Трубоукладчик гусеничный ТГ-124 на базе трактора Т-170

(5)стрела сбор..dwg

Сталь 09Г2С ГОСТ 19282
Неуказанная толщина листа метлла
Покрытие грунтовка ЭП-076 ТУ 6-10-755-74
Сварка призводится по ГОСТ 14806-80

(11)технология.dwg

Сталь 09Г2С ГОСТ 19281-89
Неуказанные предельные отклонения размеров по ОСТ23.4.209-82.
* Размер для справок.
Острые кромки притупить R

(12)Трёхкулачковый патрон.dwg

Патрон трёхкулачковый
Патрон изготовлен с цельными прямыми кулачками
Снятие заготовки после полной остановки

(6)стрела, прочность.dwg

Действующие напряжения
Сетка конечных элементов
Схема приложения нагрузок

(1)общий вид.dwg

Техническая характеристика
Грузоподьёмность номинальная
Максимальная нагрузка на крюке при выполнеии работ
Высота подъёма крюка на вылете от уровня стоянки
Глубина опускания крюка от уровня стоянки
Скорость подьёма опускания груза
Максимальное тяговое усилие на ведущем колесе
Максимальный продольный уклон
движении крана трубоукладчика без груза на крюке
Удельное давление на грунт максимальное
базового трактора 14
грузоподъёмного оборудования 7
Номинальная мощность
на котором разрешается работа
крана трубоукладчика без ускорения
Допустимый уклон местности (продольный
на котором разрешается работа крана трубоукладчика
Предельный поперечный уклон в сторону стрелы
котором разрешается работа крана трубоукладчика
при укладке трубопровода
Гидроцилиндр противовеса
Указатель грузопдъёмности

(9)ГИДРАВЛИКА.dwg

Схема гидрооборудования
Гидрозамок одностороний
Дроссель регулируемый
Клапан предохранительный
Гидрораспределитель Р-80-2-44
Насос основной НШ-100-3-Л
Насос дополнительный НШ-50У-2
Гидроцилиндр противовеса
Рабочая жидкость - масло индустриальное

(3)Рама противовеса расчет на прочность.dwg

Действующии напряжения
Схема приложения нагрузок
Схема конечных элементов

(4)Система запираеия грузов противовеса.dwg

Действующее напряжение
Схема приложения нагрузок
Схема конечных элементов

(2)Противовес.dwg

Покрытие грунтивка ЭП-076 ТУ 6-10-755-74
Сварка проводится по ГОСТ 14806-80

(10)Экономика.dwg

Технико-экономические
Затраты на выпалнение
технических обслуживаний
Затраты на смазочные
Таблица 2 - Экономическая эффективность использования трубоукладчика
с плавающим противовесом
Годовая эксплуатационная
издержки потребителя
Экономический эффект
на 1 трубоукладчик за год
Прирост экономического
эффекта за счет внедрения
Затраты на смазочные
Затраты на выполнение
Экономический эффект за
Затраты на капитальный
Технико-экономические показатели
Таблица 1 - Калькуляция годовых текущих затрат
Диаграмма 1 - Структура затрат для базовой и новой техники

(8)расчетная схема.dwg

(7)ось прочность.dwg

Действующие напряжения
Сетка конечных элементов
Схема приложения нагрузок

Пояснительная записка.doc

Обзор и анализ конструкций кранов-трубоукладчиков 7
2Описание серийной выпускаемых трубоукладчиков 17
3Описание прототипа 28
1 Основные параметры и технические характеристики трубоукладчиков
2 Расчет продольной устойчивости 42
3 Расчет устойчивости при уклоне в сторону груза 44
4 Расчет давления на грунт 48
5 Тяговый расчет 53
6 Расчёт гидропривода 57
7 Определение расчетных нагрузок на ось стрелы 60
8Описание процессы работы расчета на прочность 64
Технология изготовления детали 70
1 Определение режимов резания при черновое точение 71
2 Определение режимов резания при чистовом точение 77
3 Определение режимов резания при сверлении 81
4 Приспособление для изготовления детали 86
Экономический расчет 87
2Определение годовой эксплуатационной производительности 89
3Определение годовых текущих издержек потребителя 92
4Определение хозрасчетного экономического эффекта 100
Безопасность жизнедеятельности 104
2 Анализ вредных факторов в кабине оператора 106
3 Шум и вибрация 110
4 Инструктажи рабочих 112
5 Санитарно-бытовое обслуживание 114
6 Медицинский и профессиональный осмотры и отборы 115
10 Экологическая безопасность 117
10.1Охрана поверхностных и подземных вод от истощения и загрязнения 117
10.2 Восстановление (рекультивация) земельного участка. Охрана растительного и животного мира. 119
10.3Ответственность за нарушение природоохранного законодательства 123
11 Расчет норм и правил эксплуатации трубоукладчика ТГ-124 124
Список использованных источников 129
Данный дипломный проект ведется на основании выданного задания кафедрой «Дорожные машины». Предметом дипломного проектирования является модернизация крана-трубоукладчика ТГ-124 на базе трактора Т-170. Модернизация заключается в замене стандартного противовеса на плавающий.
Известно что опрокидывающий момент и момент грузовой устойчивости состоят в зависимости от коэффициента устойчивости утвержденный Госгортехнадзором и составляет 14. Видно что увеличить грузоподъемность трубоукладчика возможно только при изменении двух параметров это – увеличение грузовой устойчивости при помощи вылета контргруза и уменьшения грузового момента создаваемой самой стрелой трубоукладчика.
Если в начальный период истории развития трубоукладчиков их грузовая устойчивость обеспечивалась только весом тракторного шасси то затем по мере ростов диаметров трубопроводов последовательно для увеличения устойчивости стали создавать тракторные базы с увеличенной колеей применять неподвижные противовесы к ним и наконец откидные на вылет контргрузы применять облегченный вариант стрелы.
Целью проекта также является расчет экономической эффективности использования плавающего противовеса вследствие чего повысилась грузоподъёмность.
Прочностные расчеты будут проводиться с помощью ЭВМ инженерного программного продукта COSMOSWORKS
ОБЗОР И АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ КРАНОВТРУБОУКЛАДЧИКОВ
Особенностью сооружения линейной части газонефтепровода является непрерывное линейное перемещение фронта работ с многократным повторением несколько основных технологических операций. К основным технологическим операциям относятся подготовка и расчистка трассы развозка труб и заранее укрупнённых трубных секций их сварка в непрерывный трубопровод отрывка траншеи вдоль трубопровода очистка изоляция и укладка трубопровода в траншею засыпка трубопровода. Среди вспомогательных операций большой удельный вес составляют погрузочно-разгрузочные особенно погрузка и разгрузка труб и трубных секций (до 90% всех грузов).
Основные операции ведут поточным методом т.е. с применением механизированных колон непрерывно движущихся по трассе трубопровода с примерно одинаковой скоростью входящих в них механизмов. Вспомогательные операции осуществляются до совершения основных работ параллельно им или после них причем во многих случаях их также выполняют поточным методом при высоком уровне механизации.
Для механизации трудоёмких и тяжелых работ серийно выпускают большое число типоразмеров специальных машин:
-роторные траншейные экскаваторы;
-машины и установки для очистки и изоляции труб;
-краны трубоукладчики;
-станки для холодного гнутья труб;
-установки горизонтального бурения;
-сварочные установки и агрегаты:
Применяют также много общестроительных машин: одноковшовые экскаваторы грейдеры скреперы и др. Однако самые основные и наиболее распространённые машины используемые на строительстве трубопроводов - трубоукладчики.
Трубоукладчики представляют собой самоходную тележку оснащенную боковой стрелой. Предназначены они для удерживания трубопровода при прохождении по нему очистной и изоляционной машин и одновременно для укладки трубопровода при прохождению по нему очистной и изоляционной машин и одновременно для укладки трубопровода в траншею для удержания конца трубопровода и привариваемой трубной секции а также захлестов катушек и арматуры при выполнении сварочных монтажных работ для монтажа и удерживания трубопровода при сооружении подводных и воздушных переходов и для выполнения различных погрузочно-разгрузочных работ на сварочных монтажных базах и в полосе строящегося трубопровода.
Помимо этого трубоукладчики широко используют при различных монтажных и погрузочно- разгрузочных работах вне сооружения линейной части магистральных газонефтепроводов например на строительных площадках и перегрузочных базах на монтаже компрессорных и насосных станций на обустройстве газонефтепромыслов при прокладке водопроводных и канализационных сетей городских коммуникаций. Благодаря тому что помимо выполнения своих основных операций лебедкой трубоукладчик способен также и перемешаться с грузом по недостаточно подготовленным площадкам он из специальной строительно-монтажной машиной превратился в универсальную.
Серийно выпускаются несколько типоразмеров трубоукладчиков различающихся назначением и характером выполняемых работ.
Устройство для транспортировки длинномерных труб.
Авторское свидетельство СССР № 708100 кл. В 66 С 2372 1980.
Изобретение относится к подъемным устройством а именно к стреловым кранам с устройством для транспортировки труб. Цель изобретения – расширение технологических возможностей путем обеспечения транспортировки пакета труб по неровной местности и их поштучной раскладки по трассе трубопровод.
Устройство для транспортировки длинномерных труб содержит гусеничный трактор 1 с ходовой тележкой 2 (рисунок 1) и продольными балками 3. К одной стороне из продольных балок 3 прикреплен противовес 4 а к другой – поворотная в вертикальной поперечной плоскости стрела 5 с крюком 6. По обе стороны от стрелы 5 установлены передняя стойка 7 и задняя стойка 8. К стойкам 7 и 8 шарнирно прикреплены верхнее 9 и нижнее 10 звенья шарнирного четырехзвенника выполненного в виде параллелограмма 11. Звенья 9 и 10 связаны между собой шарнирно двумя вертикальными звеньями 12. Кроме того нижние звенья 10 соединены со стойками 7 и 8 канатами – стопорами 13 ограничивающими их перемещение вниз. Верхние звенья 9 соединены ригелем 14 к средней части которого канатом 15 или непосредственно крепится крюк 6. На вертикальных звеньях 12 жестко закреплены продольная грузонесущая балка 16. К кронштейнам 17 жестко прикреплены несущие опоры 18 на которых уложены длинномерные трубы 19. Трубы 19 крюком 6 стрелы 5 устанавливают например на наземные опоры 20 или на бровку траншеи.
Устройство работает следующем образом.
Длинномерные трубы 19 с временного склада укладываются крюком 6 (с помощью канатов полотенец и др.) на несущие опоры 18 и доставляются к участку монтажа трубопровода. При движение по неровностям местности за счет четырехзвенного шарнирного параллелограмма 11 осуществляется
Рисунок 1 – Устройство для транспортировки длинномерных труб.
регулирование положения длинномерных труб 19 по высоте. При этом ригель 14 связан через канат 15 с крюком 6.
После доставки труб 19 на участок строительства трубопровода канат 15 отсоединяется от ригеля 14 и снимется с крюка 6 а параллелограмм 11 занимает нижнее положение и удерживается канатами – стопорами 13 в нижнем положении. Трубы 19 поштучно снимаются с несущих опор 18 устройства и подаются последовательно на опоры трубопровода или бровку траншеи.
Кран – трубоукладчик со складывающейся стрелой.
Авторское свидетельство СССР № (21)235082229-11 кл. В 66 С 2372 1976.
Изобретение относится к грузоподъемным машинам в частности к трубоукладчикам.
Известен кран – трубоукладчик со стрелой складывающейся относительно шарнира установленного с внешней стороны по отношению к базовой машине 1 (рисунок 6). Верхняя секция стрелы при складывании вращается вокруг шарнира и занимает положение снаружи от нижней прилегая к ее наружной поверхности. Применение складывающейся стрелы позволяет обходится без демонтирования ее при перевозки трубоукладчика.
Недостатком крана является увеличенные транспортные габариты трубоукладчика по ширине за счет выступающей верхней секции.
Известен также кран – трубоукладчик содержащий базовую машину с контргрузом и крановыми механизмами на которой смонтированы продольные балки нижней секции стрелы шарнирно соединенные с продольными балками верхней секции (2).
Такое решение является наиболее близким к изобретению по технической сущности.
Однако верхняя секция такого крана укладывается сверху кабины
увеличивая транспортные габариты высоты базовой машины. В рабочем положении верхние секции стрелы присоединяются к нижним при помощи болтов что увеличивает трудоемкость монтажно-демонтажных работ при переводе крана в транспортное положение и обратно.
Кран трубоукладчик содержит базовую машину 1 с крановыми механизмами. На кронштейнах закреплены на гусеничной тележке 2 базовой машины посредством гидроцилиндра 3 на оси 4 установлена складывающаяся стрела состоящая из верхней 5 и нижней 6 секций. Подъем (опускание) груза осуществляется лебедкой 7 и канатно-блочной системой 8. Устойчивость машины обеспечивается противовесом 9.
Нижняя секция стрелы выполнена из двух продольных балок 10 на поверхностях которых обращенных к трактору распложена поперечная балка 11 жестко связывающая их в основании.
Вверху балки 10 жестко связаны поперечным основанием 12 расположенным аналогичным балке 11 образом. На основании 12 выполнены проушины 13 к которым пальцем 14 присоединяется гидроцилиндр 3 наклона стрелы а также проушины 15. Балки 10 нижней секции 6 оканчиваются проушинами 16.
Секция 5 стрелы образована продольными балками 17 жестко связанными между собой сверху и оканчивающимися внизу проушинами 18. В основании верхней секции стрелы балки 17 жестко связаны скобой 19 оканчивающейся кронштейном 20.
Секция 5 стрелы соединяется с нижней проушинами 18 входящими между проушинами 16 и соединенными с ними пальцами 21 и стопорится от поворота пальцем 22 установленным в проушинах 15 и кронштейне 20.
Продольные балки верхней и нижней секции выполнены с уступами 23 и 24 выполняющими роль стопоров при вращении секций стрелы одна относительно другой.
Работу по монтажу выполняют следующем образом.
Рисунок 5 – Кран трубоукладчик со складывающейся стрелой.
Кран-трубоукладчик доставленный на площадку устанавливают в исходное положение затем лебедкой 7 выбирают грузовой канат которым поднимают верхнюю секцию 5 поворачивающуюся на пальцах 21. По достижении конечного положения секция 5 фиксируется пальцем 22 после чего трубоукладчик готов к работе.
Для транспортировки крана операции производят в обратном порядке вынимают палец 22 затем ослабляют грузовой канат. Секция 5 под действием силы тяжести опускается и занимает место внутри секции 6 между ее балками (на рисунке 5 это положение показано пунктиром). Затем секцию 5 прикрепляют к балке 11 и гидроцилиндром 3 поднимают сложенную стрелу в крайнее положение. Кран готов к перевозке.
Такая конструкция крана-трубоукладчика позволяет снизить трудоемкость монтажно демонтажных работ и уменьшить транспортные габариты. При этом для перевоза трубоукладчика в транспортное положение не требуется дополнительных грузоподъемных устройств.
Кран-трубоукладчик механизмом гашенья динамических нагрузок.
Авторское свидетельство СССР № 12045488 кл. В 66 С 2344 1984.
Изобретение относится к грузоподъемным средствам в частности к кранам преимущественно для укладки труб.
Цель изобретения – снижение динамических нагрузок.
Кран преимущественно трубоукладчик содержит грузовую стрелу 1 (рисунок 6) шарнирно прикрепленную к одной стороне рамы 2 противовес 3 установленный с возможностью перемещения на рычаге 4 механизм 5 выдвижения рычага противовеса коромысла 6 шарнирно связанное посредством тяги 7 со стрелой 1 пружину 8 связывающую второе плечо коромысла 6 с противовесом 3 гибкую тягу-канат 9 связывающую противовес 3 через обводные блоки 10 и 11 с подвесным блоком 12 огибаемым гибким органом-канатом 13 грузовой лебедки 14 и дополнительный отклоняющий блок 15 для грузового каната 13.
Причем жесткость пружины 8 параметры коромысла 6 и тяги 7 подобраны таким образом чтобы наибольший вылет противовеса 3 соответствовал наибольшей грузоподъемности трубоукладчика в зависимости от вылета стрелы и необходимому запасу грузовой устойчивости.
Рисунок 6 – Кран-трубоукладчик с механизмом гашенья динамических нагрузок.
Трубоукладчик работает следующим образом.
Перед началом работы оператор выдвигает рычаг 4 противовеса 3 в крайнее положение причем при отсутствии нагрузки на крюке противовес 3 под действием пружины 8 занимает положение с минимальным вылетом.
При подъеме трубоукладчиком груза с массой близкой к максимальной грузоподъемности для данное вылета стрелы нагрузка возникающая в грузовом канате 13передается через блок 12 и канат 9 на противовес 3 и преодолевая напряжение пружины 8 и составляющую силы тяжести противовеса перемещает его вдоль рычага 4 до момента уравновешивания сил благодаря чему происходит гашение динамических нагрузок в грузоподъемном механизме с одновременным сохранением грузовой устойчивости.
Придвижении колонны трубоукладчиков с приподнятым трубопроводом по пересеченной местности происходит изменение высотного положения машин относительно трубопровода что приводит к изменению нагрузке на крюке а соответственно и в грузовом канате 13 который через подвесной блок 12 и канат 9 изменяет вылет противовеса 3 пропорционально опрокидывающему моменту груза.
При изменении вылета стрелы 1 тяга 7 изменяет соответственно и угол поворота коромысла 6 которое в свою очередь изменяет натяжение пружины с соответствующим изменением грузоподъемной характеристики.
Для стабилизации нагрузки на крюке в пределах обеспечивающих эксплуатацию трубоукладчика с наибольшей грузоподъемностью оператору необходимо следить за положением противовесом и включением грузовой лебедки удерживать его в положении близком к наибольшему вылету. Эту роль могут выполнять и автоматические устройств следящие за положением противовеса однако благодаря гашению интенсивности изменению нагрузки на крюке быстродействия оператора будет достаточно.
При резком снижении нагрузки на крюке противовес 3 быстро возвращается под действием пружин 8 в положение с минимальным вылетом.
2Описание серийной выпускаемых трубоукладчиков
Краны трубоукладчики представляют собой специальные самоходные гусеничные машины с боковой стрелой которые является основными грузоподъемными средствами на строительстве трубопроводов. Они предназначены для укладки в траншею трубопроводов для сопровождения очистных и изоляционных машин поддержание трубопроводов при сварке погрузки разгрузки труб и плетей а также для выполнения строительных монтажных работ при сооружении компрессионных и насосных станций.
Основные рабочие движения трубоукладчика: подъем и опускание груза передвижение крана вместе с грузом изменение вылета стрелы с грузом.
Кроме основного грузоподъемного оборудования краны – трубоукладчики могут быть оснащены бульдозерным рыхлительным бурильно-крановым и сваебойным оборудованием. С помощью трубоукладчика с соответствующим навесным оборудованием можно срезать планировать и перемещать грунт засыпать траншеи рыхлить мерзлые грунты бурить шпуры и скважины сооружать свайные основания трубопроводов и т.д. Трубоукладчики используются также в качестве тягачей.
Каждый кран – трубоукладчик состоит из базовой машины навесного грузоподъемного оборудования трансмиссии и системы управления. Краны-трубоукладчики базируются на серийно выпускаемых промышленных гусеничных тракторах трубоукладочных модификаций высокие ходовые качества которых (большая сила тяги хорошая проходимость незначительное удельное давление на грунт) позволяют вести строительство трубопроводов круглый год в различных климатических условиях условиях пересеченной местности бездорожья и слабых грунтов. Гусеничные ходовые тележки базовых тягачей имеют как правило жесткую подвеску расширенную колею удлиненную базу дополнительные бортовые редукторы повышения тягового усилия ходоуменьшители для получения «ползучих» скоростей передвижения в диапазоне 01-06 кмч Некоторые модели современных трубоукладчиков имеют специальное гусеничное шасси с изменяемой колеей гусеничного хода что обеспечивает таким машинам повышенный момент устойчивости.
Отечественная промышленность выпускает пять моделей кранов-трубоукладчиков с механическим приводом грузоподъемностью 12; 125; 15; 20 и 35 тонн. Трубоукладчики грузоподъемностью 12 и 125 тонн предназначены для укладки в траншею трубопроводов диаметром до 720 мм. грузоподъемностью 15 тонн – диаметром до 820 мм. грузоподъемностью 20 тонн- диаметром до 1020 мм. грузоподъемностью 35 тонн – диаметром до 1020-1420 мм.
Существенным недостатком кранов с механическим приводом является отсутствие малых (посадочных) скоростей механизмов подъема груза и изменение вылета стрелы невозможность их плавного пуска и останова что значительно усложняет выполнения монтажных операций связанных например с центровкой и сваркой труб в отдельные плети и сварку плетей в единую нитку ограничивает область применения трубоукладчиков на строительно-монтажных работах. Указанные недостатки позволяет устранить гидравлический привод трубоукладочного оборудования.
В нашей стране серийно – выпускаются краны – трубоукладчики с гидравлическим приводом грузоподъемностью 63 т. для укладки трубопроводов до 426 мм. и грузоподъемностью 50 тонн для выполнения подъемно-транспортных операций на строительстве магистральных трубопроводов диаметром 1420 мм. Подготавливается к серийному производству трубоукладчик грузоподъемностью 63 тонны.
Лебедки этих трубоукладчиков имеют независимый индивидуальный привод грузового и стрелового барабанов осуществляется от аксиально-поршневых гидромоторов через цилиндрические редукторы. Барабаны оборудуются ленточными и нормально замкнутыми тормозами автоматически размыкаемыми гидравлическими толкателями при включении гидромоторов. Скорость подъема (опускания) груза и стрелы регулируется изменением частоты вращения вала основного двигателя трубоукладчика.
Современные трубоукладчики оборудуются электрическими указателями грузового момента со световой и звуковой сигнализацией и гидравлическими указателями фактической нагрузки на стреле.
Основным силовым оборудованием кранов-трубоукладчиков служит дизельный двигатель базового трактора. Привод исполнительных механизмов кранов-трубоукладчиков может быть одномоторным (механическим) и многомоторным (гидравлическим). У кранов с механическим приводом подвеска грузовой стрелы гибкая с гидравлическим – гибкая и жесткая.
Трубоукладчики ТГ-61 (рисунок 1) и ТГ-62 предназначены для укладки в траншею трубопроводов сопровождение очистных и изоляционных машин выполнения различных подъёмно-транспортных операций при строительстве трубопроводов диаметром до 426 мм. Трубоукладчик ТГ-62 может осуществлять указанные работы на болотистых почвах и грунтах с пониженной несущей способностью.
Рисунок 1- Кран трубоукладчик
Трубоукладчики можно эксплуатировать при температуре окружающего воздуха от –40 до +400С.
Номинальная грузоподъемность 63 т.
Грузоподъемность (таблица 1) при работе с единичными грузами на горизонтальной площадке зависящая от вылета крюка:
Таблица 1 - Грузоподъемность
Вылет крюка от левого ребра опрокидывания м
Максимальная грузоподъемность при выполнении изоляционно-укладочных работ 86 кН.
Момент устойчивости 157 кН*м.
Минимальный и максимальный вылеты крюка соответственно 15 и 5м.
Высота подъема (таблица 2) и глубина опускания крюка (при не погруженных почвозацепах) зависящая от его вылета:
Вылет крюка от левого ребра опрокидывания м.
Высота подъема крюка от уровня стоянки м.
Глубина опускания крюка от уровня стоянки м.
Скорость подъема и опускания груза 23 – 85 ммин.
Минимальное время изменения вылета крюка от 5до 15 м. – 18с.
Максимальная скорость передвижения трубоукладчика 65 кмч.
Максимальное удельное давление на грунт левой гусеницей при реализации всего момента устойчивости и нагрузке на крюке равной номинальной грузоподъемности ТГ-61 равняется 128 кПА.
Конструкционная и эксплуатационная масса трубоукладчика 134 и 1408 т. трубоукладчика ТГ-62 соответственно 145 и 151т
Максимальное тяговое усилие на ведущем колесе.
В качестве базового трактора использован специальный гусеничный трактор состоящий из силовой установки трансмиссии ДТ-75ВР-СЗ и специального гусеничного шасси с узлами трактора Т-130.
Силовая установка – четырехтактный четырехцилиндровый дизельный двигатель жидкостного охлаждения с непосредственным вспрыском топлива в камеру в поршне. Модель – СМД- 14НГ мощностью 588 кВт с номинальной частотой вращения коленчатого вала 1800 мин –1.
Трансмиссия базового трактора с двухдисковой сухой постоянно замкнутой муфтой сцепления. Коробка передач механическая четырех ходовая семи ступенчатая с подвижными шестернями и блокировкой механизма переключения передач. Конечные передачи – одноступенчатые с цилиндрическим зацеплением. Дополнительные редукторы – одноступенчатые с внутренним зацеплением.
Механизм управления муфтой сцепления – механический с гидроусилителем реверс – редуктором коробкой передач и поворотом – механический.
Ходовая часть состоит из жесткой подвески опорных катков с двумя дорожками качения на подшипниках качения ( по 6 штук с каждой стороны) механизмом натяжения гусениц пружинным механизмом сдавания сборной гусеницы состоящей из гусеничной цепи и башмаков трактора Т-130 (для ТГ-61) и Т-130Б (для ТГ-62).
Грузоподъемное оборудование состоит из двух барабанного лебедки одновального типа с независимым приводом каждого барабана от цилиндрического трех ступенчатого редуктора. Привод гидравлический от гидромоторов РМНА 63320 . Диаметр грузового и стрелового барабанов 250 мм. Длина грузового и стрелового барабанов соответственно 250 и 135 мм. Тормоза лебедки ленточные простого действия нормально замкнутые автоматически замыкаемые при его выключении.
Управление редуктором привода насосов механическое лебедкой – гидравлическое тормозами – автоматическое.
Кратность грузового и стрелового полиспаста равняется четырем. Диаметр грузового и стрелового канатов 135 мм. длина их соответственно 45и 38м. разрывное усилие каната в целом – в целом до 90650 Н обозначение по государственному стандарту –135-Г-1-ЖС-Н-1568 ГОСТ 7668-80.
Приборы безопасности включают в себя ограничитель подъема стрелы звуковую пневматическую сирену указатели грузоподъемности на стреле нагрузки на крюке грузового момента.
Рисунок 2 – Кран трубоукладчик ТО-1224
Давление гидросистемы 7 МПа.
Трубоукладчик ТО1224Г (рисунок 2) и ТО1224Е (рисунок 3) предназначены для укладки в траншею трубопроводов сопровождения очистных и изоляционных машин выполнения различных подъемно-транспортных операций при строительстве газонефтепроводов диаметром до 720 мм.
Рисунок 3 – Кран трубоукладчик ТО-1224Е
Номинальная грузоподъемность 125 тонн.
Грузоподъемность (рисунок 4) при работе с единичными грузами на горизонтальной площадке зависящая от вылета крюка (таблица 3).
Максимальная нагрузка при выполнении изоляционно-укладочных работ 171 кН.
Моменты устойчивости трубоукладчиков ТО-1224Г и ТО-1224Е соответственно 3335 и 319 кН*м.
Минимальный и максимальный вылеты крюка соответственно 15 и 55м.
Высота подъема (рисунок 5) и глубина опускания крюка (при не погруженных грунтозацепах) зависящие от его вылета:
Вылет крюка от левого ребра опрокидывания м. 15 25 35 45 55
Высота подъема крюка от уровня стоянки м 50 47 42 34 22
Глубина опускания крюка от уровня стоянки м. 21 23 28 357 48
Максимальное тяговое усилие на ведущем колесе 119 кН.
Время изменения вылета крюка от 55 до 15 м. для трубоукладчиков ТО-1224Г и ТО-1224Е соответственно 20 и 24 с. (1 передача) 9 и 12 с (2 передача).
Грузоподъемность трубоукладчика т.
ТО–1224Г; противовес
Конструктивная и эксплуатационная масса трубоукладчика ТО-1224Г соответственно 224 и 23 тонны трубоукладчика ТО-1224Е соответственно 246 и 251 тонна
Базовый трактор модель Т-130Б с двумя жесткими неразъемными (ТО-1224Г) и разъемными (ТО1224Е) поперечными связями гусеничных тележек вместо рессоры с башмаками гусеничных лент шириной 500 мм. от трактора Т-130 и сдвинутой назад (на 375 мм.) кабиной.
Силовая установка – дизельный четырехцилиндровый четырехтактный с турбонадувом двигатель. Модель – Д – 160 с эксплуатационной мощностью 103 кВТ номинальной частотой вращения коленчатого вала 1070 мин –1. Система запуска через пусковой двухскоростной редуктор двухцилиндровым двигателем П-23У.
Трансмиссия базового трактора состоит из двухдисковой постоянно замкнутой муфты четырехвальной механической с шестернями постоянного зацепления и включения передач зубчатыми муфтами коробки передач. Главная передача коническая бортовые фрикционы многодисковые постоянно замкнутые сухого трения. Бортовая передача – два двухступенчатых шестеренчатых редуктора с цилиндрическими прямозубыми шестерными наружного зацепления. Тормоза ленточные плавающие двухстороннего действия.
Механизм управления муфтой сцепления и поворотом – механический с гидравлическим сервомеханизмом коробкой передач механический.
Ходовая часть состоит из жесткой подвески опорных катков с двумя дорожками качения на подшипниках качения (по 7 штук с каждой стороны). Поддерживающих катков на подшипниках качения (по 2с каждой стороны) гидравлического механизма натяжения пружинного механизма сдавания с двумя параллельно работающих пружинах сборной гусеницы состоящей из гусеничной цепи и башмаков. Шаг гусеницы – 203 мм. Колея- 2280мм.
Грузоподъемное оборудование трубоукладчика ТО-1224Г состоит из:
-Тип – одновальная двухбарабанная с зависимым приводом приводов барабанов включаемым кулачковыми муфтами;
- Привод лебедки механический от вала отбора мощности трактора через муфту сцепления цепную передачу: двухскоростной цилиндрический редуктор с реверсом и одноступенчатый редуктор;
-Цепь приводная роликовая однорядная ПР-31.74-8900 (ГОСТ13568-75);
-Тормоза лебедки – грузовой ленточный простого действия нормально разомкнутый стреловой ленточный простого действия нормально замкнутый;
-Муфтой отбора мощности – гидравлическое;
-Скоростями и реверсом тормозами кулачковыми муфтами лебедки механическое;
-Кратность грузового и стрелового полиспастов – 4;
-Диаметр блоков по дну желобу 270 мм.;
Приборы безопасности – ограничитель подъема стрелы звукоая пневматическая сирена указатель грузоподъемности на стреле;
Гидросистема.Трубоукладчик Т-3560М (рисунок 4) предназначен для укладки в траншею трубопроводов сопровождения очистных и изоляционных машин выполнения различных подъемно – транспортных операций при строительстве трубопроводов диаметром до 1220 мм.
Рисунок 4 – Кран трубоукладчик Т-3560М
Номинальная грузоподъемность 35 тонн.
Грузоподъемность при работе с единичными грузами на горизонтальной площадке зависящая от вылета крюка (таблица 4).
Момент устойчивости 733 кН*м.
Минимальный и максимальный вылеты крюка соответственно 16 и 65м.
Высота подъема и глубина опускания крюка (при не погруженных почвазацепах) находящиеся в зависимости от его вылета:
Вылет крюка от левого ребра опрокидывания м. 15 25 35 45 55 65
Высота подъема крюка от уровня стоянки м 58 56 52 46 37 26
Глубина опускания крюка от уровня стоянки м. 225238263305375462
Скорости подъёма и опускания (частота вращения вала двигателя 1000 мин –1) соответственно 8 и 15 ммин для работы с грузами массой не более 20 тонн.
Время полного изменения вылета крюка при 1 и 2 скоростях соответственно 30 и 15 с.
Максимальное тяговое усилие на ведущем колесе 2237 кН.
Среднее максимальное давление на грунт левой гусеницы при реализации всего момента устойчивости и нагрузке на крюке соответствующей номинальной грузоподъемности -245 кПа.
Среднее транспортное давление на грунт (без нагрузке на крюке при максимально поднятой и с придвинутым противовесом) левой и первой гусениц соответственно 44 и 854 кПа.
Конструкционная и эксплуатационная массы трубоукладчика соответственно 3685 и 3765 тонн.
Модель базового трактора Д804МХЛК; тип – гусеничный на базе промышленного трактора Т-180. Мощность силовой установки 134 кВт модель Д-1800 частота вращения коленчатого вала при номинальной мощности 1100 мин –1.
Грузоподъемное оборудование состоит из одновальной двухбарабанной с независимым приводом каждого барабана через конический реверсивный механизм с дисковыми муфтами включения и червячный редуктор лебедки;
Приводом механическим от вала отбора мощности трактора через двухскоростной редуктор с цилиндрическими шестернями цепную передачу и карданный вал.
3 Описание прототипа
Устройство и работа трубоукладчика
Трубоукладчик ТГ-124А является самоходной грузоподъемной машиной с боковым расположением стрелы. Предназначен для укладки в траншею трубопроводов сопровождения очистных и изоляционных машин при сооружении трубопроводов из стальных труб диаметром до 720 мм. в случае совместной работы трубоукладчиков в колоне а также для выполнения других подъемно-транспортных операций в строительстве в пределах его технической характеристики.
Трубоукладчик смонтирован на базе трактора Т-170.00-1 рама которого установлена на жесткой поперечной балке приваренной к ходовым тележкам. В качестве силовой установки использован двигатель внутреннего сгорания четырехтактный дизель с турбонадувом мощностью 160 л.с. n = 1250 мин –1.
Кроме трактора в состав трубоукладчика входят:
-грузовой полиспаст состоящий из подвесной и крюковой обойм;
-электрооборудование;
Гидрооборудование включает в себя гидросистему базового трактора дополнительный насос дополнительный распределитель гидроцилиндр подъема стрелы гидроцилиндр противовеса дополнительный насос дополнительный распределитель трубопроводы рукава и др.
Передвижение трубоукладчика осуществляется в соответствии с техническим описанием и инструкцией по эксплуатации трактора Т-170. Изменение вылета стрелы производится лебедкой через грузовой полиспаста представлена на рисунке 1 Для увеличения момента устойчивости трубоукладчика на нем установлен откидываемый противовес.
Устройство и работа составных частей трубоукладчика.
В базовый трактор Т-170 внесены следующее изменения. Балансирная рессора ходовой части заменена жесткой поперечной балкой приваренной к ходовым тележкам. Рама трактора к поперечной балки крепится болтами.
В крыше кабины трактора выполнено дополнительное окно которое в аварийных случаях используется в качестве запасного выхода. Для этого с помощью скобы извлекают вкладыш уплотнителя стекла после чего выдавливают стекло наружу. К крылу трактора приварен кронштейн предназначенный для крепления гидроцилиндра стрелы при транспортировки трубоукладчика со снятой стрелой.
Выхлопная труба трактора смещена вперед за счет изменения конструкции патрубка.
Для установки навесного трубоукладочного оборудования на машине имеется портал. Портал состоит из правой и левой полурам связаны между собой связаны между собой стяжкой регулируемой длины имеющий с одной стороны правую а с другой – левую резьбу.
На правой полу раме расположены проушины крепления противовеса и имеется площадка крепления грузовой лебедки.
На левой полураме расположены проушины крепления стрелы и проушины гидроцилиндра стрелы.
Каждая из полурам нижней частью закреплена болтами к пластинам приваренным к ходовым тележкам трактора. В верхней части полурамы закреплены болтами к бабышкам и приваренным к лонжеронам трактора.
Трубоукладчик оборудован противовесом складывающего типа предназначенным для увеличения момента устойчивости машины. Противовес состоит из рычага рамы с набором противовесных грузов и коромысла с тягами.
Стрела трубоукладчика сварная. Она имеет А – образную форму. Продольные балки стрелы имеют коробчатые сечения и связаны между собой поперечинами и оголовком. В оголовке стрелы имеются проушины для крепления подвесной обоймы верхняя поперечина имеет проушины для крепления гидроцилиндра стрелы. В основании стрелы находятся проушины для крепления стрелы к порталу.
Грузовой полиспаст трубоукладчика шестикратный.
Гидрооборудование трубоукладчика предназначена для передачи энергии от дизеля к механизмам трубоукладчика. Гидрооборудование включает в себя гидросистему базового трактора Т-170 и дополнительные гидроагрегаты. В дополнение к насосу гидрораспределителю баку гидросистемы и фильтру имеющимся на тракторе на трубоукладчике установлен дополнительный насос дополнительный гидрораспределитель гидроцилиндр стрелы гидроцилиндр противовеса гидромотор лебедки цилиндр тормоза клапаны обратные дроссели с обратным клапаном гидрозамок трубопроводы и рукава.
Грузоподъемность и момент грузовой устойчивости трубоукладчика является главными параметрами технической характеристики трубоукладчика. Для необходимости увеличения грузовой устойчивости трубоукладчика используют путь выбора серийных или изготовления специальных тракторных баз большого веса и большей колеи а также путь увеличения силы тяжести вылета контргруза и уменьшения массы стрелы до минимума с учетом всех прочностных свойств металла стрелы.
В данном дипломном проекте для увеличения грузовой устойчивости производится замена противовеса трубоукладчика ТГ-124 с использованием инженерного программного продукта (ЭВМ) «COSMOSWORKS». Эта программа позволяет без необходимости проведения аналитических вычислений произвести растет на прочность.
1 Основные параметры и технические характеристики трубоукладчиков
Технические данные которые характеризуют рабочие и конструктивные особенности трубоукладчика. В зависимости от соотношения величин рабочих (переменных) и паспортных (постоянных) параметров 9 определяется возможность использования трубоукладчика в определенном технологическом процессе при строительстве трубопроводов.
Рисунок 1. Изменение формы прогиба трубопровода (пунктирная линия) при движении второго трубоукладчика слева направо (1 и 2 – трубоукладчики).
К основным рабочим параметрам трубоукладчика относится грузоподъемная сила грузовой момент и вылет грузового крюка.
К основным паспортным параметрам относится момент устойчивости грузоподъемность масса металлоемкость максимальное удельное давление на грунт и др.
Трубоукладчик по своему основному назначению подвергается главным образом внешним вертикальным нагрузкам приложенным к его грузовому крюку. Внешними нагрузками трубоукладчика могут быть вес штучного жесткого груза или вес приподнятого упругого участка трубопровода. В последнем случае нагрузка носит сложный характер так как она зависит не
только от веса приподнятого участка трубопровод но и от формы его прогиба.
сти а также несогласованность действий машинистов при групповой работе машин с общим грузом приводят к тому что форма прогиба трубопровода в вертикальной плоскости постоянно меняется (рисунок 1).
Кроме того несогласованность действий машинистов приводит к постоянному перераспределению массы приподнятого участка между машинами.
Таким образом если при работе со штучным жестким грузом нагрузка трубоукладчика постоянна и зависит только от массы этого груза то при работе с трубопроводом она носит переменный характер так как зависит от многих постоянно меняющихся технологических факторов и прежде всего от пролетного веса т.е. параметров трубопровода.
Способность трубоукладчика осуществлять подъёмные работы с грузами на которые он рассчитан (начиная от нуля и до наибольшего по весу) называется грузоподъёмной силой.
Совершенно очевидно что у крана со стрелой расположенной сбоку каким и является трубоукладчик способность к подъёму одного и того же груза при разных наклонах стрелы непостоянна. Так при положении стрелы близком к вертикальному трубоукладчик способен поднять груз большего веса чем при чем при увеличении наклона (вылета) стрелы ввиду возможного опрокидывания машины в сторону груза.
Таким образом грузоподъёмная сила трубоукладчика как и любого стрелового крана имеет максимальное значение при минимальных вылетах стрелы и с ростом вылета уменьшается. Поэтому мерой нагруженности трубоукладчика является не сама нагрузка (груз) а грузовой момент определяемый формулой дудолодаев
где - вылет стрелы (вылет точки приложения груза )м.
Так как величина и при работе трубоукладчика переменные то и грузовой момент является переменной величиной.
Рисунок 2. Силовая схема трубоукладчика с грузом на стреле:
а- на горизонтальной площадке
б- на уклоне в сторону груза
в- на уклоне в сторону контрагруза.
Из-за того что трубоукладчик должен нести нагрузку сбоку в основу его силовой схемы (рисунок 2а) положен классический рычаг первого рода.
Из схемы следует что вылет грузового крюка трубоукладчика есть удаление вертикальной линии действия внешней нагрузки от опоры рычага – грузового ребра возможного опрокидывания трубоукладчика (аналогично последнему на трубоукладчике имеется контргрузовое ребро 3 возможного опрокидывания относительно которого теряется устойчивость
при крене в сторону контргруза).
Из схемы (рисунок 2а) следует что трубоукладчик сохраняет грузовую устойчивость только при соблюдении 9 неравенства:
где - момент грузовой устойчивости кН*м2;
-вес (сила тяжести) трубоукладчика; кН;
- плечо центра тяжести трубоукладчика относительно грузового ребра 1 возможного опрокидывания (опоры рычага первого рода. м;
При этом в случае равенства выражения (2) характеризует состояние неустойчивого равновесия трубоукладчика под нагрузкой (потерю устойчивости но не опрокидывание) т.е. такое состояние при котором катки под контргрузом отрываются от гусеницы.
Таким образом момент грузовой устойчивости (грузовая устойчивость) определяет способность трубоукладчика противостоять опрокидывающему воздействию внешних нагрузок и измеряется также в кНм.
Момент грузовой устойчивости является постоянной (паспортной) величиной так как из составляющих его параметров только плечо несколько меняется (рисунок 2 б и в) с изменением угла поперечного уклона a стоянки трубоукладчика.
Расчеты показали что трубоукладчики при уклоне в сторону грузовой стрелы (рисунок1б) или в сторону контргруза (рисунок1 в) соответственно теряют часть грузовой устойчивости для горизонтальной площадки или прибавляют к ней но не более 10 %. Максимально допустимый угол наклона a=±10°.
Грузовая устойчивость грузоподъемного механизма (например крана) будет соблюдаться если автоматически выдерживать следующие соотношения безопасности:
где К – коэффициент запаса грузовой устойчивости.
Для случая статического приложения сил коэффициент запаса по правилам Госгортехнадзора должен быть К=14.
Зная массы всех элементов конструкции и плечи их центра масс относительна ребра опрокидывания. При необходимом коэффициенте запаса устойчивости К=14 можно при помощи выше приведенных зависимостей можно определить возможную грузоподъемность трубоукладчика.
Рисунок 3 - Расчетная схема определение максимально грузоподъемности
Учитывая тот факт что ограничитель грузоподъемности рассчитывается на определенную одну максимальную нагрузку а при разных вылетах элементов трубоукладчика: противовеса и стрелы грузоподъемность меняется. Значит максимальную грузоподъемность будем рассчитывать при таком условии (рисунок 3) когда противовес придвинут вылет стрелы минимальный.
Составляем уравнения для определения максимальной грузоподъемности кН условно принимаем центр тяжести базовой машины и портала в одной точке.
Определение момента устойчивости
где GПРОТ –сила тяжести противовеса GПРОТ = 50 кН.;
GТ-170 – сила тяжести базовой машины GТ-170 = 1403кН.;
GПОРТ – сила тяжести портала GПОРТ = 231 кН.;
L1 и L2 – плечи приложения сил тяжести м.
L1 = 2.80 м. L2 = 0990м.;
Определение момента грузовой устойчивости
где GСТР –сила тяжести стрелы GСТР = 6900кН.;
GГР – сила тяжести базовой машины м.;
GКРЮК – сила тяжести портала GКРЮК = 15кН.;
L3 и L4 – плечи приложения сил тяжести м.
L3 = 1м. L4 = 15 м.;
Определяем из этих двух соотношений грузоподъемность
Из формулы (6) следует что ввиду постоянства значения Му грузоподъемная сила трубоукладчика на горизонтальной площадке с ростом вылета стрелы убывает от максимального значения по строго определенному закону. Характер этого закона для каждой марки машины можно выразить кривой линией. Для этого при известном паспортном Му в формуле (6) задаются различными вылетами L постепенно нарастающим от Lмин затем полученные результаты наносят на график где по горизонтали отложен вылет стрелы а по вертикали – грузоподъемная сила. Построенная таким образом кривая линия на графике называется кривой грузоподъемной силы.
Задавшись в формуле вместо постоянной величины L4 переменной величиной Li в пределах от 15 до 56 с шагом 05 построить графическую зависимость грузоподъемности от вылета крюка для случая когда противовес придвинут. А зная расстояние вылета противовеса можно построить аналогичную зависимость.
Рисунок 5 - График зависимости грузоподъемности от вылета крюка
На стреловых полноповоротных кранах соотношение (4) выдерживается автоматически специально установленными приборами контроля ограничителями грузового момента и грузоподъемной силы. Эти приборы отключают лебедки крана как только из-за перегрузки нарушается условие (4).
На трубоукладчике работающих группами в колоне ограничитель не устанавливают так как даже с отключенной лебедкой трубоукладчик может оказаться перегруженным из-за постоянного перераспределения нагрузки между машинами в колоне. В этих условиях работы коэффициент запаса грузовой трубоукладчика может независимо от действия каких либо приборов контроля и воли машиниста снижается до К=10. В связи с этим Правила Госгортехнадзора в отношении обеспечения устойчивости на трубоукладчики работающих в колонне не распространяются.
Из-за отсутствия надежных средств индивидуального или группового контроля за автоматическим выдерживанием соотношения (4) уже на стадии проектирования трубоукладчиков принимаются меры к уменьшению вероятности их опрокидывания. Для этого прежде всего устанавливают какова необходимая величина момента устойчивости трубоукладчика для каждого диаметра трубопровода чтобы затем заложить ее в проект.
Величина этого необходимого момента устойчивости Му. необх определяется следующей формулой полученной из формулы (4):
где К1=11 – расчетный коэффициент запаса грузовой устойчивости трубоукладчика учитывающий возможность ошибки;
Му. макс- максимально возможный на трубоукладчике грузовой момент для каждого диаметра трубопровода определяемый расчетным обра- зом и проверяемый экспериментально в условиях равнинной поло сы при неблагоприятных схемах расстановки трубоукладчиков в колонне.
По всем выше определенным данным составляется таблица грузовысотных характеристик. Такая таблица в виде приложении в документации поставляется вместе с трубоукладчиком заказчику. Оператор трубоукладчика обязан уметь читать графики и знать грузовысотные характеристики.
Все сказанное о постоянном моменте грузовой устойчивости позволяет сделать вывод что эту величину для каждой модели трубоукладчика определяют не случайно а исходя из весовых параметров того трубопровода с которым машина предназначена работать.
Таблица 1- Грузовысотные характеристики
Грузоподъемность при откинутом противовесе т.
Грузоподъемность при придвинутом противовесе т.
Опрокидывающая нагрузка при откинутом противовесе т
Максимально возможный грузовой момент как правило приложен к последнему по ходу трубоукладчику. Этот трубоукладчик имеет и наибольший из всех трубоукладчиков минимальный рабочий вылет стрелы. Учитывая это из сравнения формул (1) и (2) определена следующая формула для максимальной грузоподъемной силы трубоукладчика (РМАКС):
где lМИН – минимальный рабочий вылет стрелы самого нагруженного последнего по ходу трубоукладчика м.
Он зависит от параметров траншеи и определяется в соответствии со схемой приведенной на рис. 12 следующей формулой:
где D - наружный диаметр трубопровода м;
а - расстояние от оси поворота стрелы (края гусеницы) до грузового ребра возможного опрокидывания м.;
м – расстояние обеспечивающее безопасность для случая обрушения бровки грунта;
Зная минимальный вылет стрелы в рабочем положении из этой формулы можно вывести и определить максимальный допустимый диаметр укладываемого трубопровода.
2 Расчет продольной устойчивости
Собственная продольная устойчивость (без груза) не вызывает опасений. Удлиненная ходовая тележка и низко расположенный центр масс обеспечивают трубоукладчику хорошую продольную устойчивость при которой сползание машины со склона более вероятно чем её опрокидывание. Расчетным случаем является преодоление продольного уклона с номинальным грузом на крюке. Расчет ведут для двух случаев: опрокидывание вперед и опрокидывание назад.
Рисунок 6 - Расчетная схема для определения продольной устойчивости
Трубоукладчик (рисунок 6) установлен на уклоне 13 при котором равнодействующая сил тяжести груза номинальной массы и машины через ребро опрокидывания. Ребром опрокидывания является нижняя точка натяжного колеса (при опрокидывании вперед) или ведущей звездочки (при опрокидывании назад). Силу тяжести груза следует прикладывать к трубоукладчику в точке крепления подвесной обоймы полиспаста к стреле.
Продольный уклон g статической устойчивости определяют из уравнения13 равновесия:
где – координаты точек приложения сил тяжести трубоукладчика массой м.;
Для обеспечения устойчивости трубоукладчика на строительной площадки с нормативным уклоном полученный угол должен быть больше нормативного угла. При этом должен быть выдержан коэффициент безопасности учитывающий дополнительные нагрузки: сопротивление троллейной подвески резкие нагрузки в канате и др. В настоящее время отсутствуют научно обоснованные требования безопасности работ на продольном уклоне. Временно до разработки таких требований можно принять тот же коэффициент безопасности что и при расчете собственной устойчивости трубоукладчика. Тогда критерий обеспечения устойчивости на продольном уклоне
Условие при котором кран-трубоукладчик сохраняет свою устойчивость заданы теперь необходимо из формулы (11) вывести и определить действительный угол
тогда нормативный уклон определяем по формуле (11)
3 Расчет устойчивости при уклоне в сторону груза
Определение грузовой устойчивости при наклоне трубоукладчика в сторону груза 14 при откинутом противовесе и выдвинутой стреле с максимальной нагрузкой в этом положении 46 тонн. Угол наклона установленный стандартом Госстехнадзора составляет 100 .
Расчетная схема определения грузовой устойчивости представлена в графической части дипломного проекта.
Уравнение для определения грузовой устойчивости записывается в следующем виде 14
где у1 и z1 – координаты центра тяжести крана трубоукладчика м.;
α – угол наклона трубоукладчика α=100 ;
V –скорость опускания или подъема груза мс.;
t – время торможения промежуток времени с начала момента торможения до полного останова с.
Определение координат центра тяжести трубоукладчика в положении когда он находится на горизонтальной площадке (рисунок 7) противовес и стрела откинуты.
Рисунок 7 - Расчетная схема определения центра тяжести.
Пользуясь уравнениями статики составляем уравнения 12
где L1 = 4.840м. L2 = 0990м. L3 = 4196м. L4 = 5600м.;
где h1 = 164м. h2 =1316м. h3 = 2341м. h4 = 2202м.
По установленным нормативом Госстроя России коэффициент грузовой устойчивости для данного случая равняется 9 115.
Отсюда видно значит можно сделать вывод что по этому показателю кран трубоукладчик удовлетворяет указанному требованию.
4 Расчет давления на грунт
Объективным критерием для сравнения технических характеристик трубоукладчиков различных марок является величина максимального удельного давления на грунт под их гусеницами.
Рисунок 8 – Схема для определения давления на грунт.
Давление на грунт определяет проходимость гусеничной машины и ее тяговые качества. Среднее давление на грунт pср (Па) для трубоукладчиков определяют также также как и для гусеничных тракторов. Поскольку расстояние между опорными катками гусеничных тележек трубоукладчика невелико условно принимают что опорные поверхности гусениц представляют собой плоскости равномерно передающие давление машины на грунт Продольным и поперечным смещением центра масс трубоукладчика с середины опорного контура пренебрегают. С учетом эти упрощений12
где -эксплуатационная масса трубоукладчика кг;
- расстояние между осями натяжного и ведущего колес (рисунок 8)м.;
-ширина гусеницы м.;
Среднее рабочее давление на грунт принято определять тогда когда имеется нагрузка соответствующая массе номинального груза. При этом трубоукладчик находится на пределе устойчивости и нагрузка от удерживающего груза и сила тяжести машины приложены к стреловой гусенице. Длину опорной поверхности определяют с учетом того что под натяжным и ведущим колесами лежит по башмаку шириной t тогда среднее рабочее давление (Па) трубоукладчика на грунт
где t – участок гусеничной опоры находящиеся за осями натяжного и ведущего колеса но ещё контактирующие с грунтом м.;
Оно не должно превышать 025 МПа для большинства типоразмеров трубоукладчиков;
Среднее требуемое давление на грунт – это отношение нагрузки приходящиеся на каждую гусеницу этот параметр определяют отдельно для каждой гусеницы при максимальном поднятии стрелы без нагрузки на крюке придвинутом противовесе.
Для левой гусенице определяем среднее удельное давление (Па) на грунт по формуле 15
где - нагрузка приходящаяся на левую гусеницу кг;
Рисунок 10 - Расчетная схема определения давлений приходящихся на правую и левую гусеницу.
Аналогично определяется удельное давление на грунт аналогично по формуле
где mПРАВ – нагрузка в кг. приходящаяся на правую гусеницу;
Чтобы определить нагрузки приходящиеся на праву и левую гусеницу необходимо составить расчетную схему для случая при максимальном поднятии стрелы без нагрузки на крюке придвинутом противовесе и провести статический расчет. Пренебрегаем тем случаем когда кран-трубоукладчик находиться под уклоном во фронтальной плоскости так как при наклоне в ту или иную сторону резко увеличивается концентрации сосредоточения массы трубоукладчика на одну гусеницу. Расчетные численные параметры длин плеч берутся из общего вида по средством масштабирования Плечо центра тяжести стрелы берется из программного продукта в котором выполнялся прочностной расчет
Для определения нагрузки RB необходимо составить моменты относительно точки А и из получившегося уравнения вывести RB.
зная плечи всех сил и конструктивные массы всех механизмов трубоукладчика документ можно вывести и определить силу RB.
Для определение силы RA необходимо спроецировать все силы на ось у.
отсюда из этого уравнения выражаем и находим силу RAкН.
Зная массы приходящихся на правую и левую гусеницу определяем среднее удельное на грунт по которому можно определить по таблице 2 в каких грунтах кран-трубоукладчик ТГ-124А может эксплуатироваться.
Допускаемые давления (МПа) на различные грунты при осадке на 10-15 мм. Приведены в таблице 2
Допускаемое давление на грунт МПа
Заболоченный грунт мелкий рыхлый песок
Слабая мокрая глина рыхлый песок пашня
Крупный слежавшийся песок влажная глина
По результатам проведенных выше расчетов и приведенной таблице 2 можно сделать вывод что трубоукладчик ТГ-124А может эксплуатироваться
во всех категориях грунта за исключением заболоченной местности. При необходимости эксплуатации трубоукладчика в заболоченной местности необходимо либо уменьшать конструктивную массу трубоукладчика или уширять гусеничный башмак. Но так как при уменьшении массы трубоукладчика изменяются его основные технические характеристики грузоподъемность момент устойчивости то целесообразно единственный способ остается увеличение ширины гусеничной опоры.
Тяговый расчет выполняют для выявления соответствия тяговых свойств базового трубоукладчика требованием технологии трубоукладочных работ. Этим расчетом подтверждают обоснованность требований предъявляемых к тяговым и скоростным свойствам трубоукладочных модификаций промышленных трубоукладчиков.
При выполнении тягового расчета должны быть заданы или определены следующими показателями и технологическая нагрузка на крюке при работе в изоляционной укладочной колоне сила тяги гусеничного движителя необходимое для выполнения трубоукладчиком основных работ скорости перемещения машины в изоляционно-укладочной колоне с одинаковым грузом или без груза необходимая мощность двигателя.
Для тягового расчета принимают эксплуатационную массу трубоукладчика которая складывается из конструкционной массы трубоукладчика массы эксплуатационных горюче смазочных материалов массы инструмента постоянно находящихся на трубоукладчике и массы машиниста.
Определение конструктивной массы трубоукладчика 13
где - паспортная масса трубоукладчика ТГ-124А кг.;
-необходимая масса всех необходимых горюче смазочных материалов для эксплуатации трубоукладчика11 кг.;
-масса инструментов и принадлежностей находящихся на борту трубоукладчика кг.;
- примерная масса оператора машиниста кг.;
Трубоукладчик должен обладать тяговым усилием обеспечивающим преодоление сил сопротивления его перемещение по строительной площадки. Должно удовлетворяться следующие неравенство 13
где -сила сопротивления (Н) находиться по формуле
где - ускорение свободного падения мс2;
mГР- масса поднимаемого груза кг.;
f – сопротивления движения гусениц для свежевспахонного грунта 13;
Потенциальная возможность трубоукладчиком тягового усилия по условию сцепления с грунтом определяют по формуле17
где - сила сцепления с грунтом определяется по формуле Н;
где - коэффициент сцепления гусеничного движителя 13;
Условия работы трубоукладчика в составе изоляционно-укладочной колонны таковы что возможно вывешивание машины на одной (стреловой) гусеницы под действием нагрузки на крюке. В этом все тяговое усилие Т может быть реализована на одной стреловой гусенице. Это следует учитывать при расчете трансмиссии и ходовой систем трубоукладчика.
Мощность (кВт) затрачиваемая на передвижение крана-трубоукладчика
где - действительная рабочая скорость трубоукладчика с грузом не должна превышать мс по паспортным характеристикам базовой машины Т-170.00-1
-полный коэффициент полезного действия трансмиссии включая потери на зацепления гусениц с грунтом. КПД механических трансмиссий зависит в основном от числа пар шестерен передающий крутящий момент от двигателя к ведущему колеса. Для предварительных расчетов принимаем
- коэффициент характеризующий потери от буксования;
- коэффициент характеризующий использование мощности и предусматривающий запас мощности на строгание с места и преодоление случайных сопротивлений;
Часть мощности двигателя потребляет грузовое оборудование трубоукладчика. При заданных грузоподъемности и скорости подъема груза мощность привода грузоподъемного оборудования (кВт) определяется по формуле 13
где -полный коэффициент полезного действия привода грузоподъемного оборудования с учетом КПД механической части и КПД гидропривода;
- скорость подъема (мс) номинального груза по паспортным техническим характеристикам трубоукладчика ТГ-124А;
Суммарная мощность расходуемая на передвижение трубоукладчика и привод грузоподъемного оборудования можно определить необходимую мощность (кВт) дизельного двигателя
где 11-коэфииент учитывающий потери мощности на собственные нужды двигателя (привода вентилятора сопротивление всасывания и выпуска отработанных газов привод зарядного генератора и др.)
Так как номинальная мощность двигателя Д-160 базовой машины 117кВт делаем вывод что двигатель установленный на трубоукладчики является достаточной при эксплуатации. Но достаточная часть мощности остается невостребованной.
6 Расчет гидропривода
Гидропривод трубоукладчика обеспечивает движение его рабочих органов: изменение вылета стрелы и противовеса вращение лебедок Гидропривод содержит насос подающий рабочую жидкость В гидродвигатель -гидромотор или гидроцилиндр регулирующую аппаратуру (Гидрораспределители гидроклапаны) кондиционеры рабочей жидкости (фильтры теплообменники баки) гидролинии (трубопроводы с соединительной арматурой)
В трубоукладчиках созданных на базе серийных тракторов для привода рабочих органов используют тракторную гидросистему.
Основным рабочим режимом трубоукладчика определяющим мощность отбираемую на привод грузоподъемного оборудования является подъем номинального груза с максимальной заданной скоростью.
Номинальное давление в гидросистемах трубоукладчиков составляет 16 – 20 МПа.
Максимальное кратковременное давление в системе не должно превышать максимального давления приводимой в технической характеристике насоса.
Для обеспечения высокой экономичности привода насосы и гидромоторы
должны работать в режимах наиболее близких к номинальным рекомендуемым заводом-изготовителем
Выбор насоса. Мощность (Вт) необходимая для подъема груза массой mг со скоростью v (мс).
где: g- ускорение свободного падения 9.81 мс2
о- общий КПД для гидронасосов.
Установленная мощность насоса должна быть выбрана с учетом потерь в гидросистеме:
КПД гидропривода гп учитывает объемные и гидромеханические потери в насосе гидромоторе гидролиниях устройствах управления потоком рабочей жидкости фильтрах и других местных сопротивлениях. Для предварительных расчетов можно принять: гп=н*м где н и м- общие КПД соответственно насоса и гидромотора которые приводятся в технической характеристике гидравлических машин.
Полезная мощность (Вт) насоса
Где p- давление насоса Па;
Q- объемная подача насоса м3с
Объемная подача насоса
где Vн- рабочий объем насоса м3
nн- частота вращения насоса обс
Vн- объемный КПД насоса.
В гидравлических системах трубоукладчиков для привода грузоподъемного оборудования чаще всего устанавливают не один мощный насос а два насоса меньшей мощности. Это позволяет более эффективно использовать установленную мощность гидравлических машин обеспечить совмещение операций по подъёму грузов и изменению вылета стрелы и получить высокие скорости подъема груза при суммирование подачи двух насосов на один гидромотор.
Выбор гидромотора. Установленная мощность гидромотора Nм не должна быть меньше значения полученного по формуле Nм≥N.
где Р- перепад давления в подводящем и отводящем трубопроводах Па; Р=Р1- Р2;
Q- количество подаваемой в еденицу времени рабочей жидкости (подача питающего насоса) м3с;
гмм- гидромеханический КПД гидромотора.
Nм= 20000000000235096=45355Н
Выбираем гидромотор аксиально-поршневой типа 112.32.12 Л
Частота вращения (обс) гидромотора.
где Vм- рабочий объём гидромотора м3;
Vм- объемный КПД гидромотора.
nм=000235·0950000112=119598 обмин
Действительный момент (н·м) развиваемый гидромотором
Мм=0.159· Vм·Р·гмм (29)
Мм=0159·0000112·20000000·096=3419136
Гидроцилиндры. Для изменения вылета стрелы и противовеса в трубоукладчиках используются поршневые гидроцилиндры двухстороннего действия.
Усилие (Н) развиваемое гидроцилиндром при подаче рабочей жидкости в поршневую полость.
где D- диаметр поршня гидроцилиндра;
ц- КПД гидроцилиндра ц=096.
F1=3144·16000000 ·02 ·096=4402кН.
Усилие (Н) развиваемое гидроцилиндром при подаче рабочей жидкости в штоковую полость (втягивание штока).
где d2-диаметр штока м.
F2=3144 ·16000000 ·(022-0093) ·096=390666 кН.
Сопротивлением сливной линии пренебрегаем.
Скорость (мс) выдвижения штока
v1=4 ·000235314 ·022=049 мс.
v2=4 ·000235[314(022-0092)]=051 мс
допускаемая скорость движения штока в гидроцилиндрах трубоукладчиков составляет: нормальная 03 мс максимальная 05 мс.
7 Определение расчетных нагрузок на ось стрелы
Чтобы определить максимальную статическую нагрузку необходимо произвести расчет в двух положениях: в максимально придвинутом и максимально отодвинутом положении. И определить в каком положении нагрузка будет больше. Большее значение учитываем в дальнейшем расчете на прочность.
Рисунок 11 – Расчетная схема определения усилий в стреле
В данной схеме неизвестно усилие в гидроцилиндре. Чтобы его определить необходимо составить сумму моментов относительно точки О и вывести его из этого уравнения кН
Отсюда выражаем усилие гидроцилиндра
где РГР РКР GСТР – сила тяжести поднимаемого груза и силы тяжести элементов конструкции стрелы кН.
РГР = 140 кН. РКР =15 кН. GСТР = 69 кН.;
L2 L3 h2 и h3 – длины плеч приложенных нагрузок м.
L2 = 3990 L3 = 5867м. h2 = 0303м. h3=0222м;
L1 и h1 – координаты цетра масс стрелы определены при помощи программы SolidWorks м.
L1 = 3232 м. h1 = 0008м.
γ – угол наклона стрелы при масмимально поднятой стреле
α – действующий угол между вектором силы гидроцилиндра и стрелой
- действующий угол между вектором силы дествующий со стороны каната и стрелой
-действующий угол между векторами сил создаваемые силами тяжести груза стрелы крюковой обоймы и стрелой
PК - сила действия каната подведенная к полиспасту и удерживающая нагрузку посредством полиспаста в 125 тонн. Определяется из следующей зависимости кН
где КПОЛ – кратность полиспаста
Чтобы определить реакции X0 и Y0 необходимо спроецировать все силы на ось X и Y и составить уравнения равновесия из которых вывести эти реакции и определить их
Знак «-» означает что вектор силы меняется в противоположную сторону
Определение реакции X0 и Y0 в максимально откинутом положении при угле наклона γ =270 тогда остальные расчетные углы также поменяются
Так как при максимальном вылете стрелы грузоподъемность меняется до 45 тонн тогда меняется величина усилие каната
По проведенным вычислениям видно максимальные нагрузки на ось стрелы приходится в положении когда стрела максимально поднята.
Расчет на прочность будем проводиться в такой же последовательности как и расчет на прочность самой стрелы. В качестве исходных данных берутся реакции найденные выше
Х0 = 7954 кН. Y0 = 84964 кН.
Марку металла принимаем аналогичную марке стрелы 09Г2С с допустимым изгибающим напряжением =415 МПа.
7 Описание процессы работы расчета на прочность и оптимизационного расчета
Метод конечных элементов в последнее десятилетие получил очень широкое распространение и стал одним из основных методов расчета конструкций. Это обусловлено универсальностью подхода лежащего в основе МКЭ
заключающегося в представлении геометрии любого деформируемого тела в виде совокупности элементов простейшей формы: треугольной четырехугольной и др.
В данном дипломном проекте были использованы первая группа программ конечно - элементного анализа «CosmosWorks» встраиваемые на уровне меню в известные пакеты САПР - SolidWorks располагающие необходимым инструментарием для быстрого расчета (экспресс анализ) элементов или сборочных единиц непосредственно в среде их разработки. Для удобства пользования при этом реализуется алгоритмы автоматизированного разбиения конструкции на конечные элементы интуитивно понятные схемы назначения граничных условий и приложения нагрузок. Программа «CosmosWorks» позволяет выполнять линейный и нелинейный прочностной анализы при статическом нагружении определять собственные формы колебаний производить динамический и частотный тепловой и термопрочностной анализы конструкции в том числе при случайном характере нагрузок осуществлять расчет на общую и упругую местную устойчивость оптимизировать параметры конструкции при заданной системе ограничений.
Несмотря на указанные достоинства программы данной группы имеют ограниченный набор возможностей для создания и расчета моделей с усложненными свойствами по функциональным схемам граничным условиям нагрузкам геометрическим особенностям и др.
Построенные в этих средах расчетные модели не всегда решают поставленные задачи что заставляет обращаться к более полным программам конечно - элементного анализа. За неимением вышеуказанных программ геометрию построения стрелы приходиться упрощать. В геометрии построении стрелы были скрыты следующие элементы препятствующие удовлетворению требуемых условий для работы с программой конечно- элементного анализа «CosmosWorks»:
- проушины закрепления гидроцилиндра стрелы;
-проушины крепления крюковой обоймы.
Алгоритм выполнения операций выполняемых при проведении прочностного и оптимизационного расчета.
Рисунок 12 . Инструментальная панель управления SolidWorks
) Геометрия построения с помощью программы SolidWorks сводилась к тому чтобы максимально приблизить геометрические размеры стрелы трубоукладчика ТГ-124А к размерам задаваемых в построении объемной геометрии.
Общепринятым порядком моделирования твердого тела является последовательное выполнение булевых операций (объединения вычитания и пересечения) над объемными элементами (сферами призмами цилиндрами конусами пирамидами и т.д.).
Перед созданием эскиза выбирается в Дереве построения детали нужную плоскость относительно которой будет проводится булевая операция (выдавливание). Как правило эскиз представляет собой сечение объемного
элемента. Реже эскиз является траекторией перемещения другого эскиза - сечения. Для создания объемного элемента подходит не любое изображение в эскизе оно должно подчиняться основному правилу. Контуры в эскизе не пересекаются и не имеют общих точек.
Для создания основания детали в виде элемента выдавливания вызывается из меню Операции команду Операция выдавливания (рисунок 12) или нажимается кнопку Операция выдавливания на Инструментальной панели
В миллиметрах вводится проектный параметр выдавливания детали по контуру эскиза. Этот размер на данном этапе моделирования (рисунок 12) будет являться толщиной листа металла. Полученную трехмерным выдавливанием деталь можно вращать перемещать в пространстве
Эскиз добавляемого к детали или вычитаемого из детали формообразующего элемента может быть расположен не только в проекционной или вспомогательной плоскости но и на плоской грани самой детали.
Для создания эскиза на плоской грани выделяется эта грань и вызывается команда Новый эскиз.
Если выделенная грань – не плоская или выделено несколько граней (плоскостей) то команда создания нового эскиза недоступна.
Система перейдет в режим редактирования эскиза. При этом в эскизе появятся фантомы всех ребер грани на которой этот эскиз строится. В ходе построения эскиза Вы можете привязываться к этим фантомам так же как к обычным графическим примитивам.
По выходе из режима редактирования эскиза фантомы ребер грани исчезают при выполнении операции они не учитываются.
Далее процесс построения проходит по аналогичной схеме.
По выполненной геометрии стрелы трубоукладчика выполняется статический расчет на прочность методом конечных элементов.
)Заходим в пункт меню «CosmosWorks» выбираем команду study.Появляется диалоговое окно в котором указывается тип анализа в первом случае статический расчет далее дается имя расчету.
)Задается материал. Для задания характеристик материала выбирается пункт меню CosmosWorks Apply material to all. Появляется диалоговое окно в котором необходимо указать характеристики материала. Для нашего элемента конструкции это сталь 09Г2С.
)Разбиение на конечные элементы сетку конечных элементов. Чтобы произошло разбиение сетки выполняются следующие операции заходим в пункт меню CosmosWorks Create. Появляется диалоговое окно в котором указывается количество и размеры конечных элементов. Этот факт влияет на точность проведения расчета. Визуальное изображение сетки приводится в дипломе как графическая часть.
)После того как стрела была разбита на сетку с помощью инструментальной панели CosmosWorks задаются силовые характеристики действующие на стрелу в максимально нагруженный момент т.е. когда трубоукладчик работает с максимальным для него грузом 16 тонн с учетом силы тяжести металла самой стрелы.
)После выполнения всех выполненных правильно операции запускаем программу расчета заходим в пункт меню CosmosWorks Run. Программа автоматически задается коэффициентом запаса прочности.
По цветовой диаграмме находящееся слева от чертежа можно проследить за перераспределением напряжения и определить численное значение напряжения во всех узловых точках стрелы.
На этом же листе чертежа представлены статические перемещения на котором можем определить как деформируется тело. В метрах по цветовой диаграмме можно определить численной значение статического перемещения.
Процессом оптимизации по работе минимизации массы занимается также программа CosmosWorks.
Перед началом работы программы по оптимизации проекта важно уяснить разницу между анализом и проектом. Анализ - это процесс определения ответа указанной системы к окружающей среде определенной грузами и ограничениями. Проект с другой стороны является фактическим процессом определения системы. Поэтому анализ является важным аспектом процесса проекта. Анализ определяет исполнит ли часть или собрание благополучно в окружающей среде обслуживания (службы). В дополнение к требованиям безопасности имеются обычно другие факторы которые вносят вклад в заключительную форму проекта.
В прошлом проектировщики изделия и аналитики сформировали две отличных группы которые использовали различные части программного обеспечения. Сегодня с перспективами в твердом моделировании и вычислительных ресурсах проектировщики изделия становятся передними аналитиками линии. При использовании пакетов программ подобно CosmosWorks проектировщики имеют возможность выполнять анализ в той же самой окружающей среде что они создают твердую модель в среде SolidWorks.
Разработка проекта – представляет собой повторяющийся процесс. Проект непрерывно изменяется пока не начинают выполнятся приемлемые критерии заданные проектировщиком: минимизация массы объема выбор материала наиболее не дорогих но не уступающих по прочностным характеристикам.
В оптимизации проекта необходимо определить цель изменения проекта который может быть изменен (масса объем) и условия(состояния) которые удовлетворяли бы расчетному положению. Например необходимо изменить некоторые условия (Вы можете хотеть изменить некоторых из измерений в вашей модели чтобы использовать наименее возможный материал при поддержании безопасного уровня напряжений. В этом случае ваша цель состоит в том чтобы уменьшить объем(издание) материала; изменяющиеся измерения - переменные проекта и условие(состояние) что уровень напряжений не может превышать некоторый предел - ограничение.
в твердой программе моделирования типа SolidWorks. Если Вы не используете анализ Вы будете должны произвести опытный образец и подвергать это ожидаемым условиям(состояниям) обслуживания(службы) для испытания. Испытание покажет некоторые слабости начального проекта. Вы будете должны делать некоторые изменения(замены) чтобы улучшить проект и цикл продолжится пока Вы не достигаете удовлетворительного решения. Цикл проекта в этом случае длинен и дорог так как каждое повторение требует производства и испытания опытного образца.
Если Вы используете моделирование анализа цикл проекта может стать короче и менее дорогим. Вместо здания опытных образцов Вы моделируете различные окружающие среды обслуживания (службы) и будете визуализировать результаты использующие программу анализа типа КОСМОСА РАБОТАЕМ. Ваш начальный проект может или не может быть безопасным но почти конечно это не будет оптимально.
Даже в относительно простом проекте будут иметься много переменных которые могут быть изменены(заменены) в поиске оптимального решения. В отсутствии модуля оптимизации Вы будете должны перейти вручную. Для каждого изменения(замены) Вы делаете в модели Вы будете должны создать новое изучение определять грузы и граничные условия(состояния) восстанавливать петлю управлять анализом и оценивать результаты. Вы могут также были должны исполнить различные типы исследований. Из-за ограничений времени Вы остановитесь усовершенствование обработает и принимает один из промежуточных циклов как заключительный анализ. Модуль оптимизации в CosmosWorks автоматизирует поиск оптимального решения.
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ
В данном разделе пояснительной записки мы рассматриваем вопросы связанные с изготовлением детали — пальца с помощью которого соединяются отдельные части рабочего оборудования турубоукладчика.
С учетом других геометрический характеристик (диаметр шляпки пальца) необходимо принять диаметр заготовки для дальнейшей обработки по ГОСТ 2590-88 круг гкатаный с диаметром 65мм.
Рисунок 13 - Эскиз изготавливаемой детали.
Для изготовления пальца стрелы необходимо выполнить следующие операции:
)Отрезание заготовки;
Разрезание заготовки
Разрезание производится отрезными резцами дисковыми пилами ножовками абразивными кругами. В нашем случае для отрезания заготовки диаметром 65мм используем дисковую пилу. Длины заготовок должны быть 187мм.
По справочнику технолога машиностроителя подачу SZ зубмм. выбираем исходя из условия марки отрезаемого материала. Для стали 09Г2С принимаем 5
SZ =005 - 011 зубмм.
Скорость резания V ммин. выбирается исходя из прочностных свойств инструмента. Для дисковых пил из быстрорежущей стали скорость резания равна 5
По приведенным характеристикам резания выбираем сегментный диск пила по металлу ТУ по ГОСТ 1047-82 с диаметр при вершине зубьев D(j r) = 250мм. Для операции отрезания выбираем вертикально фрезерный станок 6Т104.
1 Определение режимов резания при черновое точение
При черновом точении принимается максимально допустимой по мощности оборудования жесткости системы СПИД прочности режущей пластины и прочности державки. По диаметру обрабатываемой детали 65мм. и марки стали 09Г2С при черновом продольном точении подача в зависимости от глубины резания равняется 5
Резец выбираем проходной упорный отогнутый с углом в плане 900 с пластиной из твердого сплава Т15К6 и размерами державки 16х25мм по ГОСТ18879-73.
При черновом точении и отсутствии ограничений по мощности оборудования жесткости системы СПИД принимается равной припуску на обработку.
Рисунок 14 - Черновая обработка.
Скорость резания V ммин при наружном продольном точении рассчитывают по эмпирической формуле 5
где Т – стойкость период работы инструмента до затупления. Среднее значение стойкости при одно-инструментальной обработке мин.
СV – коэффициент учитывающий подачу вид обработки и материал режущей части резца 10
х у m- показатели степени
КV – коэффициент учитывающий произведение коэффициентов
где КМV - коэффициент учитывающий влияние материалов заготовки
КПV – поправочный коэффициент учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания учитывая то что обработка ведется прокатного материала то
КИV - поправочный коэффициент учитывающий влияние инструментального материала
где КГ – коэффициент характеризующий группу стали по обрабатываемости
nV – показатель степени
В – допускаемое изгибающее напряжение В=415МПа;
Число оборотов в минуту для данной скорости определяется по формуле мин –1 5
где D – диаметр обрабатываемой заготовки мм.
Сила резание Н принято раскладывать на составляющие силы направленные по осям координат станка (тангенциальную РZ радиальную РY и осевую РX). При наружном продольном точении эти составляющие рассчитывают по формуле
где СР – постоянная для тангенциальной силы СР= 300 радиальной СР=243 осевую СР= 339;
t – длина лезвия резца участвующая в процессе резания мм.
xyn – показатели степени
Для тангенциальной силы : Х = 10;
Для радиальной силы : Х = 09;
Для осевой силы : Х = 10;
КР – поправочный коэффициент
где - ряд коэффициентов учитывающие фактические условия резания 5
КМП – поправочный коэффициент учитывающий влияние качества обрабатываемого материала необходим только для определения тангенциальной силы находится по формуле
где n – показатель степени для тангенциальной силы : n = 075035;
Для тангенциальной силы : Кφр = 089;
Для радиальной силы : Кφр = 050;
Для осевой силы : Кφр = 117;
Поправочный коэффициент Кr р при использовании резца из твердого сплава в определение коэффициента КР не используется.
Определение поправочного коэффициента КР для тангенциальной силы :
Теперь определяем составляющие сил резания
Мощность резания кВт рассчитывают по формуле
где V – скорость резания ммин.;
По найденной мощности необходимой для выполнения выше указанной операции и диаметру обрабатываемого прутка выбираем токарно– винторезный станок 1365. Основные паспортные характеристики станка:
-мощность электродвигателя главного привода N=13кВт.;
-частота вращения шпинделя n=34-1500мин –1.;
-наибольший диаметр обрабатываемого прутка D=65мм.
Для обработки на металлорежущем станке необходимо выбрать стандартную частоту вращения по диаграмме 19 принимаем стандартную частоту вращения n=1050 мин -1 . Необходимо произвести перерасчет скорости резания из формулы 27
Определение штучно калькуляционного времени затрачиваемое на выполнение чернового точения (мин).
где - подготовительно-заключительное время мин;
Z – число деталей в партии Z =1;
- вспомогательное время мин.;
- дополнительное время мин.;
- основное время процесса резания мин. определяется по формуле
где - длина обрабатываемой поверхности мм.;
n –частота вращения детали мин –1;
S – подача рабочего инструмента ммоб.;
i – число проходов i =1
2 Определение режимов резания при чистовом точение
При чистовом точении припуск срезается за два прохода и более. На каждую последующую назначать меньшую глубину резания чем на предыдущей. При параметре обработанной поверхности RA = 32мкм5. Включительно t = 05-20мм.
Так как диаметр после черновой остался 555мм. то для чистовой обработке назначаем припуск 075мм. снимаемый за один проход тем же резцом что использовался при черновой обработке. Резец проходной упорный отогнутый с углом в плане 900 с пластиной из твердого сплава Т15К6 и размерами державки 16х25мм по ГОСТ18879-73 радиус при вершине угла равняется 020мм. Параметр шероховатости обработанной поверхности принимаем RA = 32мкм.
Рисунок 15 – Чистовое точение.
Определение режимов резания.
Выбор параметра подачи для чистовой обработке ммоб
Подача при чистовом точении выбирается в зависимости от требуемых параметров шероховатости обработанной поверхности и радиуса при вершине угла резца. Табличное значение которого равняется:
Определение скорости резания
Для чистого точении и отсутствии ограничений по мощности оборудования скорость резания V ммин при наружном продольном точении рассчитывают так же как и при черновом точении по эмпирической формуле (х)
где СV – коэффициент учитывающий подачу вид обработки и материал режущей части резца 5
КИV - поправочный коэффициент учитывающий влияние инструментального материала остается прежний так как и при черновом точении стойкость КИV = 162;
Т - период работы инструмента до затупления так же остается неизменным
Число оборотов в минуту для данной скорости определяется по формуле мин -1
Сила резание Н также раскладываться на составляющие силы направленные по осям координат станка (тангенциальную РZ радиальную РY и осевую РX). При наружном продольном точении эти составляющие рассчитывают по формуле
где x y n и КР – остаются такими же как и при черновом точении для всех трех составляющих.
Станок выбранный для чернового точения удовлетворяет своими характеристиками по мощности для чистового точения. Значит для чистовой обработке применяем такой же токарно– винторезный станок 1365.
Для обработки на металлорежущем станке необходимо выбрать стандартную частоту вращения по диаграмме 19 принимаем стандартную частоту вращения n=1666 мин -1 . Необходимо произвести перерасчет скорости резания из формулы х
3 Определение режимов резания при сверлении
Сверло – спиральное из быстрорежущей стали с цилиндрическим хвостовиком длинная серия с коротким хвостовиком ГОСТ 12122-77
Длина сверла L= 115мм;
Длина рабочей части l = 80мм.
Подача – при сверление отверстия без ограничивающих факторов выбираем максимально допустимую по прочности сверла подачу 5
Рисунок 16 – Сверление отверстия.
Скорость резания при сверлении
D – диаметр рассверливаемого отверстия равная диаметру сверла
СV и myq – коэффициент и показатели степени учитывающие марки материалов и подачу сверла
КV – общий поправочный коэффициент на скорость резания учитывающий фактические условия резания 5
где КМV – коэффициент на обрабатываемой материал
где КИV – коэффициент характеризующий инструментальный материал для обрабатываемой стали 09Г2С сталью из твердого сплава Р6М5
КlV – коэффициент учитывающий глубину сверления учитывая тот факт что происходит полное рассверливание всего диаметра пальца стрелы то
КГ – коэффициент характеризующий группу стали по обрабатываемости
Определение крутящего момента для сверления с учетом всех выше перечисленных параметров определяется по формуле
где СМ q Y – коэффициент и показатели степени учитывающие материалы участвующие в процессе резания
КР – коэффициент учитывающий фактические условия обработки в данном случае зависит только от материала обрабатываемой заготовки и определяется выражением 5
где КМР – поправочный коэффициент учитывающий влияние физико-механический свойств обрабатываемого материала на силовые зависимости определяется из следующего соотношения
где n – показатель степени для определения крутящего момента
Определение осевой силы необходимая для прижимания сверла Н 5
где СР q Y - коэффициент и показатели степени учитывающие материалы участвующие в процессе резания для определения осевой силы
КР – коэффициент учитывающий фактические условия обработки в данном случае зависит только от материала обрабатываемой заготовки и определяется выражением такой же как и для определения крутящего момента;
Мощность резания кВт при сверления определяется по следующей формуле 5
где n- частота вращения инструмента или заготовки мин-1 которая определяется по формуле
По найденной мощности необходимой для сверления пальца стрелы диаметром 6мм. выбираем вертикально сверлильный станок 2М112 5
Паспортная мощность электродвигателя привода главного движителя N=04 кВт;
-частота вращения шпинделя n=1000-8000мин –1;
-наибольшее вертикальное перемещение сверлильной головки
-рабочая поверхность станка 200х200мм.
Определение штучно калькуляционного времени затрачиваемое на выполнение операции точения (мин).
Суммарное время складывается из штучно калькуляционных времен всех операции проведенных выше: чернового чистового точения и операции сверления мин.
4 Приспособление для изготовления детали
Целью данного подраздела является описание приспособления и принципа его работы.
Для крепления заготовок на токарных станках широко используют универсально- безналадочные приспособления которые имеют постоянные регулируемые установочно-зажимные элементы. К универсально безналадочным приспособлениям относятся трехкулачковые самоцентрирующиеся патроны.
Принцип работы трехкулачкового патрона заключается в следующем. Центрирование заготовки достигается одновременным перемещением в радиальном направлении зажимающих кулачков 6 (см. ДП 040.11.00.000 СБ). Кулачки перемещаются в пазах патрона 1. Одновременное сближение трех кулачков осуществляется с помощью диска 2. На торцовой поверхности диска выполнена резьба имеющая квадратный профиль в виде “архимедовой спирали” которая входит в зацепление с зубьями рейки на задней поверхности кулачков. Так как радиус каждого из участков “архимедовой спирали” при повороте диска на определенный угол изменится на одну и ту же величину соответственно на одну и ту же величину перемещаются кулачки центрируя и зажимая заготовку детали. Для вращения диска служат квадратные конические шестерни 4 с квадратными гнездами. Шестерни входят в зацепление с большим коническим зубчатым колесом нарезанным на обратной стороне диска 2. От осевого смещения диск удерживается с помощью крышки 5.
ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
Для современного строительства нефтегазопроводов одним из наиболее важных производственных процессов является процесс укладки нефтегазопровода в траншею. Несмотря на сложности в экономике страны не прекращается строительство нефтегазопроводов так как добыча нефти и газа является одной из самых доходных отраслей.
Для добычи и транспортировки нефти и газа машиностроительные заводы выпускают самые разнообразные машины и оборудование причем наряду с созданием новых происходит совершенствование существующих конструкций машин и оборудования. Для укладки трубопровода в большей степени используется трубоукладчики.
Увеличение добычи нефти и газа позволяет улучшить топливно-энергетический баланс страны и предоставить ценнейшие сырье для различных отраслей промышленности.
Значение трубоукладчика в технологической цепочке строительства нефтегазопровода одно из ведущих. В связи с разработкой новых месторождений нефти и газа увеличивается объем транспортировки. Ведь трубопроводный транспорт особенно таких продуктов как нефть и газ значительно экономичнее водного или морского транспорта и в несколько раз дешевле железнодорожного.
Газовая промышленность является такой отраслью промышленности капитальные затраты на развитие которой опускается в кратчайшие сроки. Вот почему громадное значение приобретают сокращение сроков строительства и быстрейший ввод в действие объектов газовой промышленности и в первую очередь магистральных и газонефтепроводов.
Ускоренное развитие газовой промышленности осуществляется на базе широкого внедрения новых более прогрессивных машин трубоукладчиков повышения уровня механизации.
На строительстве магистральных трубопроводов используют самые разнообразные машины и механизмы большинство из которых весьма сложные и дорогостоящие. Наиболее многочисленным является парк машин-трубоукладчиков. Эти машины универсальны их применяют не только для укладки трубопроводов но и для погрузочно-разгрузочных работ.
Учитывая что трубоукладчики являются весьма распространенными машинами подготовка машинистов для управления трубоукладчиками – важная и серьезная задача.
Таблица 5 – Исходные данные для расчета
Техническая производительность мч
Номинальная мощность двигателя кВт (лс)
Годовой фонд рабочего времени агрегата дни
Сезонное обслуживание дни
Продолжительность смены ч
Время работы агрегата на объекте маш.ч.
Число рабочих осуществляющих обслуживание и ремонт чел
Число рабочих управляющих агрегатом чел
Среднее расстояние перебазировки км
Тарифная ставка рабочего lll разряда по ремонту руб
Расход запасных частей за год работы рубгод
Тарифная ставка оператора руб
Стоимость топлива рубкг
Средняя стоимость одного автомобиля – часа рубч
Стоимость одного километра пробега рубкм
2 Определение годовой эксплуатационной производительности.
Годовая эксплуатационная производительность В мгод определяется по формуле 3
где Вэч – эксплуатационная среднегодовая производительность ед.продмаш.ч;
Тг – количество машиночасов работы техники в году маш.чгод;
где втч – часовая технологическая производительность ед.продч;
кт – коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной 3
кт = 05 втч = 150 мч.
Вэч = 15005 = 75 мч.
Количество машино-часов работы агрегата в году Тг маш.чгод определяется по формуле 3
где Тф – годовой фонд рабочего времени агрегата Тф=247 дней;
Тсо – продолжительность сезонного обслуживания дней;
Др – простои во всех видах ремонтов и обслуживаний днимаш.час;
tсм – продолжительность одной смены ч;
Тоб – время работы агрегата на объекте маш.ч;
Ксм – коэффициент сменности 3;
Тф=247 дней;Тсо=2 дня;Тоб=140 маш.ч;Ксм=15;
Простои во всех видах ремонта и технических обслуживаний Др днимаш.час определяются по формуле 3
где rудто – удельная оперативная трудоемкость технических обслуживаний чел.чмото.ч rудто=014 чел.чмото.ч;
Б – число рабочих осуществляющих техническое обслуживание чел Б=2 чел;
Ков – коэффициент перевода оперативного времени в общее время работы Ков=25 3;
dкр dтр – продолжительность пребывания техники в текущем и капитальном ремонте дней dкр=10 дней dтр=7 деней;
dптр dпкр – продолжительность ожидания доставки техники в текущей и капитальный ремонт и обратно дней dптр=10 дней dпкр=20 дней;
атр – количество текущих ремонтов в межремонтном цикле ;
tотк – среднее время на устранение одного отказа маш.ч tот tотк=4 мото.ч;
Тотк – наработка на отказ мото.ч Тотк=126мото.ч
Кr – коэффициент перевода моточасов в машино-часы 3 Кr=066;
Тр – средний ресурс до капитального ремонта мото.ч;
Средний ресурс до капитального ремонта Тр мото.ч для трубоукладчика ТГ-124А определяется по формуле 3
гдеТрg - гамма – процентный ресурс мото.ч Трg=8000 мото.ч;
Кg - коэффициент перевода гамма – процентного ресурса в средний ресурс 3 Кg=12;
Тр=800012=9600мото.ч
Количество текущих ремонтов в межремонтном цикле атр определяется по формуле 3
где Тр – единый ресурс до капитального ремонта мото.ч
tр – периодичность текущего ремонта мото.ч 3 tр=2000 мото.ч;
Продолжительность одной перебазировки агрегата dп
дней определяется по формуле 3
где Sm – среднее расстояние перебазировки км Sm=25 км;
Vтр.ср – средняя скорость перебазировки кмч Vтр.ср=10 кмч;
tп – средняя продолжительность погрузки машины маш.ч
tcм – продолжительность смены ч tcм=8 ч;
Годовая эксплуатационная производительность равна
3 Определение годовых текущих издержек потребителя
Годовые текущие издержки потребителя Сг руб определяются по формуле 3
где СА – амортизационные отчисления на реновацию руб;
СР – затраты на выполнение технических обслуживаний и ремонтов руб;
СФ – фонд оплаты труда рабочих управляющих техникой руб;
СУ – начисления по фонду оплаты труда в целевые фонды руб 36%;
СЭТ– затраты на топливо руб.;
ССМ – затраты на смазочные материалы руб;
СПБ – затраты на перебазировки руб;
СЗЧ – затраты на запасные части руб;
НР – норма накладных расходов вязаных с эксплуатацией агрегата 3 НР=22%;
Амортизационные отчисления на реновацию СА руб определяется по формуле 3
где НА – норма амортизационных отчислений на ренавацию 3 НА=12%;
К – накопительные вложения потребителя связанные с приобретением агрегата руб 3;
где Ц – цена агрегата руб Ц =1230000 руб;
КД – коэффициент перехода от цены к балансовой стоимости 3 КД=112
Цена нового агрегата имеет несколько меньшее значение так как применение гидравлической системы позволяет снизить стоимость агрегата. Поэтому цена нового агрегата равна Ц=1520000 руб.
К=112*(123000+179500)=1578630 руб;
Затраты на выполнение технических обслуживаний и ремонтов СР руб определяются по формуле 3
где ТГ – количество машино-часов работы агрегата в году маш.чгод;
СРЗ – средняя тарифная ставка рабочего
КР – средний коэффициент к тарифной ставке 3;
- коэффициент учитывающий премии ремонтным рабочим 3;
- удельная оперативная трудоемкость технических обслуживаний чел.ч.мото.ч.;
- коэффициент перевода оперативного времени в общее время работы 3;
атр – количество текущих ремонтов в межремонтном цикле;
- трудоемкость текущего ремонта чел.ч. 3;
- среднее время на устранение одного отказа маш.ч.;
Бр – количество рабочих занятых устранением отказа чел.;
Тр – средний ресурс до капитального ремонта мото.ч.;
Тотк – наработка на отказ мото.ч.;
- коэффициент перевода моточасов в машиночасы 3;
Сзчр – расход запасных частей за год работы агрегата рубгод;
Срз = 17 рубчел.ч. =113 =12 =014 чел.ч.мото.ч. =25 атр=3 =22 чел.ч. с=4 маш.ч. Бр=2 чел
=9600 мото.ч. =126 мото.ч.
По данным эксплуатационных предприятий Сзчр =5640 рубгод.
=1685.27·6·113·12·(014·25+)·066+12·5640=
Фонд оплаты труда рабочих управляющих техникой руб определяется по формуле 3
где - коэффициент учитывающий доплаты за 2 и 3 смены;
- средний коэффициент к тарифной ставке 3;
Тг – количество машино-часов работы агрегата в год маш.ч.год;
Б – количество рабочих занятых управлением техникой в одну смену чел;
- тарифная ставка оператора руб;
=113 =12 =1685.27 маш.ч.год
При 1 Ксм 2 определяется по формуле 3
=107·113·12·1685.27·35·2=171163.42 руб;
=171163.42·036=61618.83 руб;
Затраты на топливо руб определяются по формуле 3
где - цена топлива рубкг;
- часовой расход топлива кгмаш.ч.;
- количество машино-часов работы агрегата в год маш.ч.год.
=113 рубкг. =168527 маш.ч.год.
= 824266168527=36938419 руб;
Затраты на смазочные материалы для техники руб определяются по формуле 3
где - затраты на топливо руб;
- коэффициент перехода от годовых затрат на топливо к затратам на смазочные материалы . =022
=02236938419=8126452 руб
Затраты на перебазировку при перевозке агрегата на трале руб определяются по формуле 3
где - заработная плата экипажа перевозимого агрегата руб;
- заработная плата такелажника руб;
- затраты на эксплуатацию автомобиля руб;
- время работы на объекте маш.ч.
Заработная плата экипажа перевозимого агрегата определяется по формуле 3
где - продолжительность одной перебазировки дней;
- тарифная ставка оператора руб.
=04дней Б =2 чел =35 руб.
Затраты на эксплуатацию автомобиля определяются по формуле 3
–стоимость одного автомобиле-часа рубч.;
- среднее расстояние перебазировки км;
- плата за один километр пробега рубкм;
=04 дней =150 рубч. =25 км =20 рубкм.
=1004150+22520=1600руб.
Заработная плата такелажника определяется по формуле 3
где - тарифная ставка такелажника руб;
Общая сумма годовых текущих издержек потребителя равна
=(165312+209664+1014168+17116342+6161883+36938419+8126452
+2287152)(1+022) = 11277888руб.
Сг=(1894356+209664+1014168+17116342+6161883+36938419+8126452+2287152)(1+022) = 136096339руб.
Таблица 6 – Годовые текущие издержки
Значение показателей руб
Амортизационные отчисления на реновацию Са
Затраты на выполнение технических обслуживаний и ремонтов Ср
Фонд оплаты труда с отчислениями Сф
Затраты на топливо Сэ
Затраты на смазочные материалы Ссм
Затраты на капитальный ремонт Скр
Накладные расходы Нр
Общая сумма годовых текущих издержек Сг
По результатам выше проведенных расчетов по определению годовых
издержек. Видно что наибольший максимальный удельный вес приходиться затраты на топливо 3232% это почти треть всех издержек за год. Это связано с большой стоимостью дизельного топлива. И главным образом с удельным расходом топлива трактора Т-170А. Наиболее верный путь к уменьшению показателю удельного веса является сведение удельного расхода топлива к минимуму. Это будет достигнуто только в случае правильной организации работ по проведению очередных ТО и ремонтов и вне очередных ремонтов.
Второе место в таблице годовых издержек в размере 1948% занимают накладные расходы. Так как эта статья является необходимой мы принимаем сумму издержек в соответствии с требованиями законодательства Российской Федерации.
Фонд оплаты труда рабочих управляющие техникой составляет 1535% это связано с количеством рабочих смен и уровнем заработной платы рабочих. В свою очередь уровень заработной платы зависит от районного коэффициента.
Сумма амортизационных отчислений на реновацию составляет 1488% она в большей степени зависит от стоимости новой машины. Пути уменьшения стоимости трубоукладчика главным образом включает в себя: внедрение новых технологий а также уменьшение металлоемкости. В чем и заключалась цель модернизации трубоукладчика в данном дипломном проекте.
Затраты на смазочные материалы 78% во многом зависит от технического персонала который занимается эксплуатацией крана- трубоукладчика от природно- климатических условий работы от качества используемых смазочных материалов и от их стоимости.
В виду того что транспортировка на большие расстояния до объекта строительства своим ходом не целесообразно то для перемещения трубоукладчика необходимо использовать дополнительную технику и живую силу. В общем затраты на перебазировку затраты на один год составляют 243%. И зависят от расстояния транспортирования и от габаритных размеров и массы перевозимой техники.
Отчисления по фонду оплаты труда в целевые фонды нового агрегата составляет 664% за счет увеличения фонда оплаты труда рабочих управляющих техникой.
Затраты на выполнение технического обслуживания и ремонта нового агрегата составляют наименьший процент в таблице годовых издержек и составляет 108%. Уменьшение этого показателя характеризуется с увеличением продолжительности межремонтного цикла агрегата. В связи с этим увеличивается средний ресурс до капитального ремонта
4 Определение хозрасчетного экономического эффекта
Экономический эффект в расчете на одну машину за год работы руб определяется по формуле 3
где РТ – стоимостная оценка результатов рубгод
СГ – себестоимость эксплуатации (текущие издержки производителя) рубгод; СГ = 136096339 руб.
Стоимостная оценка результатов руб. работы трубоукладчика рассчитывается по формуле
где - эксплуатационная годовая производительность машины мгод;
СП – цена единицы продукции конечной продукции производимой трубоукладчиком рубм;
где СП – прямые затраты на эксплуатацию крана трубоукладчика и материальные ресурсы руб1000м ;
ПН – норма плановых накоплений к полной себестоимости ПН=022;
НР – норма накладных расходов НР =008;
Таблица 7 – Экономическая эффективность использования трубоукладчика
Наименование показателей
Значение показателей
Капитальные затраты К
Годовая эксплуатационная производительность В
Годовые текущие издержки СГ
Экономический эффект на 1 трубоукладчик за год работы ЭГ
Экономический эффект за срок службы Э
Экономический эффект за срок службы Эсл
Кроме того следует учесть снижение металлоемкости и трудоемкости изготовления поперечной балки стрелы.
Масса металла всей стрелы в общем до модернизации составляла 710кг. в результате оптимизационного расчета по минимизации масс с учетом сохранения всех прочностных параметров при задавании одного проектного параметра масса стрелы была уменьшена до 690кг.
Трудоемкость уменьшилась за счет простоты изготовления поперечной балки так как до модернизации она сваривалась из листа металла а после оптимизационного анализа программа показала что целесообразно использовать в качестве поперечной балки равнополочный уголок.
Определение экономического эффекта по затратам на материал изготовления балки
где - стоимость материала для изготовления поперечной балки до модернизации руб.
- стоимость материала для изготовления поперечной балки после модернизации руб.
где mБ – масса материала из которого изготовляется балка кг.;
СУ – удельная стоимость проката металла руб1000кг.;
- масса материала до модернизации =46кг.;
-масса материала после модернизации =26кг.;
-удельная стоимость проката листа 12мм. =7600рубтонна.;
-удельная стоимость проката равнополочного уголка 100х100х12
БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Реализация целей и задач в системе безопасности жизнедеятельности приоритетна и должна развиваться на научной основе.
Наука о безопасности жизнедеятельности исследует мир опасностей действующих в среде обитания человека разрабатывает системы и методы защиты человека от опасностей. В современном понимании безопасности жизнедеятельности изучает опасности производственной и бытовой среды как в условия повседневной жизни так и при возникновении чрезвычайных ситуаций технического и природного происхождения. Реализация целей и задач безопасности жизнедеятельности при работе на трубоукладчике включают следующие основные этапы научно деятельности: 2
-идентификация и описание зон воздействия и опасностей техносферы и отдельных ее элементов при работе на трубоукладчике;
-разработка и реализация наиболее эффективных систем и методов защиты при эксплуатации трубоукладчика от опасных факторов;
-Формирование систем контроля опасностей и управление состоянием безопасности техносферы;
-Разработка и реализация мер по ликвидации проявления опасностей;
-Организация обучения обслуживающего персонала работающих непосредственно с трубоукладчиками.
Главная задача о безопасности жизнедеятельности – превентивный анализ источников и причин возникновения опасностей прогнозирование и оценка их воздействия в пространстве и во времени.
Практическое обеспечение безопасности жизнедеятельности при проведении работ по укладке трубопровода во многом определяется решением и действиями инженеров и техников.
Задачи заключающие в реализации мер по безопасности жизнедеятельности должны включать следующие условия: 2
-обеспечение оптимальных (допустимых) условий деятельности на рабочем месте оператора и персонала обслуживающих укладку трубопровода;
-идентифицирование травмирующих и вредных факторов сопутствующие реализации производственного процесса укладки трубопровода;
-обеспечение применения правильной эксплуатации средств защиты рабочих и окружающих и вредных факторов;
-организация при аварийных ситуаций спасение обслуживающего персонала локализация огня воздействия электрического тока химических и других опасных воздействий;
На этапе проектирования трубоукладчика должны быть спроектированы технические средства и технологические процессы которые могли бы обеспечить как можно приближенной к максимальному для обеспечения безопасности жизнедеятельности человека:
-идентифицирование травмирующих вредных факторов возникновение которых потенциально возможно при укладке трубопровода в штатных и аварийных режимах работы;
-применение в технологических системах и производственных процессов экобиозащитную технику с целью снижения вредных воздействий до допустимых значений;
-определение риска возникновения травмоопасных воздействий в технологии укладке трубопровода и снижение его до допустимого уровня с применением защитных устройств и других мероприятий;
-обеспечение конструктивным решением непрерывный контроль за состоянием защитных средств и параметров или процесса влияющих на уровень их безопасности и экологичности;
-точное формулирование требований к уровню профессиональной подготовки оператора трубоукладчика и обслуживающего персонала;
-при выборе технического решения обеспечения малоотходности производства и максимальную эффективность использования: горюче смазочных материалов и электричества.
Особыми задачами в области безопасности жизнедеятельности непосредственно относящихся к оператору обслуживающему персоналу сводится к следующему:
-контроль и поддержание допустимых условий (параметры микроклимата освещение и др.) жизнедеятельности человека в эксплуатации трубоукладчика;
- идентификация опасности генерируемых различными источниками в техносферу;
- определение негативных допустимых воздействий производств и технический систем на работу трубоукладчика;
- разработка и применение экобиозащитной техники для создания допустимых условий жизнедеятельности человека и его защиты от опасностей;
- обучение работающих операторов и технического персонала основам безопасности жизнедеятельности в эксплуатации трубоукладчика.
2 Анализ вредных факторов в кабине оператора.
Создание более благоприятных условий для работы оператора трубоукладчика улучшение санитарно-гигиенических условий деятельности – это одна из важнейших задач экономического и социального развития. При улучшении условий труда оператора огромную роль играет защита рабочей зоны от вредных для человека воздействий внешней среды и работающего оборудования трубоукладчика. Воздействие неблагоприятных факторов на человека его организм приводит к нарушению функций жизнедеятельности организма человека ухудшению здоровья и работоспособности что сказывается на производительности машины в целом. ГОСТ 12.0.003-80. 3
Рисунок 17 - Анализ вредных факторов трубоукладчика ТГ-124А
На оператора трубоукладчика влияют такие вредные факторы как ухудшение микроклимата шум вибрация.
Микроклимат кабины оператора определяется комплексом физических параметров которые определяют тепловой обмен на рабочем месте между оператором и внешней средой. Параметры микроклимата нормированы по ГОСТ 12.1.005-88. "Воздух рабочей зоны. Общие требования безопасности."
ГОСТ 12.1.011-75. "Машины строительные и дорожные" 1
Микроклимат кабины оператора должен обеспечивать нормальный уровень теплообмена организма человека со средой комфортные теплоощущения высокую работоспособность и производительность труда повышать устойчивость организма.
Нормализация микроклимата кабины оператора осуществляется за счет процессов отопления вентиляции и кондиционирования воздуха.
Оптимальные микроклиматические условия характеризуются сочетанием параметров микроклимата которые при длительном систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального функционирования и теплового состояния организма 1.
При изменении физического состояния воздуха т.е. при метеорологических колебаниях состояние человека также изменяется. Как известно для каждой температуры воздуха имеется свой предел содержания водяных паров называемый абсолютной влажностью воздуха. Кроме того воздух характеризуется относительной влажностью воздуха %. Высокий уровень насыщенности воздуха водяными парами отрицательно воздействует на организм человека. С другой стороны пониженная влажность вызывает сухость слизистых оболочек дыхательных путей.
При высокой температуре окружающей среды отдача тепла телом затрудняется. В этом случае теплоотдача идет лишь путем выделения пота что отрицательно влияет на состав крови в связи с уменьшением количества солей в организме. При длительном воздействии высокой температуры отдача тепла телом почти прекращается: при перегреве тела нарушается работа нервных центров и может произойти тепловой удар.
При работе в условиях низких температур происходит усиленная отдача теплоты телом и может наступить такой момент при котором организм не в состоянии компенсировать потерю теплоты. В результате возникают простудные заболевания. Кроме того могут быть обморожены уши нос пальцы в связи с нарушением кровообращения из-за сокращения кровеносных сосудов от холода.
Движение воздуха является важным фактором влияющим на самочувствие человека. В жарком помещении движение воздуха способствует увеличению отдачи тепла организмом и улучшает его состояние но оказывает неблагоприятные воздействия при низкой температуре воздуха в холодное время года 2.
В кабинах тракторов по ГОСТ 12.2.019-78 "Тракторы и машины самоходные и сельскохозяйственные" температура воздуха в теплый период должна быть на 2-3°С выше температуры наружного воздуха но не ниже +14°С и не выше 28°С при относительной влажности 40-60%.
Для обеспечения в кабинах микроклимата и предельно допустимых концентраций вредных веществ в воздухе в соответствии с нормами ГОСТ 12.1.005-88 12.1.007-78 12.2.019-76 и 12.2.023-78 устраивают естественную вентиляцию (люки форточки опускающиеся окна) и принудительную а также пылеуловители кондиционеры и отопители. Также требуется теплоизоляция кабин. Основные требования к теплоизоляционным материалам кабин – это минимальная теплопроводность высокие звукоизоляционные свойства и необходимая прочность.
В большинстве случаев теплоизолированные панели кабин выполняют трехслойными: наружный слой – облицовка из металлического листа толщиной 08 3 мм средний слой – теплоизоляционный из пенопласта войлока резины ваты картона или воздушной прослойки и внутренний – облицовка из кожзаменителя фанеры и других материалов.
Нормализация микроклимата должна быть достигнута не более чем за 20 минут после включения агрегатов влияющих на микроклимат кабины. Скорость движения воздуха в зоне головы и груди оператора от 04 до 15 мс при температуре равной и выше +25°С. Поток воздуха не должен быть направлен непосредственно на человека – оператора.
Гигиеническая оценка условий труда оператора производится на основании определения содержания в воздухе рабочей зоны пыли и вредных веществ. Влияние пыли на организм человека многообразно. Оно зависит от химического состава дисперсности и формы частиц.
Условия труда оператора значительно ухудшаются при действии на его организм вредных веществ. При определении веществ в кабине измеряется количественное содержание следующих веществ: окиси углерода паров бензина тетраэтилсвинца и т.д. Эти вещества и пыль попадая в организм человека через дыхательные пути пищеварительный тракт кожу рук и лица вступают в физико-химические взаимодействия с тканями и могут вызвать отравления болезни кожного покрова слизистых оболочек и др.
Классификация и предельно допустимое содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны изложены в ГОСТ 12.1.005-88 и ГОСТ 12.1.007-76 "Вредные вещества". Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны – это такие которые при ежедневной работе в течении 8 часов не могут вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья человека в процессе работы и в последующем 1.
Создание благоприятных условий в кабине для человека позволяет улучшить его самочувствие поддержать высокую работоспособность снизить отрицательные эмоции увеличивая тем самым общую сменную производительность машины.
На оператора трубоукладчика воздействует разнообразная вибрация вызываемая передвижением и работой машины. Можно выделить следующие виды шума и вибрации:2
)Шумообразование в двигателях внутреннего сгорания. Возникают шумы аэродинамического происхождения (всасывание воздуха выпуск отработавших газов) шум сгорания в цилиндре механические и ударные шумы (взаимодействия поршня с цилиндром вибрация в подшипниках коленчатого вала и др.). Уровень звука в двигателях внутреннего сгорания устанавливаемых на строительно-дорожных машинах находится в диапазоне от 102 до 115 дБА 25.
)Гидравлические системы при работе излучают шум лежащий в диапазоне от 80 до 100 дБА 25. Наиболее шумным источником гидросистем являются гидронасосы и гидромоторы из-за пульсации давления гидравлической жидкости на выходе.
)Самым основным и интенсивным источником шума и вибрации является рабочий орган машины. Действие шума на организм человека проявляется в поражении органов слуха и нарушении систем (сердечно-сосудистой центральной нервной) а также ослаблении памяти изменении кожной чувствительности.
Влияние вибрации на человека зависит от её спектрального состава направления места приложения и продолжительности действия. Тело работающего человека условно рассматривают как своеобразную колеблющуюся систему поскольку под воздействием вибрации части тела человека перемещаются относительно друг друга с амплитудами в зависимости от источника колебаний и массы органов и человека в целом. Относительные перемещения частей тела приводят к напряжениям в связках между частями тела и взаимному соударению и надавливанию.
Продолжительные колебания человека с частотой от 3 до 5 Гц вредно отражаются на вестибулярном аппарате сердечно-сосудистой системе и вызывают синдром укачивания. Колебания с частотой от 5 до 11 Гц вызывают расстройства в следствии резонансных колебаний головы желудка кишечника. В конечном счете всего тела. При колебании с частотой
от 11 до 45 Гц ухудшается зрение возникает тошнота рвота нарушается нормальная деятельность других органов.
Колебания с частотой больше 45 Гц вызывают повреждение сосудов головного мозга; происходит расстройство циркуляции крови и высшей нервной деятельности с последующем развитием вибрационной болезни.
Тело человека рассматриваемое как вязкоупругая механическая система обладает собственными частотами и достаточно выраженными резонансными свойствами. Резонансные частоты отдельных частей тела человека следующие: головы – от 12 до 27 Гц горла – от 6 до 27 Гц грудной клетки – от 2 до 12 Гц ног и рук – от 2 до 8 Гц поясничной части позвоночника – от 4 до 14 Гц живота от 4 до 12 Гц 24.
Периодически должны проводиться проверки уровня вибрации. Показатели превышения вибрационной нагрузки на оператора не более 12 дБА. При таком показании запрещается проводить работы и применять машину. Режим труда устанавливают при показании превышающем вибрационную нагрузку на оператора не менее 1 дБА. Допустимые уровни общей вибрации категории 2 (транспортно-технологическая вибрация) виброускорение 08 мс и виброскорости 032×10-2 мс 2627.
Для снижения влияния вибрации на оператора применяют вибрационное сидение и настилы 24. Для уменьшения излучения шума на рабочее место все отверстия в капоте заглушить.
4 Инструктажи рабочих
В практике на дорожно-строительных предприятиях применяют следующие виды инструктажа: вводный или предварительный инструктаж; инструктаж на рабочем месте; повторный инструктаж.
Вводный инструктаж проводится до момента допуска рабочего к работе инженером по технике безопасности или главным инженером. Рабочий не прошедший вводного инструктажа к работе на трубоукладчике не допускается.
В процессе вводного инструктажа рабочему сообщают сведения о правилах внутреннего трудового распорядка дисциплине в бригаде во время работы и в нерабочее время на территории строительства или предприятия; о сигналах предупредительных надписях и плакатах по технике безопасности; о порядке пользования спецодеждой инвентарными защитными приспособлениями; об основных требованиях электробезопасности. Во время вводного инструктажа разбирают характерные несчастные случаи имеющие место на таких работах какие будет выполнять рабочий рассказывают о способах оказания первой помощи пострадавшим о порядке регистрации и расследования несчастных случаев.
Продолжительность вводного инструктажа 2÷4 часа. Проводить инструктаж следует в специально отведенном месте оборудованном необходимыми плакатами таблицами и другими наглядными пособиями. На крупных объектах необходимо организовать кабинет по технике безопасности. Проведенный инструктаж оформляется документом.
Инструктаж на рабочем месте проводится примерно по тому же плану что и вводный инструктаж отличаясь от него тем что все вопросы рассматриваются применительно к данному рабочему месту. Рабочий знакомится с технологическим процессом и обстановкой на данном рабочем месте. Ему демонстрируют безопасные методы работы и приемы пользования защитными приспособлениями. Инструктаж на рабочем месте проводится техническим руководителем работ в непосредственном распоряжении которого находится рабочий его продолжительность составляет 4÷6 часов.
В обязанности технического руководителя входит постоянное консультирование рабочего по охране труда и безопасным приемам работы. При переводе на работу иного вида рабочий проходит новый инструктаж на новом рабочем месте. При переводе на работу по другой специальности рабочий обязан заново пройти вводный инструктаж.
При повторном инструктаже внимание рабочего обращают на изменения происшедшие в технологическом процессе разбираются допущенные нарушения правил техники безопасности и их результаты. Необходимо указать на положительные и отрицательные факторы при организации рабочих мест.
Все инженерно-технические работники ежегодно в порядке технического обучения или специально организованных занятий изучают правила техники безопасности производственной санитарии противопожарной безопасности и трудовое законодательство.
5 Санитарно-бытовое обслуживание
Нередко при строительстве трубопроводов рабочие проживают вне места постоянного жительства. В этом случае число бытовых помещений (бань прачечных санузлов) рассчитывается с учетом членов семьи.
Кроме помещений санитарно-бытового назначения на строительстве предусматривают помещения административного и производственного типа. В зданиях для бытового обслуживания размещают гардеробные душевые обогревальни здравпункты столовые и др. Здание административного назначения служит для размещения производителей работ и управлений проходных кладовых пожарных депо помещений для охраны и т.д. 2 .
Потребность в санитарно-бытовых административных культурно-бытовых и жилых зданий устанавливают исходя из расчетной численности работающих на строительстве по нормам.
Для строительства сосредоточенных объектов санитарно-бытовые помещения размещают во временных сборно-разборных зданиях. При строительстве линейных объектов применяют санитарно-бытовые помещения передвижные или контейнерные. Они должны распологатся в незатопляемых местах оборудованных водоотводами стоками пути к ним не должны проходить через опасные участки. Здания санитарно-бытового назначения должны обеспечиваться отоплением внутренним водопроводом и канализацией.
В летнее время устраивают укрытия от воздействия солнечной радиации и атмосферных осадков в виде переносных и передвижных кабин тентов палаток. В этих укрытиях устанавливают кушетки для оказания первой доврачебной помощи. Санитарно-бытовые и административные здания на строящемся объекте следует располагать с наветренной стороны по отношению к установкам производственного назначения. В условиях дорожного строительства для организации питьевого водопровода используют артезианские напоры и безнапорные воды открытые водоемы реки каналы а так же колодцы. Питьевую воду из местных источников даже пригодную для питья нужно обезвреживать путем хлорирования или кипячения.
6 Медицинский и профессиональный осмотры и отборы
Согласно статье 154 КЗОТ РФ и статье 13 Основ законодательства РФ об охране труда работодатель обязан организовать проведение предварительных (при поступлении на работу) и периодических (в течении трудовой деятельности) медицинских осмотров.
Перед заключением трудового договора с работником руководитель организации должен определить необходимость направления его на предварительный медицинский осмотр. Предварительный при поступлении на работу и периодические медицинские осмотры проводятся с целью предотвращения профессиональных заболеваний несчастных случаев и обеспечение безопасности труда по перечням вредных веществ неблагоприятных производственных а так же отдельных видов работ в соответствии с приказом Минздрава РФ. На основании этого руководитель организации по согласованию с профсоюзным комитетом или другим уполномоченным работником представительным органом и совместно с территориальной санитарно-эпидемиологической службой должен определить и утвердить перечень профессий и работ для выполнения которых необходимо пройти предварительный медицинский осмотр.
Профессиональный отбор – одна из задач управления охраной труда на производстве. Требования к операторам технических систем определены стандартами подсистемы 3 ССБТ в разделе Требования к персоналу”. В этом разделе для работ повышенной опасности оговаривается минимальный возраст (18 лет) необходимый для допуска к работе (с 2000 года этот возраст составляет 21 год); ограничения по полу (запрещение проведения женщинами проведение сварки внутри емкостей плазменного напыления и т.д.) уровень профессиональной подготовленности по безопасности труда.
Профессиональный отбор работающих на трубоукладчике предусматривает установление их физической и психофизиологической пригодности к безопасному выполнению работ. Особое внимание при этом уделяется учету физических возможностей антропометрических данных (рост длина рук и т.п.) и психофизиологических данных (темперамент способность к концентрации внимания к восприятию большого объема информации реакция на внешние воздействие психологическая устойчивость и т.п.).
7 Экологическая безопасность.
7.1 Охрана поверхностных и подземных вод от истощения и загрязнения.
Воздействие на водную среду при капитальном ремонте
Мероприятия по снижению воздействия
При выполнении работ по ремонту перехода магистрального нефтепровода негативное воздействие на поверхностные и подземные воды может произойти в следующих случаях19
- при передвижении строительной техники в зоне производства работ;
- при опорожнении нефтепровода;
- при размещении на площадке строительных и бытовых отходов;
- при заправке техники.
При передвижении строительной техники и выполнении земляных работ произойдет нарушение рельефа и как следствие может быть нарушен естественный сток.
Негативное воздействие процесса испытания на водную среду может произойти при сбросе на рельеф использованной воды. В этом случае может произойти загрязнение водной среды веществами находящимися на внутренней поверхности труб.
Негативное воздействие на водную среду может произойти при загрязнении зоны работ производственными и бытовыми отходами.
При заправке техники загрязнение водной Среды может произойти при устройстве площадки заправки без твердого покрытия при хранении ГСМ на площадке эксплуатации неисправной техники и в случае непредвиденного пролива ГСМ.
Мероприятия по снижению воздействия на водную среду в период капитального ремонта
В целях защиты поверхностных и подземных вод от загрязнения на период выполнения капитального ремонта нефтепровода рабочим проектом предусмотрены следующие мероприятия:
- рекультивация полосы временного отвода;
- проведение работ только в пределах полосы временного отвода;
- планировка строительной полосы после окончания работ для сохранения естественного стока поверхностных и талых вод;
- посев многолетних быстрорастущих трав на нарушаемых участках для восстановления растительности;
- запрещен проезд строительной техники вне полосы временного отвода;
- запрещена мойка машин и механизмов на строительной площадке;
- для предотвращения загрязнения почвенно-растительного покрова отходами предусмотрено оборудование рабочих мест и бытовых помещений контейнерами для бытовых и строительных отходов.
Для предотвращения попадания остатков нефти на почву в местах реза следует подставлять поддоны. Жидкие бытовые отходы предусмотрено собирать в водонепроницаемом выгребе а затем вывозить на канализационные очистные сооружения.
Заправку строительной техники решено выполнять из транспортных средств “с колес” на специально оборудованной для этого временной площадке. Площадка представлена в приложении А. Для исключения загрязнения грунта случайно пролитым топливом площадка обвалована на площадке предусмотрено твердое покрытие из дорожных плит уложенных с уклоном к лотку для сбора в герметичную емкость объемом 1 м3 которую сразу же после наполнения следует заменить чистой. Собранное топливо использовать
повторно. После окончания работ площадку заправки демонтировать. Хранение топлива на временной площадке не предусматривается. Топливозаправщик будет находиться на площадке заправки в течение 1 часа один раз в два-четыре дня в течение всего периода проведения работ.
Рабочим проектом предусмотрено эксплуатировать машины и механизмы в исправном состоянии поэтому проливов топлива быть не должно.
До начала производства работ рабочие и инженерно-технический персонал должны пройти экологический инструктаж по соблюдению требований охраны окружающей среды.
7.2 Восстановление (рекультивация) земельного участка. Охрана растительного и животного мира.
Воздействие на земельные угодья в период эксплуатации. Мероприятия по снижению воздействия4
В период нормальной эксплуатации магистральный нефтепровод не оказывает воздействие на земельные угодья потому что является герметичной системой заглубленной в грунт. В период эксплуатации магистрального нефтепровода отходы отсутствуют.
Основным мероприятием по снижению воздействия на земельные угодья в период эксплуатации является повышение надежности работы нефтепровода. Для этого рабочим проектом предусмотрено выполнение капитального ремонта.
При использовании земельных участков расположенных в охранной зоне магистрального нефтепровода необходимо соблюдать «Правила охраны магистральных трубопроводов».4
Воздействие на земельные угодья при капитальном ремонте
Виды и источники воздействия
При выполнении капитального ремонта произойдет негативное воздействие на почвенный покров и рельеф местности.
Тип воздействия – механическое разрушение и загрязнение поверхности отходами.
Источниками воздействия являются:
- передвижение строительной техники;
- земляные работы при разработке котлована для слива и траншей;
- устройство временных отвалов грунта;
- устройство площадки заправки техники;
- устройство бытовых помещений.
- загрязнение территории отходами производства.
Площадь земель на которые будет оказано негативное воздействие в период ремонта перехода магистрального нефтепровода равна площади отвода земель в краткосрочное пользование определена в разделе ППР и составляет 08042 га.4
Последствия воздействия и мероприятия по снижению
Последствиями негативного воздействия на почвенно-растительный покров являются:
- изменение рельефа;
- снижение биологической продуктивности почвенного покрова;
- уничтожение растительности в полосе временного отвода земель.
Для снижения воздействия на почвенно-растительный покров в период капитального ремонта рабочим проектом предусмотрены следующие мероприятия:
- проезд строительной техники разрешается только в пределах полосы отвода земель;
- восстановление почвенного покрова;
- для исключения загрязнения территории отходами производства предусмотрена своевременная уборка мусора и отходов;
- рекультивация нарушенных земель;
- для сохранения направления естественного поверхностного стока воды предусмотрена планировка полосы отвода после окончания работ;
- запрещение использования неисправных пожароопасных транспортных и строительно-монтажных средств;
- строительные материалы применяемые при строительстве должны иметь сертификат качества;
- для восстановления растительности предусмотрен посев многолетних быстрорастущих трав;
- для исключения разлива ГСМ заправку техники осуществлять на временной площадке с твердым покрытием которую после окончания капитального ремонта следует демонтировать;
- работы связанные с повышенной пожароопасностью должны выполняться специалистами соответствующей квалификации;
- запрещено размещение отвалов грунта за границами полосы отвода.
Рабочим проектом предусмотрено выполнить рекультивацию на всей площади полосы временного отвода земель.
Направление рекультивации нарушенных земель выбрано в соответствии с характером дальнейшего использования восстанавливаемых земель - для использования в качестве технического коридора коммуникаций.4
Рекультивация предусмотрена в два этапа: технический и биологический.
По окончании рекультивации земельные участки которые были отведены во временное пользование возвращаются прежним владельцам в состоянии пригодном для дальнейшего их использования по назначению.
Общая площадь земель подлежащих технической рекультивации равна площади временного отвода земель. Техническая рекультивация предусматривает выполнение следующих видов работ:
- засыпка и послойная трамбовка или выравнивание рытвин непредвиденно возникших в процессе производства работ;
- уборка бытового и строительного мусора;
- планировка строительной полосы после окончания работ.
Биологический этап направлен на закрепление поверхностного слоя почвы корневой системой растений создание сомкнутого травостоя и предотвращения развития водной и ветровой эрозии почв на нарушенных землях.
Биологический этап рекультивации выполняется после завершения технического этапа и заключается в посеве многолетних быстрорастущих трав внесении удобрений. Для посева использовать семена трав местного происхождения как наиболее приспособленных к местным почвенно-климатическим условиям. Общая площадь посева составляет 950 м2.
Посев трав предусмотрен на площадях занятых лесорастительностью.
При выполнении вышеуказанных мероприятий предлагаемых настоящим проектом воздействие на почвенно-растительный покров будет минимальным.
Охрана земель от загрязнения отходами
В процессе проведения капитального ремонта на строительной полосе будет образовываться определенное количество отходов. При выполнении строительных работ необходимо принять меры по исключению захламления зоны производства работ. Для предотвращения загрязнения почвы отходами предусматривается их своевременный сбор и вывоз с площадки строительства.
После окончания строительства территорию следует очистить от мусора и отходов образующихся в период строительства.
Строительная колонна должна быть оснащена передвижным оборудованием - мусоросборниками для сбора отходов и мусора и емкостями для сбора отработанных горюче-смазочных материалов.
7.3 Ответственность за нарушение природоохранного законодательства
В соответствии со статьями 81-85 Закона “Об охране окружающей природной среды” за нарушение природоохранного законодательства за причинение вреда окружающей природной среде и здоровью человека должностные лица и предприятия несут дисциплинарную административную либо уголовную гражданско-правовую ответственность.
При проведении работ по ремонту перехода магистрального нефтепровода нарушением природоохранного законодательства следует считать:
- невыполнение обязанностей по проведению государственной экологической экспертизы и требований содержащихся в заключениях экологической экспертизы а также предоставление заведомо неправильных и необоснованных экспертных заключений;
- нарушение экологических требований при проектировании строительстве и эксплуатации;
- порча повреждение уничтожение природных объектов и естественных экологических систем;
- невыполнение обязательных мер по восстановлению нарушенной окружающей природной среды и воспроизводству природных ресурсов;
- неподчинение предписаниям органов осуществляющих государственный экологический контроль;
- нарушение экологических требований по утилизации складированию
или захоронению производственных и бытовых отходов;
- превышение установленных нормативов предельно-допустимых уровней биологического воздействия на окружающую среду;
-несвоевременная или искаженная информация отказ от представления своевременной полной и достоверной информации о состоянии природной среды.
8 Расчет норм и правил эксплуатации трубоукладчика ТГ-124А.
Для того чтобы трубоукладчик эксплуатироваться согласно установленным правилам лица обслуживающие трубоукладчик (машинист стропальщик и др.) должны знать и соблюдать требования инструкции по виду выполняемых работ указания по нормам браковки каната и правила ТБ изложенные в следующих документах:18
-«Правила устройства и безопасности грузоподъёмных кранов» Горгостехнадзор России.
-« Инструкция по безопасности работ для машинистов (крановщиков) стреловых самоходных кранов (железнодорожных автомобильных гусеничных пневмоколёсных) Горгостехнадзора России.
-«Типовая инструкция для стропальщиков (такелажников зацепщиков) обслуживающих грузоподъёмные краны» Горгостехнадзора России.
-«Правило техники безопасности при строительстве магистральных стальных трубопроводов» утверждённые Газпроммаш России.
-« СниПШ –А П-70 «Строительные нормы и правила ТБ В строительстве» Госстроя России.
В связи с осыпанием бровки грунта необходимо устанавливать трубоукладчик не ближе 1 метра от траншеи. А также укладывать трубопровод можно только с разрешения производителя работ или лица ответственного за эксплуатацию трубоукладчика после проверки невозможности сползания грунта под трубоукладчиком или трубопроводом (грузом).
Во избежании обрыва грузового каната или в случае падения давления в напорной гидро- магистрали категорически запрещается находится под поднятом грузом стрелой или поворота противовеса.
При опускании грузового крюка в нижнее положение (траншею) на барабане лебёдки должно оставаться не менее 15 витков каната. Так как эти полтора витка являются коэффициентом запаса жесткости закрепления каната на барабане лебедки.18
Для подъема и укладки в траншею сварных трубопроводов разрешается применять только испытанные и исправные грузозахватные приспособления (троллейрные подвески траверсы захваты полотенца и т.д.) а для погрузки и разгрузки отдельных труб и пакетов из нескольких труб следует пользоваться торцевыми захватами и кольцевыми само затягивающими стропами.
Грузозахватные приспособления должны иметь бирку и клеймо с обозначением грузоподъёмности и даты испытания.
Пользовать грузозахватными приспособлениями грузоподъемность которая неизвестна запрещается. Производить строповку труб проволокой (канаткой ) обрывками троса или стропами не имеющими специальных захватов не разрешаются.
Перед началом работы машинист должен произвести тщательный осмотр трубоукладчика. Особое внимание при этом должно быть уделено осмотру тормоза лебёдки проверке надёжности действия во всех механизмах управления осмотру канатов крюка грузозахватных приспособлений крепление механизмов и элементов конструкции. ПО нормам Госстехнадзора канат должен проверятся на прочность при приложении нагрузки в два раза превышающая максимальную грузоподъемности 25тонн..
а) Постоянно наблюдать за состоянием механизмов трубоукладчика и его контрольными приборами.
б) В следствии того что качество и долговечность трубопровода зависит от качества изоляции следует следить за тем чтобы изолированная часть трубопровода опускалась на дно траншеи не задевая её стенки.
в) Установить крюк в отвесном положении над грузом подлежащем подъёму.
г) Систематически следить за состоянием тормоза лебёдки подъёма груза.
д) Перед опусканием стрелы проверить расстояние между крюковой и подвесной обоймой которые должны быть не менее 500мм.18
е) Не доводить крюковую обойму до упору в подвесную обойму что может вызвать обрыва грузового каната.
При работе с единичным грузом машинист обязан соблюдать следующие основные правила не разрешается поднимать груз превышающий максимальную грузоподъёмность трубоукладчика.
Для максимально возможно уменьшения амплитуды раскачивания груза разрешается передвижение трубоукладчика производить только на первой передачи. При передвижении с грузом он должен быть поднят на минимальную высоту необходимую для передвижения.
Движения трубоукладчика под допустимым углом 100 должно производится только на первой передачи. При работе на уклонах во избежания опрокидывания проявлять особую осторожность.
При движении с единичными грузами на продольных или поперечных уклонах более 30 их надо привязывать расчалками имеющими необходимую прочность к стреле так чтобы груз в процессе движения не отклонялся от оси стрелы в продольном и не отклонялся от трубоукладчика в поперечном направлении т.к. отклонение груза в сторону уклона в процессе передвижения особенно при движении с наибольшим для данного вылета грузом на уклонах близких к максимально допустимым может привести к опрокидыванию трубоукладчика.
Так как вероятность воспламенения горюче смазочных материалов очень высока то установим правило что работы с применением открытого огня (разогревать масло подогревать воду для запуска двигателя и т.д.) разрешается на расстоянии не менее 50м. От места работы или стоянки трубоукладчика.
Во избежании пожара машинист должен следить за чистотой двигателя его картера не допускать скоплении на них грязи смешанной с бензином дизельным топливом и маслом;
В случае воспламенения горюче смазочных материалов тушить их лучше углекислотным огнетушителем типа ОУ-2 а также засыпать песком грунтом или накрыть пламя кошмой. Заливать пламя водой запрещается.18
В ходе дипломного проекта были освещены вопросы касающиеся модернизации крана-трубоукладчика и его эксплуатации. Цель модернизации заключалась в замене стандартного противовеса на плавающий с учетом всех прочностных характеристик при неизменной нагрузке с помощью программного продукта COSMOSWORKS. Замена противовеса приводит к увеличению момента грузовой устойчивости вследствие чего повышается грузоподъёмность.
Благодаря этому не нужно применять трубоукладчики большей грузоподъёмности так как их использование будет менее экономически выгодно приведет к увеличению затрат на их обслуживание и ремонт.
В процессе работы мною над дипломным проектом в совершенстве было освоено трехмерное моделирование. В котором как ни где лучше можно представить геометрию детали любой сложности. А задавшись характеристикой материала и действующими нагрузками с помощью программы COSMOSWORKS можно с легкостью произвести расчет на прочность.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Безопасность жизнедеятельности. Учебник для вузов Белов С. В. Ильицкая А. В. Козьянов А. Ф. и др.; Под общей редакцией Белова С. В. 2-е издание испр. и доп. – М.: Высшая школа 1999. – 448 с.
Иванов Н. И. Борьба с шумом и вибрацией на путевых и строительных машинах. Изд. 2-е перераб. доп. – М.: Транспорт 1987. – 223 с.
Орлов Т. Г. Инженерные решения по охране труда в строительстве. – М.: Стройиздат 1985. – 165 с.
Справочник технолога машиностроителя. Т2 Изд. 2-е перераб. и доп.- М.: Машиностроение 1985. – 496 с.
Устройство для транспортировки длинномерных труб: Патент 708100 МКИ В66С 2372 Подгорбунский Е. А. Семин Е. Л. Николенко В. Ф. Моисеев Ю. Г. Горбачев В. Г. и Золоев Р. О. – 2 с.: ил.
Кран-трубоукладчик: Патент (21)235082229-11 МКИ В 66 С 2342 Аранзон М.И. Ващук И. М. Уткин В. И. Манякин Б.В. Седов К. К. Телушкин В. Д. – 4 с.: ил.
Кран: Патент 1204548 МКИ В 66 С 2344 Щербаков В. Ф. Раац В. Ф. Матвейчук Д. С. Руппель А. А. Разоренов С. В. Кузьмин Г. В. –2 с.: ил.
Краны-трубоукладчики Дудолаев Ю. А. Саттаров Т. Х.. Шагов Н. П.; издание 2-е переработанное и дополненное – М.: Высшая школа 1976. – 288с.
Строительные машины. Учебное пособие для вузов Добронравов С. С. Сергеев В. П.; 2-е издание перераб. и доп.- М.: Высшая школа 1981. – 320 с. ил.
Трубоукладчики (эксплуатация и ремонт) Жилинский П. П.-М.: Высшая школа 1961. – 132 с. ил.
Машинист трубоукладчика. Справочное пособие для рабочих Липович А. Л. Остапенок К. А. Романов Е. И. Хайтович Ц. С. –М.: Недра 1987. – 136с. ил.
Трубоукладчик Ващук И. М. Уткин В. И. – М. Высшая школа 1989. –215с.
Трубоукладчик Зарубин и др. – М. Высшая школа 1984. – 134 с.
Краны-трубоукладчики Дудолаев Ю. А. Саттаров Т. Х..– М.: Высшая школа 1986. – 315 с.
Сугробов Н. Т. Панянов В. И Будырь Н. Ф. Охрана труда в строительстве .- М.: Строиздат 1985 – 341 с.
Филипов Б. И. Охрана труда при строительстве.: Учебник для студентов вузов по специальности «Строительные и дорожные машины» . Изд-е 3-е перераб. и доп. – М.: Высш. школа 1984. – 247 с.
Безопасность жизнедеятельности. Безопасность технических процессов и производств. Охрана труда Кукин П. П. Лапин В. Л. Подперных Е. А. Пономарев Н. Л. Сердугок Н. И. – М.: Высшая школа 1999. – 316 с.
Металлорежущие станки Типинкичиев В.К. Красниченко Л.В. Тихонов А.А. Колев Н.С.- М.: Машиностроение 1972.-464.