 L1/028. Устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов / А. А. Шайхадинов, В. И. Емелин, М.В.Михайлов. №2005105264/22; Заявлено 24.02.2005; Опубл. 27.06.2005, Бюл. №18. С. 895.

24. Емелин, В. И. Бестраншейный ремонт трубопроводов: Метод, указания по лабораторным работам / Сост. В. И. Емелин, Р. М. Авдеев, А. А. Шайхадинов. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2002. 28 с.

25. Емелин, В. И. Бестраншейная реконструкция трубопроводных коммуникаций: Метод, указания по лабораторным работам / Сост. В. И. Емелин, Р. М. Авдеев, А. А. Шайхадинов. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2003. 27 с.

26. Шайхадинов, А. А. Контроль качества бестраншейного ремонта трубопроводов: Метод, указания по лабораторным работам / Сост. А. А. Шайхадинов, В. И. Емелин, Р. М. Авдеев; Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2004. 34 с.

27. Емелин, В. И. Бестраншейная замена подземных трубопроводов: Метод, указания по лабораторным работам / Сост. В. И. Емелин, А. А. Шайхадинов. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2005. 35 с.

28. Кюн, Г. Закрытая прокладка непроходных трубопроводов / Г. Кюн, JI. Шойбле, X. Шлик. Пер. с нем. Е. Ш. Фельдмана; Под ред. В. П. Саматлова и А. В. Сладкова. М.: Стройиздат, 1993. 168 с.

29. Орлов, В. А. Стратегия и методы восстановления подземных трубопроводов / В. А. Орлов, В. А. Харькин. М.: Стройиздат, 2001. 96 с.

30. Продоус, О. А. Классификация способов бестраншейного ремонта инженерных сетей / О. А. Продоус // Трубопроводы и экология. 2003. №2. С. 19-21.

31. Авдеев, Р. М. Эластичный торообразный привод для внутритрубных перемещений: Дис.канд. техн. наук/Р. М. Авдеев. Красноярск, 2004. 164 с.

32. Шикора, С. Экономические критерии выбора метода санации сетей водопровода и канализации / С. Шикора // РОБТ. 2004. №5. С. 44-45.

33. Балаховский, М. С. Восстановление трубопроводов установками фирмы «Вермеер» / М. С. Балаховский // Механизация строительства. 2003. №3. С. 2-9.

34. Балтаханов, А. М. Технологии очистки и восстановления напорных трубопроводов / А. М. Балтаханов, P. X. Балтаханов // Водоснабжение и санитарная техника. 2004. №4. В 2-х ч. Ч. 1. С. 25-26.

35. Белобородое, В. Н. Технология оклеенной изоляции внутренней поверхности трубопроводов / В. Н. Белобородов, А. Н. Ли, В. Т. Савченко // МиВХ. 1999. №4. С. 42-44.

36. Бобылев, А. Л. Не копать, а раскатывать. / А.Л.Бобылев // Трубопроводы и экология. 1998. №1. С. 18-19.

37. Возиянов, В. И. Обновление старых трубопроводов с помощью протяжки полиэтиленовых труб бестраншейным способом / В. И. Возиянов, Н. А. Гнилорыбов //РОБТ. 1998. №1. с. 19-20.

38. Григоращенко, В. А. Бестраншейная реконструкция подземных трубопроводов / В. А. Григоращенко, В. Д. Плавских, В. А. Харькин // Строительная техника и технологии. 2002. №3. С. 76-77.

39. Гумен, Е. С. Использование гидравлических разрушителей для проведения бестраншейного ремонта трубопроводов / Е. С. Гумен // РОБТ. 2004. №5. С. 39-40.

40. Загорский, В. А. Конкурентоспособность отечественных бестраншейных методов / В. А. Загорский, С. В. Храменков, В. И. Дрейцер, Л. В. Плешков //РОБТ. 1999. №1. С. 3-8.

41. Клепсамел, Ф. Развитие бестраншейных технологий прокладки и ремонта инженерных коммуникаций в Чехии и Словакии / Ф. Клепсамел // РОБТ. 1997. №2. С. 22-26.

42. Корнопелев, В. А. Реконструкция коммунальных трубопроводов с помощью цементно-песчаной облицовки / В. А. Корнопелев // Водоснабжение и санитарная техника. 1998. №4. С. 30-31.

43. Кузьмин, С. Ю. Телеинспекция трубопроводов при ремонтно-строительных работах / С. Ю. Кузьмин, О. Ю. Кузьмин // Водоснабжение и санитарная техника. 2002. №5. С. 36-37.

44. Ладыгин, И. В. Замена подземных трубопроводов бестраншейным способом с помощью отечественного оборудования / И. В. Ладыгин // Трубопроводы и экология. 2002. №1. С. 20-21.

45. Левитин, Ю. И. Американский опыт бестраншейного ремонта подземных трубопроводов / Ю. И. Левитин // РОБТ. 1997. №7. С. 31-35.

46. Мялкин, С. М. Использование пакеров и телеконтроля при санации цементно-песчаной облицовкой / С. М. Мялкин, В. В. Шведов, Ю. В. Горнев // Водоснабжение и санитарная техника. 1999. №11. С. 26-27.

47. Похил, Ю. Н. Бестраншейная замена водонесущих трубопроводов / Ю. Н. Похил, В. А. Григоращенко // Водоснабжение и санитарная техника. 2004. №3. С. 21-22.

48. Продоус, О. А. Подбор технологического оборудования для бестраншейного ремонта водопроводных и канализационных сетей / О. А. Продоус // Трубопроводы и экология. 2002. №2. С. 7-8.

49. Ромейко, В. С. Ремонт ветхих трубопроводов с использованием цементно-песчаного покрытия / В. С. Ромейко // Механизация строительства. 1996. №10. С. 30-31.

50. Харькин, В. А. Комплексная механизация разрушения ветхих подземных трубопроводов из традиционных материалов и замена их полимерными / В. А. Харькин, А. А. Отставнов // Строительные и дорожные машины. 2004. №12. С. 6-11.

51. Храменков, С. В. Бестраншейные методы ремонта локальных повреждений трубопроводов / С. В. Храменков, В. И. Дрейцер, С. В. Соколов, JI. В. Плешков // Водоснабжение и санитарная техника. 2000. №6. С. 14-16.

52. Храменков, С. В. Ремонт трубопроводов бестраншейным способом с помощью комбинированного рукава / С. В. Храменков, В. И. Дрейцер, JI. В. Плешков // Водоснабжение и санитарная техника. 1998. №7. С. 20-22.

53. Раскатов, Е. Ю. Исследование процесса и разработка способа резки тонких полос из трансформаторных сталей: Дис.канд. техн. наук / Е. Ю. Раскатов. Екатеринбург, 2002. 183 с.

54. Грановский, Г. И. Резание металлов / Г. И. Грановский, В. Г. Грановский. М.: Высш. шк., 1985. 304 с.

55. Веселовский, С. И. Разрезка материалов / С. И. Веселовский. М., Машиностроение, 1973. 360 с.

56. Ящерицын, П. И. Теория резания. Физические и тепловые процессы в технологических системах: Учеб. для вузов / П. И. Ящерицын. Мн.: Высш. шк., 1990. 512 с.

57. Пшеничный, Г. И. Технология и оборудование для продольной и поперечной резки рулонной электротехнической стали / Г. И. Пшеничный. М.: ВНИИЭМ, 1966. 112 с.

58. Леонов, И. С. Ножницы для резки листового и сортового проката / И. С. Леонов, Г. П. Фуга, Г. Л. Крылов, В. Г. Песоцкий. М.: Машиностроение, 1972. 376 с.

59. Тимощенко, В. А. Элементы теории и технологии разделительных процессов / В. А. Тимощенко. Кишинев: Штиница, 1979. 84 с.

60. Токарев, А. Ф. Новый метод перфорации металлических лент роликовым инструментом / А. Ф. Токарев. Саратов: Приволж. кн. изд-во, 1971. 127 с.

61. Кривошеев, В. В. Разработка процесса разделения на заготовки слитков, прутков и труб универсальным клиновым инструментом с тангенциальной подачей: Автореф. дис.канд. техн наук / В. В. Кривошеев. М., 1989. 16 с.

62. Щепнина, JI. В. Исследование процесса резания на дисковых ножницах: Автореф. дис.канд. техн. наук / JT. В. Щепнина. М., 1962. 22 с.

63. Пульбере, А. И. Разработка процесса разделения прутков и труб клиновыми дисковыми ножами: Автореф. дис.канд. техн. наук /

64. A. И. Пульбере. М., 1983. 19 с.

65. Барышников, Б. А. Устройство для безотходного разделения труб клиновыми дисковыми ножами / Б. А. Барышников, В. Т. Суханов, А. А. Титов,

66. B. В. Кривошеев // Технология и оборудование для резки сортового проката: Сб. науч. тр. ЭНИКМАШа. Воронеж: ЭНИКМАШ, 1982. С. 46-53.

67. Тимощенко, В. А. Комплексные исследования и совершенствование разделительных процессов обработки металлов давлением / В. А. Тимощенко // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 1992. №5. С. 12-15.

68. Якобсон, М. О. Формообразование шлицевых валов продольным накатыванием многороликовыми головками / М. О. Якобсон, М. А. Эстерзон, Ю. Г. Козырев // Вестник машиностроения. 1968. №8. С. 58-61.

69. Писаревский, М. И. Накатывание точных резьб, шлицев и зубьев / М. И. Писаревский. Л.: Машиностроение, 1973. 200 с.

70. Ищенко, И. И. Прочность, долговечность и разрушение конструкционных материалов при многоцикловом нагружении // Прикладная механика. 1997. №33 (4). С. 3-27.

71. Колесников, Ю. Г. Механика контактного разрушения / Ю. Г. Колесников, Е. М. Морозов. М.: Наука, 1989. 284 с.

72. Феодосьев, В. И. Сопротивление материалов: Учеб. для вузов. 10-е изд., перераб. и доп. / В. И. Феодосьев. М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1999. 592 с.

73. Писаренко, Г. С. Справочник по сопротивлению материалов. / Г. С. Писаренко, А. П. Яковлев, В. В. Матвеев. 2-е изд., перераб. и доп. Киев: Наукова думка, 1988. 737 с.

74. Болотин, В. В. Ресурс машин и конструкций / В. В. Болотин. М.: Машиностроение, 1990. 448 с.

75. Крагельский, И. В. Трение и износ / И. В. Крагельский. М.: Машиностроение, 1968. 480 с.

76. Кутышкин, А. В. Прогнозирование стойкости ножей для разрезки сортового проката / А. В. Кутышкин // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2000. №3. С. 33-36.

77. Атанасов, А. М. Анализ силового режима отрезки сдвигом круглых прутков как случайного процесса / А. М. Атанасов // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 1994. №6. С. 9-12.

78. Шульц, В. В. Форма естественного износа деталей машин и инструмента / В. В. Шульц. Л.: Машиностроение, 1990. 208 с.

79. Дмитриев, А. М. Выбор коэффициентов трения для расчета технологических параметров штамповки выдавливанием / А. М. Дмитриев, А. Л. Воронцов // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2004. №1. С. 23-26.

80. Шолом, В. Ю. Экспериментально-аналитический метод определения коэффициента трения между инструментом и заготовкой / В. Ю. Шолом // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2003. №9. С. 12-14.

81. Лоладзе, Т. Н. Прочность и износостойкость режущего инструмента / Т. Н. Лоладзе. М.: Машиностроение, 1982. 320 с.

82. Весницкий, А. В. Влияние формы деформирующего инструмента на пластичность, прочность и разрушение материалов при сдвиге со смятием / А. В. Весницкий // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2003. №2. С. 25-30.

83. Силин, С. С. Метод подобия при резании материалов / С. С. Силин. М.: Машиностроение, 1979. 152 с.

84. Ладыгин, И. В. Обоснование области применения технологии бестраншейной замены подземных водоотводящих коммуникаций пневмоударными машинами: Дис.канд. техн. наук / И.В.Ладыгин. Новосибирск, 2002. 131 с.

85. Исаев, А. Н. Механическая схема деформации трубчатой заготовки в процессе дорнования отверстия / А. Н. Исаев // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2001. №4. С. 6-11.

86. Проскуряков, Ю. Г. Объемное дорнование отверстий / Ю. Г. Проскуряков, В. Н. Романов, А. Н. Исаев. М.: Машиностроение, 1984. 224 с.

87. Смирнов, С. В. Определение сопротивления деформации по результатам внедрения конического идентора / С. В. Смирнов, В. К. Смирнов,

88. А. Н. Солошенко, В. П. Швейкин // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2000. №3. С. 3-6.

89. Марьин, Б. Н. Особенности деформирования концов труб по жестким конусообразным пуансонам / Б. Н. Марьин // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2000. №10. С. 10-12.

90. Сопротивление материалов пластическому деформированию в приложениях к процессам обработки металлов давлением / Под ред. А. В. Лесникова. С-Пб.: ВНИИХторгиздат, 1995. 325 с.

91. Макушок, Е. М. Самоорганизация деформационных процессов / Е. М. Макушок. Минск: Наука и техника, 1991. 420 с.

92. Карпенко, С. М. Обоснование параметров способа бурения горизонтальных скважин и определение параметров расширителей обратного хода: Автореф. дис. канд. техн. наук / С. М. Карпенко. Кемерово, 1991. 16 с.

93. Бавыкин, А. И. Обоснование и выбор параметров механизированного комплекса для бестраншейной прокладки стальных трубопроводов способом продавливания: Дис.канд. техн. наук / А. И. Бавыкин. М., 1991. 224 с.

94. Хачатурян, С. Л. Взаимодействие с грунтом и выбор параметров прокалывающего рабочего органа с газовой смазкой: Дис.канд. техн. наук С. Л. Хачатурян. Харьков, 1983. 210 с.

95. Игнатов, Н. К. Исследование технологии производства направленного прокола горизонтальных скважин в грунте: Дис.канд. техн. наук / Н. К. Игнатов. Новосибирск, 1970. 167 с.

96. Шебеши, Д. Исследование процесса отрезки заготовок от прутков при низких температурах: Автореф. дис.канд. техн. наук. М., 1971. 30 с.

97. Колесников, А. В. Сопротивление деформации и усилия при холодной резке стальных листов на гильотинных ножницах: Автореф. дис.канд. техн. наук/ А. В. Колесников. Донецк, 1971. 18 с.

98. Смирнов, B.C. Сопротивление деформации и пластичность металлов (при обработке давлением) / В. С. Смирнов. М.: Металлургия, 1975. 272 с.

99. Романовский, В. П. Справочник по холодной штамповке / В. П. Романовский. 6-е изд., перераб. и доп. JL: Машиностроение, 1979. 520 с.

100. Моисеев, Н. Н. Методы оптимизации / Н.Н.Моисеев, Ю. П. Иванилов, Е. М. Столярова. М.: Наука, 1978. 352 с.

101. Толоконников, JL А. Механика деформируемого твердого тела: Учеб. пособие для втузов / JT. А. Толоконников. М.: Высш. шк., 1979. 318 с.

102. Теория пластической деформации металлов / Под ред. Е. П. Унксова,

103. A. Г. Овчинникова. М.: Машиностроение, 1983. 598 с.

104. Бронштейн, И. Н. Справочник по математике / И.Н.Бронштейн, К. А. Семендяев. М.: Гос. изд-во техн.-теорет. литературы, 1953. 608 с.

105. Зеленин, А. Н. Машины для земляных работ / А.Н.Зеленин,

106. B. И. Баловнев, И. П. Керов. М.: Машиностроение, 1975. 422 с.

107. Цытович, Н. А. Механика грунтов / Н. А. Цытович. М.: Высш. шк., 1973. 280 с.

108. Крагельский, И. В. Коэффициенты трения. Справочное пособие / И. В. Крагельский, И. Э. Виноградова. М.: Машгиз, 1962. 220 с.

109. Анурьев, В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. Т. 1. 8-е изд., перераб. и доп / В. И. Анурьев. М.: Машиностроение, 2001. 920 с.

110. Шаумян, Г. А. Комплексная автоматизация производственных процессов / Г. А. Шаумян. М.: Машиностроение, 1973. 640 с.

111. Фролов, П. Т. Эксплуатация строительных машин / П.Т.Фролов, К. П. Чудаков. М.: Госстройиздат, 1963. 280 с.

112. Перешивкин, А. К. Монтаж систем внешнего водоснабжения и водоотведения: Справочник строителя / А. К. Перешивкин, С. А. Никитин, В. П. Алимов и др. Под ред. А. К. Перешивкина, С. А. Никитина. 5-е изд., перераб. и доп. М.: ГУП ЦПП, 2003. 828 с

113. Кузин, Ф. А. Диссертация: . Методика написания. Правила оформления. Порядок защиты / Ф. А. Кузин. М.: Ось-89, 2000. 320 с.

114. Адлер, Ю. П. Введение в планирование эксперимента / Ю. П. Адлер. М.: Металлургия, 1968. 155 с.

115. Хикс, Ч. Основные принципы планирования эксперимента / Ч. Хикс. М.: Мир, 1967. 406 с.

116. Тарасов, В. С. Методы планирования и моделирования объектов эксперимента / В. С. Тарасов. Л.: ЛПИ, 1986. 88 с.

117. Глушко, И. М. Основы научных исследований / И. М. Глушко, В. М. Сиденко. Харьков: Вища шк., 1983. 123 с.

118. Крутов, В. И. Основы научных исследований: Учеб. для техн. вузов / В. И. Крутов и др.; Под ред. В. И. Крутова, В. В. Попова. М.: Высш. шк., 1989. 400 с.

119. Веденяпин, Г. В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных / Г. В. Веденяпин. М.: Колос, 1973. 199 с.

120. ГОСТ 23554.1-79. Экспертные методы оценки качества промышленной продукции. Основные положения. М.: Изд-во стандартов. 1979. 15 с

121. ГОСТ 23554.2-79. Экспертные методы оценки качества промышленной продукции. Организация и проведение экспертной оценки качества продукции. М.: Изд-во стандартов. 1979. 28 с.

122. Венецкий, И. Г. Теория вероятностей и математическая статистика / И. Г. Венецкий, Г. С. Кильдишев. М.: Статистика, 1975. 264 с.

123. Иванова, В. М. Математическая статистика / В.М.Иванова, В. Н. Калинина, Л. А. Нешумова, И. О. Решетникова. М.: Высш. шк., 1981. 371 с.

124. Конструирование машин: Справочно-методическое пособие. В 2-х т. Т. 1 / К. В. Фролов, А. Ф. Крайнев, Г. В. Крейнин и др. Под общ. ред. К. В. Фролова. М.: Машиностроение, 1994. 528 с.

125. Орлов, П. И. Основы конструирования: Справочно-метод. пособие. В 2-х кн. Кн. 1 / П. И. Орлов. М.: Машиностроение, 1988. 560 с.

126. Меерович, М. И. Технология творческого мышления: Практическое пособие / М. И. Меерович, Л. И. Шрагина. Мн.: Харвест, 2000. 432 с.

Похожие работы

Машиностроение и машиноведение
05.02.00