Analytical confirmation of efficiency of building of distributive pipelines using a method of digging with knife working bodies without trench is depicted.


Область наук:
  • Механіка і машинобудування
  • Рік видавництва: 2005
    Журнал: Вісник Харківського національного автомобільно-дорожнього університету
    Наукова стаття на тему 'Аналіз засобів механізації земляних робіт, що застосовуються при прокладанні трубопроводів'

    Текст наукової роботи на тему «Аналіз засобів механізації земляних робіт, що застосовуються при прокладанні трубопроводів»

    ?УДК 624.13.001.5

    АНАЛІЗ ЗАСОБІВ МЕХАНІЗАЦІЇ ЗЕМЛЯНИХ РОБІТ, застосовується при прокладанні трубопроводів

    В.Н. Супоню, директор, НВП «Газтехніка»

    Анотація. Наводиться аналітичне підтвердження ефективності будівництва розподільчих трубопроводів методом заглиблення ножовим трубо-заглубітелем.

    Ключові слова: трубопровідні мережі, бестраншейная прокладка, машини активного і пасивного дії, поліетиленові труби.

    Вступ

    У сучасному світі поліетиленові труби давно і успішно приходять на зміну сталевим і чавунних трубах при будівництві та реконструкції підземних трубопроводів водопостачання, каналізації, газорозподілу і технологічних трубопроводів, які транспортують агресивні середовища. В значно меншій мірі вони набули поширення в Україні та країнах СНД. Однак, у зв'язку з активним освоєнням вітчизняною промисловістю за останні роки поліетиленових труб, розробкою нормативної бази, що забезпечує процес будівництва і експлуатації поліетиленових трубопроводів, а також необхідність реконструкції великого обсягу зношених трубопроводів [1] - виникає потреба впровадження сучасних високоефективних технологій і відповідних засобів механізації для прокладки в грунті трубопровідних мереж з урахуванням особливостей якісно нового матеріалу - поліетилену.

    Для розподільних трубопроводів одним з найбільш ефективних методів будівництва представляється бестраншейная прокладка за допомогою трубозаглубітеля (машини, обладнаної ножем, нарізати в грунті щілину, в яку вкладається труба).

    Мета і постановка задачі

    Для оцінки ефективності застосування машин для безтраншейної прокладки трубопроводів проведемо їх порівняння з машинами, використовуваними при траншейному і узкотраншейном методах будівництва.

    У зв'язку з тим, що основні види будівельних робіт: рекультивація родючих грунтів, риття траншеї, укладання та засипання трубопроводу - при

    безтраншейної прокладки виконуються в комплексі за один прийом, то очевидно, що для техніко-економічного аналізу варіантів буде потрібно розглядати весь комплект машин, що застосовуються при інших методах будівництва.

    Встановлено, що провідним технологічним процесом є розробка траншеї і мета досліджень полягає в інтенсифікації головним чином земляних робіт. У зв'язку з цим проведемо порівняння провідних агрегатів для розробки грунту, як засоби для вирішення цього завдання.

    Порівняльний аналіз засобів механізації земляних робіт для будівництва трубопровідних мереж

    Всі конструкції землерийних машин для механічної розробки грунту і утворення траншеї умовно можна розділити за способом їх впливу на грунт на машини активного і пасивного дії.

    До машин активної дії відносяться землерийні машини, які відокремлюють грунт від масиву і переміщають його головним чином за рахунок енергії, яка реалізується на робочому органі, минаючи рушій. До цієї групи машин можна віднести роторні, фрезерні та ланцюгові, а також одноковшеві з дизельним двигуном екскаватори.

    До машин пасивного дії відносяться землерийні машини, розробляють грунт переважно під дією тягового зусилля, що розвивається рушієм. Цю групу машин складають машини з робочими органами плугового, ножового і кротячого типів.

    Порівняння і оцінку ефективності застосування цих груп машин при розробці траншеї під трубопроводи проведемо на основі розрахунку показників їх економічної ефективності. з-

    гласно [2, 3] критеріям ефективності землемірної техніки є: узагальнений показник по енергоємності та матеріаломісткості і питомі витрати, наведені на одиницю продукції.

    Узагальнений показник по енергоємності та матеріаломісткості визначимо за формулою

    П = N0 1ж ПТ

    (1)

    де N - загальна енергоємність землерийної машини; Про - маса машини; ПТ - технічна продуктивність.

    стю ковша, з канатної і жорсткою підвіскою робочого обладнання.

    Техніко-економічні показники відібраних для аналізу вітчизняних і зарубіжних агрегатів представлені в таблиці.

    Зіставлення аналізованих груп машин при прокладці трубопроводів різних діаметрів проведемо за допомогою закону подоби. Орієнтовні параметри машин при цьому можуть бути отримані з формул:

    про в 3 _ ^ 2 .

    Про ~ в, '

    (5)

    Питома собівартість одиниці продукції землерийної машини рівні:

    Суд. =

    См.ч.

    Пт

    (2)

    Тут См.ч. - вартість машино-години роботи агрегату. Орієнтовно за даними З.В. Гарбузова [4] може бути розрахована за формулою

    См.ч. = БО + ВN + Зср. п;

    (3)

    де Б і В коефіцієнти, що встановлюються в залежності від типу землерийної техніки; Зср. -Заробітна плата обслуговуючого персоналу; п-кількість обслуговуючого персоналу.

    Для землерийних машин з робочим обладнанням плужно-ножового типу вартість машино-години роботи, за даними З.В. Гарбузова може бути розрахована за формулою

    См.ч. = 0,230 + 0,0 ^ + 0,97п.

    (4)

    Для серійно випускаються машин собівартість машино-години може бути встановлена ​​по «Правил визначення кошторисної вартості експлуатації будівельних машин».

    Оцінці за прийнятими показниками були піддані технічні параметри промислово освоєних спеціальних машин - плужних канало-копачів, ножових дрено- і кабелеукладачів, а також екскаваторів всіх типів, що застосовуються при траншейному, узкотраншейном методах будівництва трубопроводів (табл.1).

    Загальним при порівнянні машин прийнято умова укладання трубопроводу діаметром до 250 мм в грунт на глибину 1,4 м. Ширина траншеї при траншейному методі, згідно СНиП П-45-80, була прийнята 0,6-0,8 м.

    Виконання цих умов забезпечується одноковшевими екскаваторами 1, 2 і 3-ої розмірної групи, відповідно 0,15, 0,25 і 0,4 м3 ємко-

    N

    N..

    Про

    про.

    (6)

    де 0п, Ос - відповідно маси нової і порівнюєш машини; Вп, Нд - діаметри прокладають трубопроводів нової і порівнюєш машинами; ^, N. - встановлена ​​потужність

    двигунів машини.

    Так як технічна продуктивність машин практично не змінюється від діаметрів укладаються труб, то для машин активної дії безперервної розробки грунту воно орієнтовно може бути прийнято 0,2 км / год, а для машин пасивного дії 2 км / год.

    Підставляючи у формули (1) і (2) значення параметрів кожної з аналізованих машин, можна отримати характеристики можливих агрегатів, призначених для прокладки трубопроводів різних діаметрів. Усереднені розрахункові показники їх економічної ефективності за групами машин для зручності їх порівняння можуть бути представлені у вигляді графіка (див. Рис. 1).

    Мал. 1. Залежність показників економічної ефективності від діаметра прокладається трубопроводу: 1 - машини активної дії; 2 - машини пасивного дії

    і

    Таблиця 1 Техніко-економічні показники машин для виконання земляних робіт при спорудженні

    розподільних трубопроводів

    л

    G

    G

    ред

    Л

    U

    CU

    н

    про

    «

    про

    про

    і

    про

    і

    CU

    G

    н

    ca

    H

    про

    >G

    про

    про

    u

    про

    G

    CU

    s

    про

    ce

    G

    S

    G

    G

    Метод укладання трубопроводів Найменування показників і Технічні показники Показники економічної ефективності

    одиниці вимірювань. Назва машин і фірм, їх виробляють потужність двигуна N, кВт технічна про-переводила-них. Пт, км / год маса G, т а ш у кого про ^ до їм ширина траншеї В, м і л е Н O cd g en 1-г cd З к о п собівартість См.ч, грн питомі приведені витрати Суд., грн

    одноковшеві

    екскаватори:

    ЕО-2621А 40 0,055 5,7 0,25 0,6 75400 16,75 304,75

    Траншейний Е-304 В 37 0,085 13,4 0,4 ​​0,8 68622 21,2 249,1

    ЕО-3322 55 0,1 14,0 0,5 0,8 77000 24,7 246,98

    екскаватори траншейні

    ланцюгові:

    ЕТЦ-165 А 40 0,15 6,25 - 0,4 11100 19,77 131,97

    ЕТЦ-208В 96 0,20 24,2 - 0,65 58080 31,38 156,88

    ЕТЦ-252 80 0,15 18,6 - 0,8 65306 24,91 249,1

    ЕТЦ-2011-2 55 0,21 12,2 - 0,5 15215 19,77 94,34

    екскаватори

    Узкотраншей- ний фрезерні та

    ланцюгові: ЕТР-134 80 0,30 18,3 - 0,27 16060 31,38 125,61

    ЕТР-161 40 0,20 4,55 - 0,27 16060 31,38 125,61

    ЕТЦ-2011-1 55 0,25 12,5 - 0,25 11000 19,77 79,5

    ТК-2 37 0,05 0,55 - 0,26 8140 7,58 151,58

    плуги:

    Траншейний УПТ-1

    (ВО «Сургут- 81 1,0 11,5 - - 930 19,08 19,08

    нафтогаз »)

    МК-13 240 2,0 40,7 - - 2440 45,05 22,53

    КМ-1400 160 2,5 31,2 - - 800 38,69 15,9

    комплекти з

    плужно-

    ножовим рабо-

    чим оборудо-

    ванием

    Плуг на базі

    Безтраншейний Д-8 і Д-6

    Somervi lle lli-noic Co (США) 338 2,7 46,0 - - 2101 66,78 24,38

    Разант МРТ IX

    Mehring Anton Gmb H (ФРН) 308 2,5 28,0 - - 1380 39,22 15,69

    «Великий Беджер» з тя-

    гачом «Сайт-270 2,4 40,0 - - 1875 47,7 19,88

    Хастлер »(Ве-

    нії)

    Дреноукладчика МД-12 228 1,0 33,0 - - 7370 48,60 48,60

    Порівнюючи наведені дані, можна зробити висновок, що найбільш ефективними засобами для розробки грунту при укладанні розподільних трубопроводів є машини пасивного дії як для траншейного, так і бестраншейного методів прокладки трубопроводів.

    висновки

    У порівнянні з одноковшевими екскаваторами питомі приведені витрати на експлуатацію машин з плужно-ножовим робочим обладнанням менше в 4-8 разів, а з роторним і ланцюговим в 2-5 разів. Порівняння машин для узкотраншейного методу укладання з цими ж групами машин також має переваги в 1,3-1,8 разів.

    Темп розробки грунту машинами пасивного дії більш ніж в 10 разів перевищує темп розробки траншеї машинами активної дії.

    Узкотраншейний метод укладання трубопроводів істотного виграшу в темпі виконання земляних робіт не дає.

    Із запропонованих машин пасивного дії найбільш ефективними є спеціальні, призначені для безтраншейної прокладки ножовим трубозаглубітелем, так як після укладання в грунт трубопроводу обсяг земляних робіт, пов'язаних із засипанням траншеї і рекультивацією родючого шару грунту зведені до мінімуму. Таким чином, вирішується завдання комплексної механізації земляних робіт з одночасним укладанням трубопроводів.

    Широкі можливості відкриваються у зв'язку з будівництвом розподільних водо-, нафто-і газопроводів з поліетиленових труб.

    На відміну від сталевих, вони не вимагають такого дбайливого ставлення до ізоляції, легше і мають кращі деформаційні властивості без порушення цілісності труби. Ці та інші властивості труби дозволяють застосувати оригінальні конструктивні рішення для створення машин для безтраншейної прокладки за допомогою ножових робочих органів.

    література

    1. Удовенко В.Є., Софронова І.П., Гусєва Н.В.

    Поліетилен - це просто. - М .: ЗАТ «Полі-мергаз», 2003. - 238 с.

    2. Домбровський Н.Г., Картешвілі Ю.Л., Гальпе-

    рин Н.І. Будівельні машини. - М .: Вища школа, 1981. - 336 с.

    3. Баловне В.І. Моделювання процесів взаємо-

    модействие із середовищем робочих органів дорожньо-будівельних машин. - М .: Вища школа, 1981. - 335 с.

    4. Гарбузов З.Е. Створення, дослідження та теоре-

    тические основи проектування каналостроітельних машин безперервної дії: Автореф. дис ... д-ра техн. наук. - М., 1981. - 35 с.

    Рецензент: Л.В. Назаров, професор, д.т.н..,

    ХНАДУ.

    Стаття надійшла до редакції 10 березня 2005 року.


    Ключові слова: трубопровідні мережі / бестраншейная прокладка / машини активного і пасивного дії / поліетиленові труби

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити