Трубоукладчики

Содержание

 

Введение                                                                                                                   4

1  Устройство, принцип действия трубоукладчика. Классификация. Сравнительный анализ…………………………………………………………………... 5

  1.1 Устройство трубоукладчика……………………………………………… 5

  1.2 Принцип действия трубоукладчика……………………………………… 7

  1.3 Классификация……………………………………………………….……. 8

  1.4 Сравнительный анализ……………………………………………………. 9

2  Специальная часть………………………………………………………….  . 11

  2.1 Особенности функционирования трубоукладчика…………………  …..11

3 Расчетная часть ……………………………………………………………….23

  3.1 Определение максимального вылета стрелы трубоукладчика ………...24

  3.2 Определение грузоподъемности трубоукладчика ………………… …...24

  3.3 Определение коэффициента запаса устойчивости трубоукладчика…...25

  3.4 Определение удельной металлоемкости ……………………… ………..26

  3.5 Определение технической производительности крана-трубоукладчика…………………………………………………………………..27

  3.6 Определение эксплуатационной производительности крана-трубоукладчика…………………………………………………………………..28

  3.7 Экономическая эффективность и реализация трубоукладчика ………..29

Заключение ………………………………………………………………………30

Литература ………………………………………………………………………31

Приложение ……………………………………………………………………..32 

Введение

При ремонтных работах магистральных трубопроводов необходимо выполнить общий объём самых разнообразных работ, используя огромное количество специализированной техники.

Для механизации трудоемких и тяжелых работ серийно выпускают большое число типоразмеров специальных машин – роторные траншейные экскаваторы, машины и установки для очистки и изоляции труб, трубоукладчики, станки для холодного гнутья труб, сварочные установки и агрегаты, грейдеры, скреперы, одноковшовые экскаваторы. Основными и наиболее распространенными машинами являются трубоукладчики.

Трубоукладчиком называется самоходная грузоподъемная машина, способная перемещаться с грузом на крюке и служащая для подъема и укладки трубопровода в траншею, а также для выполнения различных грузоподъемных и монтажных работ (погрузка и разгрузка труб и плетей, центровка труб при сварке и пр.).

Основное назначение трубоукладчика – сопровождение очистных и изоляционных машин и укладка изолированного трубопровода в траншею.

В данной работе необходимо произвести расчет  максимального вылета стрелы трубоукладчика; провести сравнительный анализ и доказать экономическую эффективность и реализацию трубоукладчика типа Т-614.

 

1. Устройство, принцип действия трубоукладчика. Классификация. Сравнительный анализ
1. Устройство трубоукладчика

 

При ремонте магистральных трубопроводов используют самые разнообразные рабочие 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  и монтажных работ.  

Трубоукладчик состоит из базовой машины и навесного оборудования.

В состав базовой машины входит двигатель, трансмиссия, ходовая часть и нижняя рама (шасси) трубоукладчика.

Навесное оборудование включает стрелу, блочно-талевую систему с крюком, контргруз и лебёдку.

Трубоукладчики создаются на базе серийных гусеничных тракторов без существенного изменения их конструкции (ТЛ-4, ТЛДТ-54, ТЛГ-4М, ТО-1224, ТБ1232), так и на специальных гусеничных базах, в которых широко используются узлы серийных тракторов (Т614, Т1530, Т3560).

Трактор трубоукладчика, представляет собой сложную машину, которая состоит из отдельных систем и механизмов, находящихся в определённом взаимодействии друг с другом. Основными элементами гусеничного трактора являются: двигатель, силовая передача, ходовая часть и механизмы управления. Кроме того, современный трактор включает в себя вспомогательное и рабочее оборудование.

    

                Рисунок 1- Общая схема гусеничного трактора

 

 

У трактора, предназначенного для изготовления трубоукладчика, двигатель 14 и все механизмы силовой передачи 7 установлены на ходовой части 5. Ходовая часть включает раму 13, ведущие звёздочки 6, гусеницы 12, тележки 4 гусениц с верхними поддерживающими гусеницу и нижними опорными 3 катками и направляющие колёса 1 с натяжными устройствами.

 Механизмы управления  трактором состоят из смонтированных  отдельно механизмов 11 поворота и тормозных устройств, а также привода управления.

Рабочее оборудование предназначено для использования мощности двигателя при работе трактора с прицепными и навесными машинами и орудиями, а также со стационарными машинами. К рабочему оборудованию трактора относятся: прицепная серьга 10, механизм 9 отбора мощности, гидравлическая навесная система 8, электроосветительная система, гидро – или пневмосистема сервоуправления основными частями силовой передачи.

При движении по дорогам и бездорожью с достаточно высокой скоростью, тракторы и все их механизмы и системы подвергаются тряске, возникающей из-за неровностей почвы и неравномерного соприкосновения с ней гусениц. Для уменьшения этого вредного явления   и во избежание нарушения работы механизмов трактора тележки гусениц соединены с рамой посредством специальных устройств: рессор 2, торсионов и т.п.

 

2. Принцип действия трубоукладчика

 

Трубоукладчики представляют собой самоходную тележку, оснащенную боковой стрелой.

Предназначены они для удержания трубопровода при прохождении 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 сварочно-монтажных работ, для монтажа и удерживания трубопровода при сооружении подводных и воздушных переходов и для выполнения различных погрузочно-разгрузочных работ на сварочно-монтажных базах и в полосе строящегося трубопровода.

Трубоукладчики на трубосварочной базе перегружают трубы с трубовоза на сборочно-сварочную линию или укладывают их в штабели, после сварки труб в секции снимают их со сварочного стенда и грузят на плететрубовозы или укладывают в штабели секций.

В процессе ремонтных работ трубопровода трубоукладчики участвуют в выполнении работ по сварке захлестов и вварке  запорной арматуры или катушек.

Также трубоукладчики используют при  погрузочно-разгрузочных работах на линейной части магистральных газонефтепроводов. Например, на монтаже компрессорных и насосных станций, на обустройстве газонефтепромыслов, при прокладке водопроводных и каннализационных сетей городских коммуникаций.

 

3. Классификация

 

По типу двигателя тракторы бывают электрическими и оборудованными дизелем, который используется на большинстве современных тракторов как наиболее экономичный по расходу топлива.

По способу передвижения тракторы разделяются на гусеничные и колёсные. Гусеничные тракторы характеризуются относительно низким удельным давлением на грунт – 0,35 – 0,5 кгс/см², поэтому они наиболее пригодны для работы на грунтах с низкой несущей способностью (разбитые дороги, грязь, болотистые местности). Однако гусеничные тракторы значительно тяжелее колёсных, т.е. более металлоёмки, сложнее и дороже в изготовлении и эксплуатации.

Колёсные тракторы изготовляют со стальными колёсами и на пневматических шинах. Эти тракторы предназначены для работы на пахотных землях, умеренно влажных почвах, грунтовых и шоссейных дорогах и т.д. Они меньше разрушают дорожные покрытия и меньше затрачивают мощности на передвижение. Вместе с тем все эти преимущества колёсных тракторов утрачиваются при работе на грунтах с пониженной несущей способностью.

По типу остова тракторы делятся на три основные группы: рамные, полурамные и безрамные.

У рамных тракторов остов представляет собой клёпаную или клёпано-сварную раму, на которой устанавливают все механизмы и узлы трактора.

У полурамных тракторов остов для установки корпусов механизмов силовой передачи образуется двумя продольными балками – лонжеронами, которые привёрнуты или приварены к корпусу заднего моста, и поперечным брусом, соединяющим лонжероны в передней части.

Остовом безрамных тракторов являются корпуса отдельных узлов: корпус заднего моста и коробки передач, кожух промежуточной передачи, кожух муфты сцепления и блок двигателя. Безрамными изготовляют лёгкие сельскохозяйственные тракторы с колёсной ходовой частью.

По способу использования тракторы делятся на сельскохозяйственные, промышленные, транспортные и специального назначения. Отечественная промышленность выпускает около 40 типоразмеров тракторов, мощность их колеблется от 300 до 500 л.с. Эти тракторы используются в качестве базы для трубоукладчиков больших грузоподъёмностей и грузовых моментов.

 Промышленные тракторы  используют в строительной индустрии  в качестве транспортных машин, а чаще всего как специальные машины с различным навесным или прицепным оборудованием, которое позволяет выполнять механизированным способом многие тяжёлые и трудоёмкие работы. Тракторы являются базой для таких специальных строительных машин, как бульдозеры, роторные экскаваторы, краны – трубоукладчики, кабелеукладчики, рыхлители и многие другие.

Специальные тракторы в зависимости от того, для какой цели они предназначены, представляют собой или машину особого конструктивного исполнения и формы, например трелёвочный трактор марки ТДТ-40М, или существенную модернизацию промышленно – сельскохозяйственного трактора общего назначения; например, болотоходный трактор Т-100МБ, выполненный на базе трактора Т-100М; гусеничное шасси трубоукладчика Т-1530В, в котором использовано большинство узлов того же трактора; специальный трактор- трубоукладчик Д-804М, выполненный на базе промышленного трактора Т-180, и ряд других машин.

 

4. Сравнительный анализ

 

Рассмотрим трубоукладчики на примере типа Т-614 и ТГ-61.

 

Таблица 1- Технические характеристики трубоукладчиков ТГ-61 и 

Т-614

Основные показатели	ТГ-61	Т-614
Грузоподъемность , т	6,3	6,3
Момент устойчивости, тсм	16	16
Максимальный вылет крюка, м	5	5
Длина стрелы, м	5,3	7,8
Базовое шасси (трактор)	ДТ-75Р-С3	ДТ-75
Максимальное тяговое усилие, т	10,4	6,5
Максимальная мощность двигателя, кВт	80	70
Габаритные размеры , м:
длина	4,4	4,56
ширина	3,5	3,64
высота	6,2	6
Масса, т	14,1	11,9

 

 

 

Краны-трубоукладчики  ТГ-61 и Т-614 предназначены для укладки трубопроводов диаметром до 426 мм.

 

2 Специальная часть

2.1 Особенности функционирования  трубоукладчика

 

Трубоукладчик состоит из базовой машины и навесного оборудования.

В состав базовой машины (базы) входит двигатель, трансмиссия, ходовая часть и нижняя рама (щасси) трубоукладчика.

Навесное оборудование включается стрелу, блочно-талевую систему с крюком, контргруз и лебедку.

Гусеничное тракторное шасси включает двигатель 2, силовую передачу 9 к гусеницам и ходовую часть 7.

Двигатель со всеми основными и вспомогательными механизмами и системами преобразует тепловую энергию топлива, сгорающего в его цилиндрах, в механическую энергию, передаваемую коленчатым валом двигателя силовой передаче.

Силовая передача представляет собой группу механизмов, предназначенных для передачи вращательного движения от вала двигателя к гусеницам, называемым движителями.

Ходовая часть - это группа механизмов, состоящая из катков, ведущих и направляющих колес гусениц со всеми устройствами их подвески на остове шасси. Ходовая часть обеспечивает преобразование вращательного движения ведущих колес в поступательное движении шасси.

Навесное оборудование включает механизмы 8 отбора мощности и привода лебедки, лебедку 3, грузовую стрелу 1 с полиспастами и грузовым крюком, контргруз 4 с гидроцилиндром управления, верхнюю раму 6.

Система управления трубоукладчиком разделяется на механизмы управления ходовой частью, обеспечивающие движение трубоукладчика, и механизмы управления навесным оборудованием, обеспечивающие выполнение крановых работ.

Рисунок 2 - Кран-трубоукладчик

I - тракторное шасси, II - навесное оборудование, 1- грузовая стрела, 2 - двигатель трактора, 3 - лебедка, 4 - контргруз, 5 - гидроцилиндр управления, 6 - верхняя рама, 7 - ходовая часть, 8 - механизм отбора мощности, 9 - силовая передача гусеничного шасси

 

Трубоукладчики создаются на базе серийных гусеничных тракторов без существенного изменения их конструкции (ТЛ-4, ТЛДТ-54, ТЛГ-4М, ТО-1224, ТБ1232), так и на специальных гусеничных базах, в которых широко используются узлы серийных тракторов (Т614, Т1530, Т3560).