2519

ведения земляных работ при ремонте магистральных трубопроводов [2] .

Согласно [3] применяется следующая технология проведения земляных работ при ремонте магистральных трубопроводов на рисунке 1.

Рис.1. Технологическая схема ремонта трубопроводов согласно РД 39-00147105-015-98

-снятие бульдозером плодородного слоя грунта и перемещение его во временный отвал;

-разработка одноковшовым экскаватором одной из боковых сторон траншеи на глубину, равную не менее одного метра ниже нижней образующей трубопровода. Вынимаемый минеральный грунт отсыпают на дневную поверхность земли, на сторону разрабатываемой траншеи;

-разработка одноковшовым экскаватором траншеи с другой стороны трубопровода на глубину не менее одного метра ниже нижней образующей трубопровода, а также снятие минерального надтрубного слоя грунта, отсыпка на дневную поверхность земли, на сторону разрабатываемой траншеи;

-выравнивание бульдозером отвала минерального грунта для создания полосы прохода ремонтной техники;

-осуществление подкапывающей машиной разработки минерального грунта под трубопроводом, сбрасывание его в обе стороны от трубы, в ранее выкопанные одноковшовым экскаватором боковые траншеи.

Комплекс предназначен для выполнения земляных работ при капитальном ремонте газо - и нефтепроводов, а также для выполнения ремонтно-восстановительных работ после аварий на трубопроводном транспорте. Использование комплекса машин позволяет выполнять ремонтные работы без подъема трубы из грунтового ложа, исключить осадку трубопровода после ремонта относительно линии исходного залегания.

Каждая из машин комплекса может использоваться в составе колонны по капитальному ремонту трубопроводов индивидуально, реализуя свое функциональное назначение, если остальной объем земляных работ выполняется другими машинами. При использовании данной технологии нет необходимости в подъеме ремонтируемой трубы, оснащении ремонтных колонн дорогостоящими трубоукладчиками или другой техникой, значительно повышается безопасность выполнения ремонтных работ. В качестве страховочных могут при необходимости использоваться один или два трубоукладчика, что даст возможность увеличить длину открытого участка трубопровода. Любая технология работ без подъёма трубопровода из траншеи требует применения подкапывающей машины.

Подкапывающая роторная машина предназначена для механизированного удаления грунта из-под трубопроводов при ремонте магистральных нефтепроводов по технологии без поднятия трубы. Механизированный процесс углубления рабочего органа под трубопровод, разработка грунта под трубопроводом и транспортирование его в приямки обеспечивается двумя роторными рабочими органами.

Существующие в эксплуатации подкапывающие машины, как и отраженные технические решения в патентах, имеют общий недостаток: невысокая скорость передвижения машины (из отряда колонны машин) изза невозможности устранения проскальзывания фиксирующего механизма устройства передвижения машины.

Данная проблема значительно усугубляется реакцией грунта на режуще-отвальный орган при подаче тележки; в этом случае эта реакция создает момент, отрывающий тележку от трубопровода вверх.

В совокупности все это приводит к снижению надежности машины (ее ресурса) вследствие повышенной нагрузки на ее узлы, их износа вплоть до поломок и, таким образом, снижает ее эксплуатационную эффективность.

Для решения данных проблем на базе СибАДИ была разработана конструкция принципиально нового рабочего органа подкапывающей машины [4]

Разработка новой конструкции машины базируется на технологических требованиях к ней и детальном описании процесса, осуществляемого рабочими органами при взаимодействии с разрабатываемым грунтом. В процессе взаимодействия рабочего органа землеройной машины с грунтом возникают силы сопротивления. Они зависят от физикомеханических свойств грунта, геометрии рабочего органа, способов разрушения, режимов работы, толщины стружки. Все силы сопротивления приводят к системе нормальных

и касательных составляющих к траектории движения.

В зависимости от типа рабочего органа технологический процесс взаимодействия его с грунтом может содержать все перечисленные элементы или часть.

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

Таким образом, можно обозначить две контактные зоны взаимодействия роторов и резцов роторов с разрабатываемым грунтом: зона непосредственной разработки грунта и зона выноса грунта. Этапы внедрения резцов роторов в грунт, перемещение грунта по рабочему органу и его разработка осуществляется в зоне непосредственной разработки грунта, а вынос срезанного грунта в боковые приямки траншеи – в зоне выноса грунта , обозначенными на рисунке 2.

коэффициентом трения. Силу трения грунта о поверхность ротора можно найти как интегральную сумму сил трения грунта на элементарных площадках ротора, направленных по касательной к поверхности ротора.

Сила воздействия грунта на резец при его перемещении Р определится как поверхностный интеграл давление грунта на резец при его перемещении на элементарных площадках резца.

При работе подкапывающей машины возникают усилия со стороны грунта на резцы и боковую поверхность ротора, поэтому силу сопротивления можно определить по формуле

z

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

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

4.Киселева Л.Н., Федотенко Ю.А. Машина для удаления грунта изпод магистрального трубопровода. - Патент на полезную модель № 64312 от 27 июня 2007 (Бюл. изобр № 18, 2007).

5.Киселева Л.Н. Математическое описание процесса взаимодействия рабочих органов подкапывающей машины с разрабатываемым грунтом. / Материалы IV Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов, молодых ученых «Развитие дорожно-транспортного комплекса и строительной инфраструктуры на основе рационального природопользования». - Омск: Изд-во СибАДИ, 2010. –330 с. - С. 267-270.

где T - сумма проекций сил сопротивления перемещения резцов в грунте на ось, совпадающую с направлением движения машины;- сумма проекций сил трения со стороны

грунта на поверхность ротора; P - сумма проекций сил нормального давления со стороны грунта на поверхность ротора; φ - угол наклона резца, τ - сила трения грунта, направленная по касательной к поверхности ротора, σ - поверхность контакта резцов с грунтом, dS, ds

– элементарная площадка контакта грунта с поверхностью ротора и резца, рi – давление грунта на резец при его перемещении [5].

Заключение. При проведении исследований были выявлены основные закономерности рабочего процесса и технических решений, позволяющих повысить производительность земляных работ при ремонте магистральных трубопроводов.

Библиографический список

1. Лурье М.В. и др. Трубопроводный транспорт нефтепродуктов. – М.: Нефть и газ, 1999. –248 с.

BASIC PRINCIPLES OF MATHEMATICAL MODELLING OF THE INTERACTION OF THE WORKING BODY DIGGING MACHINE

WITH SOIL.

V.N Kuznetsova, L.N. Kiselyova

The question on repair of the main pipelines without the transportation termination on them of liquid and gaseous products is considered. In article process of operation of the digging machine is described. In article new possibilities of the digging machine are presented.

Киселева Лариса Николаевна – аспирантка кафедры «Нефтегазовая и строительная техника» Сибирской государственной автомобильнодорожной академии. Основное направление научных исследований – рационализация рабочих органов при ремонте магистральных трубопроводов. Имеет 12 опубликованные работы.

E- mail: ooo_severtrans@mail.ru

Кузнецова Виктория Николаевна - д-р техн. наук, профессор, декан факультета «Магистерская и послевузовская подготовка» Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. Основное направление научных исследований

– оптимизация рабочих органов землеройных и землеройно-транспортных машин. Имеет 90

опубликованных работ. E-mail: nis@sibadi.org

Важным обобщающим экономическим показателем работы автомобильного транспорта является себестоимость перевозок.

Себестоимость перевозок является синтетическим показателем, отражающим влияние комплекса факторов - объема выполненной работы, эффективности использования подвижного состава, оборудования и рабочего времени, уровня производительности труда и внедрения новой техники материальнотехнического снабжения и др.

Снижение себестоимости перевозок перевозчики добиваются путем принятия решений на стадии планирования поставки следующими мероприятиями:

1.Повышение грузоподъемности привлекаемого подвижного состава;

2.Нормирование скорости движения;

3.Улучшение загрузки;

4.Повышение коэффициента использования грузоподъемности;

5.Маршрутизация перевозок груза;

6.Снижение непроизводительных пробе-

гов;

7.Снижение времени простоя под погрузкой и разгрузкой;

8.Увеличение продолжительности времени использования автомобиля.

При расчете себестоимости используется метод, основанный на классической модели расчета выработки подвижного состава (ПС), изложенный в трудах Л.Л. Афанасьева, Л.Б. Миротина, С.Р. Лейдермана, и не учитывающий дискретности протекания транспортного процесса [1,3].

В работах В.И. Николина, С.М. Мочалина, А.В. Терентьева и других ученых доказано, что применение данной модели на практике в расчете натуральных показателей (пробег,

скорость, объем выполненной работы, транспортная работа и др.) ошибка между плановыми и фактическими величинами в некоторых случаях может достигать 50% и более. Поэтому следует полагать, что если расчет себестоимости будет основан на данном подходе, то в конечном итоге тоже может получиться несоответствие фактических и плановых показателей [4,5].

Для выявления закономерности влияния технико-эксплуатационных показателей на себестоимость перевозок в автотранспортных системах доставки грузов (АТСДГ) необходимо провести исследования следующим образом. Используя метод цепных подстановок [3], прямым счетом осуществляется расчет натуральных и экономических показателей работы микросистемы доставки грузов при различных величинах ТЭП. Диапазон и шаг изменения влияния ТЭП применяется на основе статистических данных.

Расчет себестоимости перевозок осуществляется по формуле:

где: S – себестоимость перевозки, руб./ткм; З- общая сумма затрат на перевозку, руб.;

П- натуральные показатели: Q (т), P (ткм), Lге (км).

З ЗПв СТ Ссм СТОиР Сш ССО НР,

(2)

где: ЗПв – заработная плата водителей и руководства с отчислениями на социальные нужды, руб.;

Ст – затраты на топливо, руб.;

Ссм – затраты на смазочные и другие эксплуатационные материалы, руб.;

СТОиР – затраты на техническое обслуживание и ремонт ПС, руб.;

Сш – затраты на восстановление и ремонт автомобильных шин, руб.;

САО – амортизационные отчисления по ПС, руб.;

НР – накладные расходы, руб.

Методика расчета заключается в следующем. На первом этапе определяется натуральные показатели работы подвижного состава – количество ездок (Zе), выработка автомобиля в тоннах (Q) и тонно-километрах (P), а так же пробег (Lге). На втором этапе на основании полученных натуральных показателей рассчитываются стоимостные критерии работы системы – себестоимость 1 км пробега (Sкм), перевозки 1 т груза (Sт) и выполнения 1 ткм транспортной работы (Sткм), а так же затраты на выполнение перевозок (З), доход (Д) и прибыль от перевозок (П). Все показатели рассчитываются по: 1- классической теории (КТ), основанной проф. С.Р. Лейдерманом; 2- дискретной теории (ДТ) научной школы СибАДИ.

Доход и прибыль определяются:

где: Т1т – тариф за перевозку 1 т груза, руб.

Рассмотрим пример работы одного автомобиля на маятниковом маршруте с обратным не груженым пробегом (микросистема).

Исходные данные: Тм= 9 ч; Vт = 25 км/ч; Lге= 10 км; Др = 30; Т1т = 250 руб.; часовая тарифная ставка водителя III класса = 29 руб; τп(в) = 0,84 мин/т [6].

По итогам табл. 1 наблюдается несовершенство системы планирования, поэтому многие связи и функции на практике могут быть не реализованными должным образом, а в существующих исследованиях им не уделено должного внимания, многие вопросы не решены, отдельные звенья системы упущены совсем.