Studying the load of the working equipment of the knife pipe deepener for trenchless laying of engineering communications by the pulling method
DOI:
https://doi.org/10.30977/VEIT.2022.22.0.11Keywords:
knife pipe deepener, drawing method, horizontal well, linear extension networks, well, load, work equipment, engineering communications, calculation scheme, mathematical model, modes of operationAbstract
Problem. This article is devoted to the study of the load of the working equipment of the knife pipe boring machine for trenchless laying of linear underground engineering communications by pulling them through the soil. The implementation of this method requires significant traction efforts, which causes big stress in its working equipment. Understanding their meaning is important when designing these machines. Goal. The purpose of the research is to create calculation schemes and mathematical models that will allow you to get an idea of the load on the work equipment and provide it with a qualitative assessment of its stress state. Methodology. In order to achieve the set goal, an idea of the dynamics of work processes of earthmoving and transport machines was put forward. Results. The obtained results made it possible to carry out an analysis of the loads on the working equipment of the pipe dredger, taking into account the processes that occur during the meeting of the knife working body with an obstacle in the process of movement. Namely, it was established that when the back knife of the working equipment meets with obstacles, the stiffness of which increases, from 10.000 to 20,000kN/m, it does not lead to a significant increase in the operating loads, which can be explained by a significant difference in the stiffness of the obstacle and the working equipment. It is possible to reduce the maximum operating loads from 270 to 210kN, or by 27% by reducing the stiffness of the working equipment from 2000 to 500kN/m due to the use of additional elastic nodes or elements that absorb dynamic loads in the metal structure of the knife equipment of the machine. The most significant reduction in operating forces can be achieved by reducing the speed of movement in areas where obstacles are likely to be encountered. The conducted studies showed that changing the movement speed from 1.5 to 0.5 m/s allows to reduce the resulting forces from 330 to 190 kN, or by 43%. Scientific novelty. For the first time, calculation models were obtained for determining the dynamic load of the working equipment of knife pipe boring machines during its collision with obstacles.. Practical value. The results of the research can be recommended for practical use in the design of knife-type pipe deepeners, which are intended for trenchless laying of underground communications.
References
Ткачук М.М., Филипчук В.Л., Якимчук Б.Н. (2013) Будівництво зовнішніх мереж і монтаж санітарно-технічного обладнання будівель: Навчальний. посібник. Рівне: НУВГП, 391 с. Tkachuk M.M., Fylypchuk V.L., Yakymchuk B.N. (2013) Budivnytstvo zovnishnikh merezh i montazh sanitarno-tekhnichnoho obladnannia budivel: Navchalnyi. posibnyk. Rivne: NUVHP, 391 s. [in Ukrainian].
Шацкий А.С. О (2007) состоянии механизации трубопроводного строительства. Трубопроводний транспорт. М.: ОАО ВНИИСТ, №4. С. 10-14. SHackij A.S. O (2007) sostoyanii mekhanizacii truboprovodnogo stroitel'stva. Truboprovodnij transport. M.: OAO VNIIST, №4. S. 10-14. [in Russian].
Kravets S., Suponyev V., Goponov A., Koval A., Kovalevskyi S. (2020) Determining efficient operating modes and sizes of blades for multi-scraper trench excavators. Eastern-EuropeanJornalofEnterpise Technologies. Kharkiv. Vol. 4, №1 (106), P.23-28.
Руднев В.К., Кравец С.В., Каслин Н.Д., Супо-нев В.Н. (2008) Машины для бестраншейной прокладки подземных коммуникаций Харь-ков: ООО «Фавор», 56с. Rudnev V.K., Kravec S.V., Kaslin N.D., Suponev V.N. (2008) Mashiny dlya bestranshejnoj pro-kladki podzemnyh kommunikacij Har'kov: OOO «Favor», 56s. [in Russian].
Супонев В.Н., Каслин Н.Д., Олексин В.И. (2008) Бестраншейные технологии прокладки распределительных инженерных комму-никаций // Науковий вісник будівництва. №499. С. 213-217. Suponev V.N., Kaslin N.D., Oleksin V.I. (2008) Bestranshejnye tekhnologii prokladki ras-predelitel'nyh inzhenernyh kommunikacij // Naukovij vіsnik budіvnictva. №499. S. 213-217. [in Russian].
Хмара Л.А., Кравець С.В., Скоблюк М.П. и др (2014). Машины для земляних робіт: підруч-ник; за заг. ред. д.т.н., проф. Л.А. Хмари та д.т.н., проф. С.В. Кравця. Х.: ХНАДУ, 548 с. Hmara L.A., Kravec' S.V., Skoblyuk M.P. i dr (2014). Mashiny dlya zemlyanyh robіt: pіdruch-nik; za zag. red. d.t.n., prof. L.A. Hmari ta d.t.n., prof. S.V. Kravcya. H.: HNADU, 548 s. [in Russian].
Кравець. С.В.., Кованько.В.В., Лук’янчук О.П. (2015) Наукові основи створення землерійно-ярусних машин і підземно рухомих пристроїв: Монографія / Рівне: НУВГП, 319 с. Kravets. S.V.., Kovanko.V.V., Lukianchuk O.P. (2015) Naukovi osnovy stvorennia zemleriino-yarusnykh mashyn i pidzemno rukhomykh prystroiv: Monohrafiia / Rivne: NUVHP, 319 s. [in Ukrainian].
Кравець С.В, Скоблюк М.П., Стіньо О.В., Зоря Р.В. (2018) / Критичноглибинні двоярусні грунторозпушувачі: Монографія / За загаль-ною редакцією С.В. Кравця Рівне: НУВГП, 235 с. Kravets S.V, Skobliuk M.P., Stino O.V., Zoria R.V. (2018) / Krytychnohlybynni dvoiarusni hru-ntorozpushuvachi: Monohrafiia / Za zahalnoiu redaktsiieiu S.V. Kravtsia Rivne: NUVHP. [in Ukrainian].
Лук’янчук О.П., Тимейчук О.Ю. (2011) Дослі-дження робочих процесів машин та методи їх оптимізації: Навч.посібник. Рівне: НУВГП. Lukianchuk O.P., Tymeichuk O.Iu. (2011) Doslidzhennia robochykh protsesiv mashyn ta metody yikh optymizatsii: Navch.posibnyk. Rivne: NUVHP. [in Ukrainian].
Геллер Ю.А. (2010) Энергосберегающий класс машин, работающих по принципу замыкания динамических нагрузок на рыхли-тельном оборудовании Ресурсовоспроизво-дящие, малоотходные и природоохранные те-хнологии освоения недр: сб. ст. IX Междунар. конф. М.; Котону [Бенин], С. 257-259. Geller YU.A. (2010) Energosberegayushchij klass mashin, rabotayushchih po principu zamykaniya dinamicheskih nagruzok na ryhli-tel'nom oborudovanii. Resursovosproizvo-dyashchie, maloothodnye i prirodoohrannye te-hnologii osvoeniya nedr: sb. st. IX Mezhdunar. konf. M.; Kotonu [Benin], S. 257-259. [in Russian].
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2022 Віталій Рагулін, Супонєв Володимир, Сергій Ковалевський
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.