Машины и оборудование газонефтепроводов
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Трубопроводный транспорт
Издательство:
Томский политехнический университет
Год издания: 2016
Кол-во страниц: 381
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-4387-0734-9
Артикул: 719402.01.99
Доступ онлайн
В корзину
В пособии изложены принципы действия и рассмотрены современные конструкции специальных машин для строительства и ремонта магистральных и нефтегазопромысловых трубопроводов: траншейных экскаваторов, траншеезасыпателей. машин для разработки траншей на обводненных и заболоченных участках трассы, для укладки трубопроводов при строительстве переходов под дорогами, реками и прочими преградами. Дана методика расчета производительности машин при выполнении различных технологических операций. Предназначено для студентов, обучающихся по направлению 21.03.01 «Нефтегазовое дело», а также может быть использовано учащимися техникумов и слушателями нефтяного профиля, при подготовке рабочих по профессии «Линейный трубопроводчик» и др.
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» В.Г. Крец, А.В. Рудаченко, В.А. Шмурыгин МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ГАЗОНЕФТЕПРОВОДОВ Рекомендовано в качестве учебного пособия Редакционно-издательским советом Томского политехнического университета 2-е издание, дополненное Издательство Томского политехнического университета 2016
УДК 622.691.4.05(075.8) ББК 39.71я73 К80 Крец В.Г. К80 Машины и оборудование газонефтепроводов : учебное пособие / В.Г. Крец, А.В. Рудаченко, В.А. Шмурыгин ; Томский политехнический университет. – 2-е изд., доп. – Томск : Изд-во Томского политехнического университета, 2016. – 381 с. ISBN 978-5-4387-0734-9 В пособии изложены принципы действия и рассмотрены современные конструкции специальных машин для строительства и ремонта магистральных и нефтегазопромысловых трубопроводов: траншейных экскаваторов, траншеезасыпателей, машин для разработки траншей на обводненных и заболоченных участках трассы, для укладки трубопроводов при строительстве переходов под дорогами, реками и прочими преградами. Дана методика расчета производительности машин при выполнении различных технологических операций. Предназначено для студентов, обучающихся по направлению 21.03.01 «Нефтегазовое дело», а также может быть использовано учащимися техникумов и слушателями нефтяного профиля, при подготовке рабочих по профессии «Линейный трубопроводчик» и др. УДК 622.691.4.05(075.8) ББК 39.71я73 Рецензенты Доктор технических наук, профессор заведующий кафедрой строительных и дорожных машин ТГАСУ В.Г. Ананин Кандидат технических наук инженер ПО «Эксплуатация магистральных газопроводов» ООО «Газпром трансгаз Томск» А.В. Герасимов ISBN 978-5-4387-0734-9 © ФГБОУ ВПО НИ ТПУ, 2013 © Крец В.Г., Рудаченко А.В., Шмурыгин В.А., 2013 © Оформление. Издательство Томского политехнического университета, 2016
ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ ............................................................................................................ 10 1. КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МАШИН ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И РЕМОНТА ТРУБОПРОВОДОВ .............. 11 1.1. Классификация машин для строительства магистральных трубопроводов ......................................................................................... 11 1.1.1. Понятие о машине ................................................................................... 11 1.1.2. Общая классификация машин .............................................................. 11 1.1.3. Основные требования, предъявляемые к машинам ........................ 13 1.1.4. Основные технико-эксплуатационные параметры машины ........ 14 1.2. Основные элементы машин при строительстве и ремонте трубопроводов ......................................................................................... 28 1.2.1. Рама ............................................................................................................ 29 1.2.2. Силовая установка .................................................................................. 29 1.2.3. Движитель ................................................................................................. 30 1.2.4. Рабочее оборудование ............................................................................ 34 1.2.5. Системы управления .............................................................................. 35 1.2.6. Кабина, облицовочные панели и кожухи .......................................... 36 1.2.7. Типы трансмиссий .................................................................................. 36 1.2.8. Рулевые системы ..................................................................................... 37 1.2.9. Гидравлические и пневматические силовые установки ................. 37 Контрольные задания ...................................................................................... 43 Список литературы .......................................................................................... 43 2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГРУНТАХ И МЕТОДАХ ИХ РАЗРУШЕНИЯ ............................................................. 45 2.1. Термины и определения ........................................................................... 45 2.2. Оценка прочности и трудности разработки грунтов ............................ 45 2.3. Основные способы разрушения грунтов ................................................ 47 Контрольные задания ...................................................................................... 48 Список литературы .......................................................................................... 48 3. ТРАНСПОРТНЫЕ МАШИНЫ .................................................................. 49 3.1. Погрузочно-разгрузочные и транспортные работы .............................. 49 3.2. Тракторы и автомобили ........................................................................... 54 3.2.1. Грузовые автомобили ............................................................................. 56 3.2.2. Тракторы ................................................................................................... 58 3.2.3. Пневмоколесные тягачи ........................................................................ 60 3.3. Трубовозы .................................................................................................. 61 3.4. Плетевозы .................................................................................................. 64 3.5. Саморазгружающиеся плетевозы ............................................................ 65 3.6. Снегоболотоходы ...................................................................................... 68
Контрольные задания ...................................................................................... 70 Список литературы .......................................................................................... 70 4. МАШИНЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЗЕМЛЯНЫХ И ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ РАБОТ ......................................................... 71 4.1. Земляные работы ...................................................................................... 72 4.2. Бульдозеры ................................................................................................ 76 4.2.1. Конструкции бульдозеров ..................................................................... 78 4.2.2. Производительность бульдозера при резании и разрушении ....... 80 4.3. Кусторезы .................................................................................................. 80 4.4. Корчеватели ............................................................................................... 82 4.5. Рыхлители .................................................................................................. 83 4.6. Скреперы ................................................................................................... 85 4.7. Машины циклического действия для разработки траншей и котлованов ............................................................................................ 88 4.7.1. Общие сведения об одноковшовых универсальных экскаваторах ................................................................ 88 4.7.2. Экскаваторы с телескопическим рабочим оборудованием (экскаваторы-планировщики) .............................................................. 93 4.8. Машины непрерывного действия для разработки траншей ................. 95 4.8.1. Обзор и классификация машин непрерывного действия ............... 95 4.8.2. Конструкция основных агрегатов роторного траншейного экскаватора ............................................................................................... 97 4.8.3. Вскрышные экскаваторы ..................................................................... 100 4.9. Машины для очистки траншей от снега ............................................... 101 4.9.1. Оборудование к драглайну для очистки траншей (ОТ) ............... 101 4.9.2. Траншейный снегоочиститель роторного типа .............................. 102 4.10. Машины для засыпки траншей ........................................................... 102 4.10.1. Классификация машин для засыпки траншей .............................. 102 4.10.2. Скребковый траншеезасыпатель ..................................................... 104 4.10.3. Шнековый траншеезасыпатель ........................................................ 104 4.10.4. Роторный траншеезасыпатель .......................................................... 105 4.10.5. Экскаваторы-трубозаглубители для укладки трубопроводов бесподъемным способом ........................................ 106 4.10.6. Машина послойной разработки грунта (МПРГ-1) ...................... 107 4.10.7. Машина для вскрытия трубопроводов (МВТ) ............................. 109 4.10.8. Машина подкапывающая роторная МПР (МПР-1) ..................... 110 4.10.9. Подкапывающие машины МПТ (МПА) ........................................ 110 4.10.10. Подкопочные машины МП ............................................................. 112 4.10.11. Подбивочная машина (МП) ............................................................ 113 4.11. Машины и оборудование для уплотнения грунтов ........................... 113 Контрольные задания .................................................................................... 116 Список литературы ........................................................................................ 116
5. ГРУЗОПОДЪЕМНО-МОНТАЖНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ................................................................................... 118 5.1. Строительные краны и их основные параметры ................................. 118 5.2. Башенные краны ..................................................................................... 122 5.3. Стреловые самоходные краны .............................................................. 124 5.4. Краны гусеничные .................................................................................. 125 5.5. Трубоукладчики ...................................................................................... 126 5.5.1. Конструкции трубоукладчиков .......................................................... 129 5.5.2. Строительные подвески и устройства .............................................. 135 5.6. Машины для гнутья труб ....................................................................... 141 Контрольные задания .................................................................................... 147 Список литературы ........................................................................................ 148 6. МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОЧИСТКИ И ИЗОЛЯЦИИ ТРУБОПРОВОДОВ ........................ 149 6.1. Очистные машины .................................................................................. 151 6.1.1. Назначение и классификация очистных машин ............................ 151 6.1.2. Рабочие инструменты трубоочистных машин ............................... 154 6.1.3. Машины для очистки в комплекте с ручными приспособлениями ........................................................... 156 6.2. Изоляционные машины .......................................................................... 157 6.2.1. Назначение и общее устройство изоляционных машин .............. 157 6.2.2. Изолировочно-очистные комбайны [3] ............................................ 159 6.2.3. Самоходные изоляционные машины [3].......................................... 160 6.2.4. Технологические линии для изоляции труб.................................... 161 6.2.5. Контейнер для подогрева рулонных материалов КПП321 .......... 162 Заключение ........................................................................................................ 163 Контрольные задания .................................................................................... 164 Список литературы ........................................................................................ 164 7. МАШИНЫ ДЛЯ СООРУЖЕНИЯ ПОДВОДНЫХ ПЕРЕХОДОВ ТРАНШЕЙНЫМ И БЕСТРАНШЕЙНЫМ СПОСОБОМ ................. 165 7.1. Оборудование для бестраншейной прокладки трубопроводов под водными преградами методом наклонно-направленного бурения (ННБ) ........................................... 166 7.2. Машины для подводно-технических работ ......................................... 168 7.2.1. Машины для производства земляных работ ................................... 171 7.2.2. Подводные трубозаглубители ............................................................ 176 7.2.3. Оборудование для укладки трубопроводов на дно водоемов ..... 177 7.2.4. Суда-трубоукладчики (2) ..................................................................... 180 Контрольные задания .................................................................................... 182 Список литературы ........................................................................................ 182
8. МАШИНЫ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ТРАНШЕЙ НА ЗАБОЛОЧЕННЫХ И ОБВОДНЕННЫХ УЧАСТКАХ ТРАССЫ ................................................................................ 184 8.1. Канатно-скреперные установки ........................................................... 184 8.2. Конструкции и применение экскаваторов с сильно развитой опорной поверхностью ......................................... 187 8.3. Оборудование и способы, применяемые при закреплении магистральных трубопроводов .............................. 189 Контрольные задания .................................................................................... 191 Список литературы ........................................................................................ 191 9. МАШИНЫ ДЛЯ БЕСТРАНШЕЙНОЙ ПРОКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДОВ ПОД ДОРОГАМИ .................................................. 192 9.1. Общие сведения о бестраншейных способах прокладки трубопроводов. Назначение, область их применения и выбор ....... 193 9.2. Прокладка труб способом продавливания ......................................... 198 9.3. Прокладка труб способом горизонтального бурения ....................... 200 9.4. Щитовая проходка тоннелей и коллекторов ...................................... 201 Контрольные задания .................................................................................... 202 Список литературы ........................................................................................ 202 10. МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОЛОСТИ И ИСПЫТАНИЯ ГАЗОНЕФТЕПРОВОДОВ ........................................ 204 10.1. Устройства для очистки внутренней полости трубопроводов ........ 204 10.1.1. Устройства для очистки полости и удаления воды ..................... 205 10.1.2. Очистные поршни ............................................................................... 207 10.1.3. Поршни-разделители .......................................................................... 211 10.1.4. Скребки, поршни ................................................................................. 212 10.2. Компрессорные установки ................................................................... 213 10.3. Машины для гидравлического испытания трубопроводов .............. 213 10.3.1. Классификация и общее устройство............................................... 213 10.3.2. Наполнительные агрегаты ................................................................ 214 10.3.3. Опрессовочные агрегаты ................................................................... 215 Контрольные задания .................................................................................... 217 Список литературы ........................................................................................ 217 11. НАСОСЫ ....................................................................................................... 218 11.1. Основные сведения о насосах .............................................................. 218 11.2. Принцип работы центробежных насосов ........................................... 221 11.3. Насос погружной центробежный с гидроприводом НЦПГ-180 ...... 221 11.4. Основные и подпорные центробежные насосы для магистральных трубопроводов ..................................................... 222 11.5. Характеристики магистральных насосов ........................................... 228
11.6. Совместная работа турбомашин ......................................................... 230 11.7. Регулирование турбомашин ................................................................ 232 Контрольные задания .................................................................................... 233 Список литературы ........................................................................................ 234 12. КОМПРЕССОРЫ ......................................................................................... 235 12.1. Классификация компрессоров ............................................................. 235 12.2. Компрессорные машины и оборудование .......................................... 237 12.3. Поршневые компрессоры .................................................................... 237 12.4. Мембранные компрессоры .................................................................. 240 12.5. Роторные компрессоры ........................................................................ 240 12.6. Турбокомпрессоры ............................................................................... 241 Контрольные задания .................................................................................... 243 Список литературы ........................................................................................ 243 13. АРМАТУРА ГАЗОНЕФТЕПРОВОДОВ .................................................. 244 13.1. Основные термины и определения ..................................................... 244 13.2. Классификация арматуры .................................................................... 245 13.3. Запорная арматура ................................................................................ 248 13.3.1. Задвижки ............................................................................................... 248 13.3.2. Вентили ................................................................................................. 252 13.3.3. Краны ..................................................................................................... 253 13.3.4. Дисковые поворотные затворы ........................................................ 255 13.3.5. Регулирующие заслонки .................................................................... 255 13.4. Приводы запорной трубопроводной арматуры ................................ 257 13.5. Размещение запорной арматуры на трубопроводах .......................... 258 13.6. Предохранительная и защитная арматура .......................................... 259 13.6.1. Обратные клапаны .............................................................................. 259 13.6.2. Предохранительные клапаны ........................................................... 260 Контрольные задания .................................................................................... 261 Список литературы ........................................................................................ 261 14. МАШИНЫ ДЛЯ БУРЕНИЯ ШПУРОВ И СКВАЖИН ПОД ЗАРЯДЫ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ .......................................... 262 14.1. Бурильные машины .............................................................................. 262 14.2. Перфораторы ......................................................................................... 263 14.3. Станки ударно-канатного бурения ..................................................... 264 14.4. Применение зарядов ............................................................................. 265 Контрольные задания .................................................................................... 266 Список литературы ........................................................................................ 266 15. МАШИНЫ ДЛЯ СВАЙНЫХ РАБОТ ...................................................... 268 15.1. Характеристика свайных работ ........................................................... 269 15.1.1. Погружение забивных свай .............................................................. 269
15.1.2. Технология бурения ........................................................................... 270 15.2. Машины для свайных работ ................................................................ 272 15.2.1. Копры свайные .................................................................................... 273 15.2.2. Молоты дизельные .............................................................................. 274 15.2.3. Свае- и шпунтовыдергиватели ......................................................... 275 15.2.4. Бурильно-крановые машины ............................................................ 275 15.2.5. Бурильно-сваебойные машины БМ-811, БМ-831, БМ-833 ....... 276 Контрольные задания .................................................................................... 277 Список литературы ........................................................................................ 278 16. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ НЕФТЕГАЗОВЫХ ОБЪЕКТОВ ................................................................................................... 279 16.1. Источники загрязнения окружающей среды ..................................... 281 16.2. Защита атмосферы ................................................................................ 281 16.3. Рекультивация земель .......................................................................... 283 16.4. Оценка технических средств для обеспечения экологической безопасности при трубопроводном транспорте ................................. 286 16.5. Оборудование и средства для обеспечения экологической безопасности нефтегазопроводов ........................................................ 288 16.6. Ликвидация аварий на подводных переходах .................................... 293 Контрольные задания .................................................................................... 303 Список литературы ........................................................................................ 303 17. ОБОРУДОВАНИЕ БЫТА В УСЛОВИЯХ ТРАССЫ ........................... 305 Контрольные задания .................................................................................... 308 Список литературы ........................................................................................ 308 18. ПЕРЕДВИЖНЫЕ МОБИЛЬНЫЕ РЕМОНТНЫЕ БАЗЫ ................... 309 18.1. Область применения и состав мобильных ремонтных баз ............... 309 18.2. Трубосварочные комплексы ................................................................ 312 18.3. Линия подачи труб для контроля сварных швов к БТС-142В и БТС-145 ......................................................................... 313 Контрольные задания .................................................................................... 313 Список литературы ........................................................................................ 313 19. СРЕДСТВА ПОЖАРОТУШЕНИЯ ........................................................... 314 19.1. Виды пожаротушения для различных объектов нефтяных месторождений (по данным «ТомскНИПИнефть») .......................... 314 19.2. Пожарные автомобили ......................................................................... 316 19.2.1. Автоцистерны пожарные .................................................................. 318 19.2.2. Автомобили пожарные насосные .................................................... 318 19.2.3. Автомобили пожарные рукавные .................................................... 319 19.2.4. Автоподъемники пожарные .............................................................. 319
19.2.5. Автолестницы пожарные .................................................................. 320 19.3. Генераторы пены ................................................................................... 320 19.3.1. Генераторы пены высоконапорные ................................................ 320 19.3.2. Генераторы пены средней кратности стационарные .................. 321 19.3.3. Генераторы пены высокой кратности стационарные ................. 321 19.4. Мембрана разрывная ............................................................................ 321 19.5. Бак-дозатор пожарный ......................................................................... 322 19.6. Мотопомпы пожарные ......................................................................... 322 19.7. Щит пожарный ...................................................................................... 323 19.8. Огнетушители ....................................................................................... 323 Контрольные задания .................................................................................... 325 Список литературы ........................................................................................ 325 20. ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ И CВАРОЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ................ 327 20.1. Автономные электростанции ............................................................... 327 20.2. Сварочные агрегаты .............................................................................. 329 Контрольные задания .................................................................................... 333 Список литературы ........................................................................................ 333 21. ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ ПОДСТАНЦИИ И РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА ...................................... 334 21.1. Понятие о подстанции .......................................................................... 334 21.2. Понятие распределительного устройства и его классификация ...... 335 21.2.1. Открытые распределительные устройства .................................... 335 21.2.2. Закрытые распределительные устройства .................................... 335 21.3. Комплексные трансформаторные подстанции внутренней установки .......................................................................... 336 Контрольные задания .................................................................................... 337 Список литературы ........................................................................................ 337 ПРИЛОЖЕНИЕ .................................................................................................. 348
ВВЕДЕНИЕ Трубопроводный транспорт широко применяется в системах хозяй ствования различных стран. По трубопроводам транспортируются вода, растворы, нефть, нефтепродукты, газ, газоконденсаты. Кроме этого, к настоящему времени сложились такие направления трубопроводного транспорта твердых и сыпучих материалов (уголь, руда, щебень, песок и др.), как пневмотранспорт, контейнерный (в том числе капсульный) транспорт и гидротранспорт. В данном пособии приведены сведения о машинах и оборудовании газонефтепроводов: машины транспортные и для землеройных работ, грузоподъемно-монтажные машины и оборудование, средства очистки и изоляции трубопроводов, машины для сооружения переходов трубопроводов траншейным и бестраншейным способом под искусственными и естественными преградами, средства для разработки траншей на заболоченных и обводненных участках, машины и оборудование для очистки внутренней полости трубопроводов и их испытания: насосы, компрессоры, арматура трубопроводов, машины для свайных работ и бурения взрывных скважин, мобильные ремонтные базы, оборудование для обеспечения экологической безопасности нефтегазопроводов, оборудование быта, средства пожаротушения, энергетическое и сварочное оборудование. В работе использованы различные наработки ведущих научно исследовательских и учебных учреждений России нефтегазового направления, материалы отечественных и некоторых зарубежных разработчиков и предприятий-изготовителей, собственный опыт (собственные наработки и опыт), интернет-ресурсы.
1. КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МАШИН ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И РЕМОНТА ТРУБОПРОВОДОВ 1.1. Классификация машин для строительства магистральных трубопроводов 1.1.1. Понятие о машине Машина (франц. machine, лат. machina) – устройство, выполняю щее механические движения для преобразования энергии, материалов и информации с целью замены или облегчения физического и умственного труда (Крайнев, 1981). В строительном деле можно выделить следующие группы машин: машины-двигатели, преобразующие различные виды энергии в механическую; рабочие машины, получающие необходимую им механическую энергию от двигателя, приводящего в движение исполнительный орган машины, при помощи которого машина изменяет свойства, состояние, форму или положение обрабатываемого сырья, материала или предмета; машины-генераторы, преобразующие подводимую к ним меха ническую энергию двигателя в энергию потока жидкости или газа (различные виды насосов, компрессорные машины и др.). При помощи машин, являющихся средством производства матери альных благ, обеспечивается многократное увеличение производительности труда и повышение ее безопасности. 1.1.2. Общая классификация машин Все машины и механизмы, применяемые на строительстве и ре монте магистральных трубопроводов, можно разделить на общестроительные и специальные. Общестроительные машины имеют широкое применение и могут быть использованы на строительстве любого объекта (например, бульдозер). Специальные машины предназначены в основном для строительства магистральных трубопроводов (например, роторный траншейный экскаватор). На рис. 1.1 приведена предложенная нами классификация машин для строительства и ремонта трубопроводов.
Рис. 1.1. Классификация машин для строительства и ремонта трубопроводов Машины для производства земляных работ Очистные и изоляционные машины Машины для бестраншейной прокладки трубопроводов Машины для разработки траншей на заболоченных участках Грузоподъемно-монтажные машины Транспортные машины Машины для сооружения подводных переходов Оборудование для хранения перекачиваемой среды Сооружение и ремонт газонефтепроводов Машины и оборудование обеспечения напора и расхода Эксплуатация и техническое обслуживание нефтегазопроводов Оборудование для измерения и управления Машины и оборудование для ремонта и обслуживания Машины и оборудование для сварки трубопроводов Оборудование электрозащиты трубопровода от коррозии Оборудование для обеспечения экологической безопасности нефтегазопроводов Оборудование для обеспечения быта в условиях трассы
1.1.3. Основные требования, предъявляемые к машинам Ко всем машинам, предназначенным для строительства маги стральных трубопроводов так же, как и к современным машинам любого другого назначения, предъявляются следующие конструктивные и эксплуатационные требования, обусловленные современным уровнем развития науки и техники. Конструктивные требования заключаются в том, что машина должна быть высокопроизводительной, надежной, долговечной, удобной в управлении, обладать хорошей маневренностью и быть приспособленной к изменению в определенных пределах условий работы. Кроме того, машина должна быть достаточно простой в обращении и ремонте. Ее монтаж и демонтаж, а также замена деталей не должны вызывать затруднений. В конструкции машины должны быть максимально использованы унифицированные узлы, нормализованные и стандартные детали, что значительно снижает стоимость машины, повышает ее надежность и облегчает ремонт. Машина должна быть транспортабельной. Ее переброска с объекта на объект не должна вызывать поломки деталей ходовой части. При транспортировке на железнодорожной платформе машина должна вписываться в железнодорожный габарит. При транспортировке своим ходом, на буксире или в погруженном состоянии на трейлере машина должна свободно проходить под мостами, линиями электропередач и другими сооружениями. Конструкция машины должна быть выполнена также таким обра зом, чтобы при ее изготовлении и сборке можно было применять прогрессивную технологию. Существует следующий комплекс эксплуатационных требований: качество работ, выполненных машиной согласно предусмотренной технологии, должно быть высоким; машина должна быть дешева, более производительна, чем предшествующие модели и расходовать меньше энергии на единицу объема выработанной продукции. Иначе говоря, каждая новая модель машины данного назначения должна давать экономический эффект. Машины, предназначенные для работы в районах с холодным кли матом, должны сохранять работоспособность в условиях низких температур до минус 60 °С, при повышенной скорости ветра, снежных заносах, обледенении и полярной ночи. С этой целью в конструкции таких машин должны быть использованы соответствующие марки стали с соответствующей термообработкой, обеспечивающие высокие показатели ударной вязкости при низких температурах.
Сварные соединения должны выполняться конструктивно и техно логически с учетом предотвращения их хрупких разрушений. Электротехническое и другое оборудование этих машин должно иметь морозо- и влагостойкое исполнение. В гидравлических системах, а также системах жидкостного охла ждения должны применяться соответствующие низкотемпературные рабочие и охлаждающие жидкости. Силовые установки с двигателями внутреннего сгорания должны снабжаться подогревательными и терморегулирующими устройствами для обеспечения быстрого запускания при низких температурах. Конструкция ходовой части должна обеспечивать эксплуатацию машин при работе в скальных и мерзлых грунтах, на обледенелых и заснеженных дорогах, а также заболоченных участках. При создании новой машины большое внимание должно уделяться обеспечению условий, благоприятных для работы водителя машины. К этим требованиям относятся: 1) наличие удобного сиденья, хорошего обзора и освещения фрон та работ и рабочего органа; 2) удобство пользования рычагами, кнопками и педалями управ ления; применение рычагов рациональной формы и снижения усилий, прикладываемых для переключения рычагов, используя для этой цели специальные усилительные устройства; 3) устранение вибрации и шума в зоне рабочего места; 4) надежная защищенность рабочего места от пыли и отработан ных газов; 5) поддержание благоприятного температурного режима в кабине водителя путем искусственного нагрева или охлаждения воздуха. Показателями долговечности машины являются срок службы, определяемый календарной продолжительностью ее эксплуатации до капитального ремонта или списания, и ресурс, определяемый наработкой машины до предельного состояния. 1.1.4. Основные технико-эксплуатационные параметры машины При анализе проектных решений и исследовании математических моделей, описывающих какую-либо технологическую систему, обычно требуется найти некоторые значения интересующих переменных. Эти значения определяются из условия обращения критерия оптимальности в минимум или максимум.
Конкретный вид критерия оптимальности выбирается в зависимости от задачи, стоящей перед исследователем, от целевой направленности моделирования. Применительно к машинам и оборудованию для строительства и ремонта магистральных и промысловых трубопроводов может быть определен (чаще всего экспертным путем) ряд критериев или эксплуатационных свойств, которые могут быть применены при решении задач синтеза (проектирования) и анализа (выявления резервов). Эти критерии, характеризующие эксплуатационные свойства машин и оборудования, обусловлены современным уровнем развития науки и техники, в настоящее время четко не обозначены и представляют непростую задачу. Рассмотрим основные критерии – комплекс эксплуатационных свойств, характеризующие качество эксплуатации машин. Комплекс эксплуатационных свойств – это необходимое и достаточное для всесторонней оценки эффективности использования машины на стадии ее эксплуатации число свойств и их показателей. Системный подход позволяет проводить анализ и синтез различных по природе и структуре эксплуатационных свойств машины, т. е. выявлять и оценивать степень влияния различных факторов на эффективность функционирования системы, например комплекс машин для строительства трубопроводов. Установлено, что машины различных принципов действия, конструктивного исполнения и применения имеют различные комплексы эксплуатационных свойств (например, комплекс эксплуатационных свойств одноковшового экскаватора отличается от аналогичного комплекса изолировочно-очистных комбайнов). В каждом конкретном случае специалист (эксперт), анализирующий эксплуатационные свойства машины, составляет соответствующий комплекс, используя методологию системного анализа. На рис. 1.2 представлена классификация критериев эксплуатационных свойств машин и оборудования для строительства и ремонта магистральных и промысловых трубопроводов, состоящая из пяти взаимосвязанных систем, обладающих прямыми и обратными связями, что обусловливает их способность к саморегулированию, ориентированная на человеческий фактор, составленная нами с использованием работ [10–13]. Такое положение в настоящее время закреплено законами РФ «О защите прав потребителей» и «О сертификации продукции и услуг». Например, при сертификации машин строительного комплекса определяется соответствие показателей их безопасности, эргономичности и экологичности нормативным требованиям.
Рис. 1.2. Классификация критериев эксплуатации машин и оборудования для строительства и ремонта магистральных и промысловых трубопроводов В таком комплексе отдельные эксплуатационные свойства характеризуются единичными показателями, которые объединяются в комплексные, групповые или обобщенные показатели системы и непосредственно влияют на интегральный показатель эффективности эксплуатации машины. Объединенные в первой системе технические свойства характеризуют функциональное назначение машины, определяющее основные функции, которые обусловливают область ее применения. Это производительность, проходимость, универсальность, информативность и энергоэффективность. Вторая система объединяет свойства ресурсопотребления, которые характеризуют экономичность эксплуатации машины: топливную экономичность, эксплуатационную материалоемкость, трудоемкость выполнения работ по обслуживанию и потребность в запасных частях. Третья система, определяющая новые показатели сервиса, характеризует степень ответственности изготовителя перед потребителем машин. В нее входят показатели надежности, долговечности, ремонтопригодности, транспортабельности. Четвертая система объединяет социально значимые свойства машины. Они оказывают влияние на жизнь, здоровье, эстетические потребности человека, сохранность его имущества и окружающей среды. К ним относятся безопасность, эргономичность (комфортабельность), экологичность, эстетичность. Пятая система включает в себя показатели экономической эффективности машин, на которых базируется интегральный показатель качества, т. е. цену приобретения, цену эксплуатации, скидки и льготы поставщика, размеры налоговых платежей и сборов. Технические Ресурсопотребления Сервиса Социально значимые Эргономичность Информативность Производительность Проходимость Универсальность Потребность в запчастях Долговечность Ремонтопригодность Транспортабельность Надежность Цена приобретения Цена эксплуатации Скидки поставщика Критерии эксплуатационных свойств Экономической эффективности Безопасность Экологичность Техническая эстетичность Налоговые сборы Материалоемкость Топливная эффективность Энергоэффективность Прибыль
Все критерии взаимосвязаны со стоимостью выполнения технологического процесса. Приведенный комплекс критериев эксплуатационных свойств машин может совершенствоваться по мере накопления опыта и знаний о качестве продукции. О качествах той или иной машины судят по ее технико эксплуатационным параметрам. Качество – совокупность свойств и характеристик продукции или услуги, которые придают им способность удовлетворять обусловленные или предполагаемые запросы потребителя в соответствии с назначением. В России управление качеством продукции машин и услуг базиру ется на серии международных стандартов ИСО 9000 «Управление качеством продукции» и разрабатываемых на их основе отечественных стандартах. Комплекс параметров является полной технической характеристикой каждой машины. Для каждой группы машин одинакового назначения условно выби рается главный параметр. Для экскаваторов таким параметром является вместимость ковша, для трубоукладчиков – грузовой момент, для лебедки – тяговое усилие, для транспортных машин – грузоподъемность и т. д. По этому параметру классифицируют машины внутри групп. К числу основных параметров машин относятся производитель ность, скорость движения, мощность двигателя, габаритные размеры, масса и т. д. Один из основных параметров машины – ее производительность, характеризующаяся количеством продукции, вырабатываемой ею в единицу времени. Различают следующие категории производительности: расчетно-теоретическую, или конструктивную, техническую и эксплуатационную. Расчетно-теоретическая производительность Пр представляет со бой производительность, определяемую (на стадии проектирования) расчетными параметрами машины без учета простоев. Расчетные параметры машины определяются ее эксплуатацией на расчетных скоростях рабочих движений, при расчетном значении нагрузок на рабочем органе и с условным материалом. Эта производительность постоянна для данной машины и изменяется лишь с изменением ее конструкции (кинематики). Например, для землеройных машин она выражается следующими общими формулами: для машин непрерывного действия Пр = 3600Fрυр; Пр = 3600Fрρр, где Fр – расчетное сечение стружки грунта, м2; υр – расчетная скорость движения, м/с; ρр – плотность грунта, т/м3;
Доступ онлайн
В корзину