Оценка влияния элементов ударной системы пневмомолота на эффективность погружения в грунт обсадной трубы при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.05.04, кандидат технических наук Смоленцев, Александр Сергеевич

• Смоленцев, Александр Сергеевич
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Смоленцев, Александр Сергеевич

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Способы и технические средства для проходки скважин в грунте 9 при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций

1.2 Переходные устройства для соединения пневмоударного молота с 20 трубой

1.3 Анализ исследований процесса передачи энергии удара в ударных

системах

Выводы

2. ФИЗИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПЕРЕДАЧИ 31 ЭНЕРГИИ УДАРА ЗАБИВАЕМОЙ В ГРУНТ ТРУБЕ

2.1 Обоснование параметров физической модели ударной системы 31 «молот - адаптер - забиваемая труба»

2.2 Измерительная аппаратура

2.3 Оценка погрешностей измерений

Выводы

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ 50 ПЕРЕДАЧИ УДАРА НА ТРУБУ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ТИПАХ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ УДАРНОЙ СИСТЕМЫ

3.1 Типы промежуточных элементов

3.2 Последовательность проведения экспериментов

3.3 Результаты исследования процесса передачи энергии удара

3.3.1 Влияние осевой подвижности наковальни относительно 57 корпуса

3.3.2 Влияние угла а сопряжения адаптера с трубой на передачу 59 удара

3.4 Оценка эффективности конусного адаптера при ударном

продвижении трубы в грунте

3.4.1 Дополнительные возможности адаптера с конусной

канавкой

Выводы

4. МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ "УДАРНАЯ МАШИНА - 66 ПРОМЕЖУТОЧНОЕ ЗВЕНО - ПОГРУЖАЕМЫЙ ОБЪЕКТ"

4.1 Расчётная модель

4.2 Модель конусного адаптера

4.3 Модель системы подтяжки

4.4 Модель ударника

4.5 Результаты моделирования

4.6 Влияние жесткости торцевого адаптера

4.7 Характер реакции на изменение поперечного сечения трубы

4.8 Влияние бандажа

4.9 Результаты моделирования продвижения трубы в грунте

4.10 Влияние демпфирования стыка "корпус - торцевой адаптер"

Выводы

5. ПРАКТИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ

5.1 Методика расчета торцевых адаптеров и их конструктивное 93 оформление

5.2 Усовершенствованный комплект оборудования для реализации 96 ударного погружения труб в грунт

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оценка влияния элементов ударной системы пневмомолота на эффективность погружения в грунт обсадной трубы при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В особо ответственных случаях бестраншейная технология прокладки подземных коммуникаций, основанная на забивке стальных обсадных труб методом виброударного продавливания, является безальтернативной. Это обусловлено тем, что при проходке скважин под железнодорожными путями и транспортными магистралями необходимо исключить просадку и вспучивание полотна. Данная технология обеспечивает выполнение этих условий без необходимости обязательного создания значительного статического воздействия на трубу, требующего сооружения упорной стенки.

Одной из основных операций в этой технологии является погружение в грунт трубы пневматической ударной машиной. Скорость погружения зависит не только от частоты и энергии ударов пневмомолота, но и от того, в какой мере эта энергия передана трубе. Последний фактор влияет не только производительность, но и на затраты энергии для реализации этого процесса. В современных технологиях передача кинетической энергии ударника погружаемому объекту осуществляется через промежуточное звено -адаптер. Адаптеры выполняются в разных вариантах и их конструктивное исполнение в принципе может заметно влиять на коэффициент передачи энергии. В этой связи исследование передачи энергии удара через различные типы адаптеров, ориентированное на технологию ударного погружения труб, является актуальным.

Цель работы: выявить резервы уменьшения энергозатрат и повышения производительности технологии бестраншейной прокладки подземных коммуникаций, основанной на забивании в грунт стальной обсадной трубы.

Объект исследования: система "ударная машина - промежуточное звено - погружаемый объект", рассматриваемая применительно к

бестраншейной технологии ударного погружения обсадных труб в грунт.

4

Предмет исследования: передача энергии удара погружаемому объекту и скорость его продвижения в грунте.

Идея работы: улучшить передачу энергии удара от пневмомолота погружаемой в грунт трубе за счет рациональной конструкции элементов ударной системы.

Задачи исследований:

1. Обосновать параметры и разработать экспериментальный стенд, позволяющий достаточно полно воспроизвести систему "ударная машина -погружаемый объект", отражающую специфику реальных объектов.

2. Экспериментально оценить эффективность передачи удара на трубу при различных типах промежуточных элементов ударной системы пневмомолота.

3. Разработать расчетную модель и рассмотреть влияние конструктивного исполнения промежуточных элементов на эффективность работы ударной системы.

4. Выработать практические рекомендации, обеспечивающие повышение производительности погружных работ и снижение энергозатрат.

Методы исследований: стендовые эксперименты на физической модели с измерением и регистрацией параметров ударных процессов, обоснование расчетной схемы и компьютерное моделирование.

Научные положения:

В рамках проведенных исследований установлено:

1. При передаче энергии удара на трубу через конусный адаптер с углом конусности а, лежащим в пределах менее 90° и до 8°, по мере его уменьшения потери энергии возрастают в 3 - 3,5 раза по отношению к

торцевому сопряжению, при этом максимальные значения действующей на трубу осевой силы изменяются пропорционально переданной ей энергии.

2. Передача энергии возрастает с 29 % до 67 % от энергии, передаваемой торцевым адаптером, если в адаптере с кольцевой конусной канавкой а - 8° в процессе удара к контакту по конусной поверхности добавляется контакт трубы с дном канавки.

3. Введение осевой подвижности наковальни относительно корпуса приводит к повышению переданной на трубу энергии удара не менее чем на 34 % по сравнению с жестким соединением корпуса с наковальней.

4. В системе "ударный привод - торцевой адаптер - труба" эффективность передачи энергии при прочих равных условиях экспоненциально возрастает по мере увеличения параметра £ = сал/стр -отношения жесткости торцевого адаптера к жесткости трубы единичной длины. При этом предел эффективности достигается при г = 6 - 8.

Достоверность научных положений подтверждается необходимым объемом экспериментальных исследований на расчетной модели и сходимостью расчетных и экспериментальных данных.

Научная новизна диссертации:

1. Установлены закономерность изменения коэффициента эффективности передачи удара в зависимости от угла сопряжения адаптера конусного типа с трубой и пропорциональная взаимосвязь между энергией и амплитудой силы в ударном импульсе на трубе.

2. Доказано, что добавление к контакту трубы по конусной поверхности адаптера контакта с радиусным дном конической канавки приводит к повышению переданной на трубу энергии удара не менее, чем в 2 раза по сравнению с обычным конусным сопряжением, а введение осевой подвижности наковальни пневмомолота относительно его корпуса также

способствует увеличению энергии, переданной трубе.

6

3. Установлена количественная связь между коэффициентом эффективности передачи энергии и относительной жесткостью торцевого адаптера.

Личный вклад автора заключается в разработке методики и проведении экспериментального исследования передачи энергии при различных типах адаптеров; в разработке расчетной модели системы "ударная машина - промежуточное звено - погружаемый объект"; в модернизации конструкции ударной пневматической машины.

Практическая ценность работы:

1. Дана количественная оценка эффективности передачи энергии для основных типов существующих адаптеров.

2. Разработана и апробирована расчетная модель, которая может служить основой для исследования влияния элементов, вносимых в конструкцию узлов системы "ударный привод - адаптер - труба".

3. Обоснована методика расчета параметров адаптера торцевого типа, обеспечивающего наилучшую передачу энергии.

4. Разработан и реализован на практике технический проект модернизированной системы "пневмомолот - адаптер", предназначенной для погружения труб в грунт.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на конференции с участием иностранных ученых «Фундаментальные проблемы формирования техногенной геосреды» (Новосибирск, 2009); VI Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Развитие дорожно-транспортного комплекса и строительной инфраструктуры на основе рационального природопользования» (Омск, 2011); 65-й научно-технической конференции

ГОУ «СибАДИ» (Омск, 2011); обсуждались и получили одобрение на семинарах лаборатории " Механизации горных работ" ИГД СО РАН.

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 6-ти печатных работах, в том числе патент РФ на изобретение.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 116 страницах и состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 92 наименований; содержит 66 рисунков, 3 таблиц и приложение.

Автор выражает искреннюю признательность за помощь в работе к.т.н. Анатолию Михайловичу Петрееву. Автор также благодарен сотрудникам ИГД СО РАН д.т.н. В. В. Червову, вед. инж. В. В. Трубицину, к.т.н. И. В. Тищенко за полезные советы и обсуждение на стадии проведения экспериментов; и практическую помощь по созданию экспериментального оборудования, а также всем сотрудникам лаборатории «Механизации горных работ» за оказанную всестороннюю поддержку.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Способы и технические средства для проходки скважин в грунте при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций

С ростом объемов жилищного строительства и усложнением подземных коммуникационных и транспортных систем широкое распространение получили бестраншейные технологии их прокладки, которые в развитых странах стали уже преобладающими. В их основе лежит процесс образования приповерхностных скважин в грунтовом массиве. Они выполняются в различных грунтовых условиях, часто в "культурном слое", на незначительных глубинах, под сооружениями, подверженным постоянным динамическим нагрузкам и категорически не допускающим возможности просадок, например, под автомагистралями или железнодорожным полотном. В этом случае необходимым условием сооружения подземного перехода является защита скважины от обрушения.

В настоящее время накоплен большой опыт прокладки трубопроводов как управляемыми, так и неуправляемыми проходческими комплексами. К управляемому бестраншейному методу прокладки подземных коммуникаций, основанному на использовании специальных буровых комплексов (установок), относится горизонтальное направленное бурение. Длина прокладки трубопроводов таким методом может быть от нескольких метров до нескольких километров, а диаметр более 1200 мм. Строительство подземных коммуникаций по технологии горизонтального направленного бурения осуществляется в несколько этапов: бурение пилотной скважины и, затем, последовательное её расширение и протягивание трубопровода.

Бурение пилотной скважины - особо ответственный этап работы, от

которого во многом зависит конечный результат (рисунок 1.1). Оно

осуществляется при помощи породоразрушающего инструмента - буровой

головки со скосом в передней части и встроенным излучателем. Буровая

головка соединена с гибкой приводной штангой, что позволяет управлять

9

процессом строительства пилотной скважины и обходить выявленные на этапе подготовки к бурению подземные препятствия в любом направлении в пределах естественного изгиба бурового става. Буровая головка имеет отверстия для подачи специального раствора, который закачивается в скважину под давлением, разрушает грунт и выносит его в виде суспензии в рабочий котлован. Кроме того буровой раствор уменьшает трение на буровой головке и штанге, предохраняет скважину от обвалов и охлаждает породоразрушающий инструмент. Контроль местоположения буровой головки осуществляется с помощью приемного устройства локатора, который принимает и обрабатывает сигналы встроенного в корпус буровой головки передатчика. При отклонении буровой головки от проектной траектории оператор останавливает вращение буровых штанг и устанавливает скос буровой головки в нужном положении. Затем осуществляется задавливание буровых штанг без вращения с целью коррекции траектории бурения. Строительство пилотной скважины завершается выходом буровой головки в заданной проектом точке.

Рисунок 1.1 - Бурение пилотной скважины

После завершения пилотного бурения осуществляется расширение

скважины (рисунок 1.2). При этом буровая головка отсоединяется от буровых

штанг и вместо нее присоединяется риммер - расширитель обратного

действия. Приложением тягового усилия с одновременным вращением

риммер протягивается через створ скважины в направлении буровой

установки, расширяя пилотную скважину до необходимого для

10

протаскивания трубопровода диаметра. За расширителем через вертлюг крепится прокладываемый трубопровод. Вертлюг воспринимает тяговое усилие и в то же время не передает вращательное движение на трубопровод.

4 7. ■ " • ■ ,

* «

Щ ! "В : тт "* $

К-яШШЛк шт&шм чяШ* ШШ ^ ____^

Éщ

I

Рисунок 1.2 - Расширение скважины с протягиванием трубопровода Для обеспечения беспрепятственного протягивания трубопровода через расширенную скважину ее диаметр должен на 25-30% превышать диаметр трубопровода. Несмотря на множество достоинств метода горизонтального направленного бурения, таких как возможность выполнения переходов под реками, оврагами, лесными массивами, под автомагистралями, трамвайными путями, скверами и парками в условиях плотной жилищной застройки городов, он имеет один существенный недостаток - наличие зазора между стенками скважины и прокладываемым трубопроводом. Это может приводить к образованию в грунте пустот и каверн и просадке дневной поверхности при неглубоком заложении трассы.

Прокладка трубопроводов непроходного сечения неуправляемыми проходческими комплексами осуществляется установками горизонтального бурения, либо статическим или ударным воздействием на трубы-кожухи, погружаемые открытым или закрытым торцом.

Горизонтальное бурение с разработкой грунта резцовой головкой диаметром большим, чем диаметр трубы, и с удалением грунта шнековым транспортером обеспечивает длину проходки не менее 60 м (рисунок 1.3).

Установки УГБ являются машинами непрерывного действия и предназначены для сооружения бестраншейных переходов диаметром 325 -

1420 мм с производительностью 19-25 м/смену [52].

11

1-буровая головка; 2-якорь; 3-шнековый транспортер; 4-полиспастная система подачи трубы; 5-труба; 6-тяговая лебедка; 7-силовая установка; 8-трубоукладчик для подъема и удержания силовой установки; 9-роликовая опора Рисунок 1.3- Схема установки горизонтального бурения (УГБ)

Несмотря на большую длину сооружаемых переходов и высокий уровень механизации метод горизонтального бурения имеет ряд недостатков:

а) проходка с лидирующей разработкой грунта при прокладке трубопроводов под дорогами может быть использована только в связных грунтах из-за опасности образования полостей под насыпью, обрушения грунта и осадки дорожного полотна;

б) значительные усилия, необходимые для проталкивания защитных кожухов при их обжатии грунтом, существенно ограничивает длину проходки в слабых и обводненных грунтах;

в) ненадежность шнекового транспортера при больших диаметрах переходов и в грунтах, содержащих твердые включения;

г) сложность и громоздкость оборудования, большая его стоимость.

Надежную защиту скважин от обрушения обеспечивают методы проходки с одновременной обсадкой, такие как виброударный прокол и продавливание.

При проходке скважин методом прокола грунт не удаляется из массива, а вдавливается в стенки скважины статическим или динамическим способом. Таким методом могут создаваться полости диаметром до 200 мм, поскольку главным ограничением для его применения является глубина заложения трубной плети [30, 57]. При назначении трассы и глубины заложения необходимо учитывать, что прокол сопровождается уплотнением окружающего его массива грунта в зоне 3...5 диаметров скважины. Для предохранения асфальтового покрытия от выпучивания глубина заложения прокладываемой трубы диаметром 150 мм должна быть не менее 1,2 м, диаметром 300 мм - не менее 2,5 м.

При статическом проколе трубы 1 её передний торец снабжается коническим оголовком 2, выполненным в виде глухого конусного наконечника, а напорное усилие, обеспечивающее внедрение создается гидравлическим домкратом 3 (рисунок 1.4). Давление в домкрате 3 создается насосной станцией 9.

1-трубная плеть; 2-оголовок; 3-гидравлический домкрат; 4-рабочий приямок; 5-подпорная стенка; 6-трубы; 7-трубоукладчик; 8-сварочный агрегат; 9-насосная станция; 10-

железнодорожное полотно. Рисунок 1.4 - Сооружение перехода методом статического прокола

Трубы 6 соединяются в трубную плеть 1 при помощи сварочного аппарата 8.

Главное достоинство метода в его бесшумности и отсутствии вибрации. Основные недостатки данного метода сооружения перехода заключаются в следующем.

При сооружении длинных переходов происходит потеря устойчивости трубной плети и ее изгиб. При изгибе труба прижимается к стенке скважины, что вызывает значительное увеличение сопротивления грунта внедрению. Изгиб трубы приводит к отклонению от заданной траектории и потере точности проходки. Значительное увеличение сопротивления грунта внедрению требует не только мощное оборудование, но и прочную подпорную стенку.

Для того, чтобы увеличить диаметр и длину перехода, а также точность проходки, применяется метод статического продавливания трубы, т.е. внедрение её в грунт открытым концом [52, 68].

Сущность метода заключается в проходке скважины путем вдавливания металлической трубы 1 открытым концом в грунт под действием напорной силы, развиваемой гидроцилиндром 2 (рисунок 1.5). После каждого цикла погружения трубы 1 шток гидроцилиндра 2 возвращают в исходное положение и увеличивают длину вставки 4, поскольку ход гидроцилиндра обычно меньше длины секции трубы.

1-труба; 2-гидроцилиндр; 3-насосная станция; 4-вставка; 5-рабочий котлован; 6-земляная насыпь; 7-грунтовый керн; 8-подпорная стенка Рисунок 1.5 - Метод статического продавливания

Поступающий внутрь трубы 1 грунтовый керн 7 под действием силы трения, действующей по внутренней поверхности трубы, уплотняется. Вследствие этого возникают и по мере заглубления трубы увеличиваются силы бокового распора керна в трубе, что ведет к дальнейшему росту силы трения, прекращению продвижение керна и возникновению плотной грунтовой пробки. Напорная сила достигает максимума, дальнейшая проходка превращается в прокол трубы с закрытым передним концом и, как правило, останавливается. Для возобновления процесса продавливания грунтовую пробку удаляют из полости трубы.

Основные достоинства этого метода - его бесшумность и отсутствие динамических нагрузок на грунт.

Недостатками метода являются:

а) необходимость сооружения подпорной стенки для создания большого напорного усилия;

б) частое образование грунтовых пробок;

в) область применения ограничена невозможностью проходки в грунтах с крупнообломочными включениями;

г) необходимость применения вставок различной длины;

д) опасность продавливания труб малого диаметра на большую длину вследствие малой продольной жесткости и неустойчивости, приводящей к их разрушению.

При прокладке труб в грунте методом виброударного прокола

скважина формируется забиваемой трубой с закрытым передним концом.

Для этого используется пневмомолот 3, который закрепляют при помощи

насадки 4 на задний конец трубы (рисунок 1.6). Трубная плеть 1 формируется

путем посекционного наращивания труб 6 с помощью электросварки 8.

С увеличением диаметра трубы, прокладываемой методом прокола,

силы лобового сопротивления продвижению возрастают и скорость проходки

уменьшается вплоть до полной остановки. Для преодоления возросших сил

сопротивления и повышения скорости проходки необходимо увеличить

15

энергию удара пневмомолота. При этом нагрузка на сварные стыки возрастает.

1-трубная плеть; 2-оголовок; 3-пневмомолот; 4-насадка; 5-компрессор; 6-трубы; 7-рабочий приямок; 8-сварочный агрегат; 9- автодорога.

Рисунок 1.6 - Схема виброударного прокола пневмомолотом

Продолжительное воздействие удара по трубной плети при сооружении длинных переходов приводит к длительному действию знакопеременных напряжений и возникновению трещин. Далее происходит разрушение сварных стыков. Нарушается волновой процесс передачи ударного импульса по трубной плети до забоя, происходит аварийный отказ.

При сооружении переходов диаметром свыше 325 мм длиной до 50 м и более целесообразно применить метод виброударного продавливания, суть которого заключается в забивании в грунт труб открытым передним торцем при помощи пневмомолота. В этом случае в значительной мере возрастает диаметр и длина забиваемой трубы, повышается точность и скорость её проходки. Кроме этого, снимаются ограничения на глубину заложения трассы и ее расстояние до действующих коммуникаций.

Оборудование для виброударного погружения труб располагается в

рабочем приямке 1 (рисунок 1.7). Выходной приямок 2 предназначен для

проверки точности прокладки трубы 4 и, в ряде случаев, для расположения

оборудования для удаления грунтового керна [28, 68]. Насадка 6, стяжное

устройство 7 и ребра 14 предназначены для крепления устройства ударного

16

действия 5 к заднему торцу трубы 4. Сварные стыки усиливаются стальными накладками 15. Для удобного соединения труб электросваркой в трубную плеть предусмотрен сварочный приямок 3.

1-рабочий приямок; 2-выходной приямок; 3-сварочный приямок; 4-труба; 5-устройство ударного действия; 6-насадка; 7-стяжное устройство; 8-опора под устройство ударного действия; 9-вешки; 10-шнур; 11-отвес; 12-уровень; 13-опора под трубу; 14-ребра; 15-

накладки; 16-направляющая. Рисунок 1.7 - Оборудование и рабочее место для бестраншейной прокладки труб

методом виброударного продавливания Труба 4 под действием ударного импульса перемещается сквозь грунтовый массив в направлении выходного приямка 2. Грунт, поступающий в трубу, перемещается к заднему концу трубы под действием силы трения, возникающей между керном и внутренней поверхностью трубы во время упругого возвращения трубы назад, после очередного удара. Чем больше амплитуда упругого возвращения трубы, тем на большее расстояние назад перемещается керн после очередного удара. Следующий удар перемещает трубу с ускорением вперед, в то время как керн под действием сил инерции остается на месте. С ростом сил бокового трения транспортировка грунта прекращается, и он даже несколько уплотняется внутри трубы. В этом случае необходимо произвести удаление грунта из трубы [30 , 51, 58].

17

Анализируя рассмотренные выше методы бестраншейной прокладки подземных коммуникаций можно сделать вывод о том, что при проходке скважины в грунте с одновременной её обсадкой предпочтительным является ударное погружение металлической трубы - кожуха в грунт.

В качестве ударного привода при реализации данной технологии чаще всего используют пневматические ударные машины. Конструктивно ударные машины можно разделить на те, в которых инструмент отделен от корпуса (отбойные, клепальные молотки, некоторые марки пневмопробойников) и с жестким соединением инструмента с корпусом (пневмомолота).

Рисунок 1.8 - Пневмопробойник "Grundomat"

На рисунке 1.8 изображен пневмопробойник с подвижным рабочим органом для проходки скважин в грунте, разработанный в ФРГ фирмой "Trakto Technik Paul Schmidt". Особенностью его конструкции является наличие подвижного относительно корпуса 9 рабочего органа, состоящего из соединенных штифтами 3 наковальни 1 и уплотняющей головки 2. В качестве упругого элемента, подтягивающего корпус вслед за продвинутой ударом наковальней, здесь использована стальная пружина 5. Слабым местом в этой конструкции является то, что при проходке скважин грунт попадает в образующуюся при ударе щель между уплотняющей головкой 2 и гайкой 6. В связи с этим повышается износ трущихся деталей, грунт забивает зазоры, происходит преждевременный выход механизма из строя.

Острота этой проблемы несколько ослаблена в конструкции пневмопробойника П500, разработанной в ИГД СО РАН (рисунок 1.9). Он

предназначен для расширения уже готовых скважин и ориентирован на постоянную работу с расширителем. Поэтому подвижное сопряжение между корпусом машины 8 и защитным кожухом 3, сидящем на подвижной наковальне 2, не находится в зоне непосредственного контакта со стенками скважины и интенсивность забивания зазоров грунтовой пылью уменьшена.

Указанные особенности, а также заметное усложнение конструкции обусловили нецелесообразность серийного производства подобного типа машин. Вместе с тем, исследования [32] экспериментального образца пневмопробойника ИП4605Л с ударным лидером, сидящем на подвижной наковальне, продемонстрировали явный положительный эффект в отделении головной ударной части машины от её корпуса. Скорость проходки скважины в грунте 3-й категории выросла почти на 80%. Естественно, в слабом грунте эффект был нулевым.

Пневмомолота, забивающие трубы, работают вне скважины. У них контакта с грунтом и связанных с этим проблем нет. Поэтому разделение корпуса и наковальни представляется в этом случае вполне реальным. В связи с этим целесообразно провести экспериментальное сравнение влияния типа конструктивного исполнения узла пневмомолота "корпус машины -наковальня" на передачу энергии удара и оценить достигаемый в этом случае эффект.

1.2. Переходные устройства для соединения пневмоударного молота с

трубой

Для соединения ударной машины с погружаемым трубой и передачи ей энергии удара предназначены переходные устройства - адаптеры, представленные на рисунках 1.10-1.14.

В зависимости от грунтовых условий адаптеры выполняются либо с разгрузочными окнами, либо без них. Когда забивка ведется методом виброударного продавливания в сухих грунтах, то по мере продвижения трубы, поступающий в нее грунт разрыхляется и транспортируется к месту крепления ударной машины без применения каких-либо дополнительных технических средств. Поэтому для выхода грунта из трубы во время её забивки в конструкции адаптера предусмотрены окна (рисунок 1.10, б) для выхода грунта. При виброударном проколе необходимость в окнах отсутствует.

а) " б) в)

а - адаптер из составных конусных колец; б - адаптер типа "колокол" с разгрузочными окнами; в - адаптер кулачкового типа Рисунок 1.10 - Основные типы адаптеров Адаптер, выполненный в виде колокола с разгрузочными окнами для выпуска грунта, представленный на рисунках 1.10, б и 1.11, нашел достаточно широкое практическое применение за рубежом, а в России с успехом применялся фирмой «Комбест» (г. Новосибирск). В нем соединение пневмоударной машины с "колоколом" осуществляется через составные кольца с конусными посадками для возможности установки машин

различных калибров (рисунок 1.10, а). Так как металлические трубы

20

стандартизированы по наружному диаметру, а соединение колокола с трубой происходит по внутреннему диаметру, то для возможности забивки труб одного диаметра, но разной толщиной стенки, заходную часть адаптера приходиться выполнять большей длины. Кольца (рисунок 1.10, а) могут применяться и в качестве самостоятельного соединительного элемента.

Рисунок 1.11- Адаптер типа "колокол"

В ИГД СО РАН создана конструкция адаптера по а. с. № 607902 (рисунок 1.12), в котором для соединения пневмоударной машины 1 с трубой используется втулка 2 с концентрично расположенными кольцевыми канавками 3, образованными коническими поверхностями 4 и 5. Исполнение втулки возможно и из составных колец 6, сопрягающихся коническими поверхностями 7, которые являются продолжением поверхности 4. Наличие кольцевых канавок делает этот адаптер более универсальным, так как он, в отличие от зарубежного, сопрягается с наружным диаметром трубы, который задается ГОСТом и неизменен для данного типоразмера трубы независимо от толщины стенки трубы. [22]

ч\- ,>Vf

i J

i

1 - пневмоударная машина; 2 - втулка; 3 - кольцевые канавки; 4, 5, 7 - конические поверхности; 6 - составное кольцо Рисунок 1.12 - Адаптер из сплошного или составных колец

21

В адаптерах конструкции ИГД СО РАН угол в кольцевых канавках, куда устанавливаются трубы, варьируется от 8° до 12°. Такое соединение обеспечивает легкое снятие адаптера с трубы.

Стремление осуществлять разгрузку грунтового керна при одновременном забивании трубы привело к появлению конструкции, представленной на рисунке 1.13 представлен адаптер (по а. с. № 802465), который для снижения веса выполнен из сваренных между собой элементов -втулки 2 и радиальных ребер 4, через которые ударный механизм 1 передает ударные импульсы трубе. Для исключения изменения геометрии трубы 5 при передаче удара на ее наружный диаметр устанавливается обойма 6. Благодаря наличию окон 7 между радиальными ребрами, грунт беспрепятственно удаляется из трубы под воздействием сообщаемых ей ударных импульсов. [21]

А-А

1 - ударный механизм; 2 - втулка; 3 - пазы во втулке; 4 - радиальные ребра;

5 - труба; 6 - обойма; 7 - окна Рисунок 1.13- Адаптер с радиальными ребрами

Но этот адаптер не получил практического применения в связи со сложностью конструкции, трудоемким процессом сварных и монтажных работ, а, самое главное, из-за невысокой прочности.

Адаптер, представленный на рисунке 1.14 (по а. с. № 1097762) узла соединения ударного механизма 1 с трубой 4 выполнен в виде набора дисков

3 с коническими внутренними отверстиями для посадки на ударный механизм и конической посадкой с трубой. По мнению авторов изобретения, втулка, состоящая из нескольких дисков, обеспечивает растягивание ударного импульса по времени, что в свою очередь повышает эффективность забивания трубы и долговечность работы соединительного элемента. [23]

Рисунок 1.14 - Адаптер дисковый

Однако, несмотря на предполагаемые, но не проверенные экспериментально достоинства этого адаптера практического применения он не получил.

Хорошее техническое решение положено в конструкцию адаптера, представленного на рисунке (1.10 в, 1.15).

Рисунок 1.15- Адаптер кулачковый

Его особенность заключается в том, что при заклинивании пневмомолота в адаптере, предварительно вставленном в трубу, кулачки расклинивают в трубе. При работе с таким адаптером возникает большое радиальное усилие в трубе в месте посадки кулачков, что снижает нагрузку на стяжное устройство. Недостатком этой конструкции адаптера является сложность в разъединении пневмомолота с адаптером при самотормозящем угле их посадки, что требует применения реверсивных молотов.

При проектировании адаптеров обычно руководствуются тем, что одним переходным устройством желательно охватить как можно больший диапазон диаметров погружаемых труб и максимально ускорить процесс соединения машины с трубой.

При всём многообразии адаптеров для обоснованного выбора их параметров необходимо знать, как влияет конструктивное исполнение на процесс передачи энергии удара и величину переданной трубе энергии. Результатов известных исследований по передаче энергии удара от одного объекта к другому для осознанного выбора конструкции и геометрических параметров адаптера явно недостаточно.

1.3. Анализ исследований процесса передачи энергии удара в ударных

системах

Первые работы в области удара принадлежат основоположникам классической теории удара Галилею, положившему начало изучению удара в предположении, что объекты соударения - абсолютно твердые тела; Гюйгенсу, установившему основные закономерности соударения шаров и Ньютону, который обобщил первоначальные представления об ударе, сформулировал законы движения и ввел понятие о коэффициенте восстановления.

Важный шаг в развитии теории удара связан с достижениями теории колебаний соударяемых тел. Колебания, возникающие в упругих телах при продольном ударе, были впервые изучены Бернулли, Навье, Пуассоном.

Продолжением этих работ явилась волновая теория упругого продольного удара была , предложенная Сен-Венаном и Буссинеском [39-41]. Они предположили, что контактная сила, мгновенно возникающая в плоскости контакта, распространяется по стержням как одномерная продольная волна. Существенным в теории Сен-Венана является предположение о том, что поверхности соударяющихся торцов стержней есть две идеально гладкие параллельные плоскости. На практике же осуществить абсолютно центральный удар двух торцевых поверхностей невозможно, поэтому хотя бы один их торцов выполняют сферическим. Процесс силового контакта двух упругих тел под действием статически сжимающей нагрузки был описан Герцем [29]. Пренебрегая деформациями в сечениях, удаленных от точки контакта, Герц считал, что связь между контактной силой и местной деформацией при ударе такая же, как при статическом их сжатии. С помощью теории Герца были впервые раскрыты некоторые внутренние закономерности упругого удара - длительность ударного импульса, а также максимальные значения контактной силы и местной деформации.

Недостаточность как волновой теории продольных колебаний, учитывающей распределение напряжения вдоль стержня, так и теории местных деформаций, вызвала появление теории Сирса [40]. Полагая, что вблизи торцов стержней наблюдается распределение напряжений, подчиняющееся решению Герца, а на некотором расстоянии от них возникают напряжения в результате волновых явлений, Сире создал "синтетическую" теорию. Эксперименты по продольному соударению длинных стержней с применением электрических методов измерения распределения напряжения в исследуемых сечения стержня подтвердили достаточно хорошую сходимость с теорией Сирса.

Для определения границ применения основных теорий удара

используют условный критерий (3, определяемый отношением времени

соударения г к наибольшему периоду собственных колебаний

соударяющихся тел Т. При этом I находится из предположения об упругом

25

контакте и абсолютной жесткости масс соударяющихся тел, а период основного колебания предполагается равным удвоенному времени прохождения упругой волны напряжения по свободным телам.

Область применения того или иного метода расчета стержневых систем зависит от геометрических размеров и упругих свойств самих стержней, а также от геометрических и упругих параметров торцов стержней и скорости соударения.

Для исследования системы боек - инструмент - среда Б.Н. Серпенинов [60, 61, 73] использовал дискретную модель, учитывающую контактные условия на границах взаимодействующих тел. Показано, что эта модель достоверно отражает процесс передачи удара при значениях отношения времени свободного соударения к наибольшему периоду собственных колебаний больше 0,5.

При прочих равных условиях повышение производительности работ по забиванию в грунт труб машиной ударного действия может быть достигнуто не только увеличением ее мощности, но и повышением эффективности передачи энергии в обрабатываемую среду. Это требует формирования в ударной системе волн деформаций с рациональными параметрами, которые позволяли бы, с одной стороны, передавать по волноводу без его разрушения как можно большую энергию с минимальными потерями, с другой -обеспечивать эффективную передачу энергии в обрабатываемую среду и её разрушение.

Решение этой проблемы до настоящего времени проводилось на

основании изучения процесса формирования волн деформаций бойками

различной геометрии и поиска конструкций бойков, создающих волны

деформации с рациональными параметрами, обеспечивающими разрушение

единицы объема материала при минимально возможной энергии,

подводимой к инструменту. В этом направлении накоплен достаточно

большой теоретический и экспериментальный материал. Значительный вклад

в исследование процессов формирования волн деформаций в ударных

26

системах внесли работы К. И. Иванова и В. Д. Андреева, Е. В. Александрова и В. Б. Соколинского [43-45, 15, 16, 3-6]. Эти процессы изучались Л. И. Бароном и Ю. Г. Коняшиным, О. Д. Алимовым, Л. Т. Дворниковым, В. К. Манжосовым, В. Э. Еремьянцем, И. Д. Шапошниковым, А. А. Мясниковым, Б. Т. Тагаевым, И. Д. Никоновой, Г. Н. Покровским, Б. Н. Серпениновым, А. А. Кирилловым, А. Л. Исаковым, Б. Н. Стахановским [1,2, 24, 25, 54, 55, 8082]. Из зарубежных исследователей, внесших значительный вклад в изучение процессов формирования волн деформаций в упругих волноводах, следует отметить А. Е. Сирса, Ф. К. Арндта, Г, Фишера, Ч. Ферхарста, П. К. Датта.

В перечисленных работах рассмотрены процессы формирования волн деформаций цилиндрическими бойками с постоянными по длине поперечными сечениями, бойками ступенчатой конфигурации, коническими и имеющими форму гиперболоида. Но, несмотря на большой объем проведенных исследований, к настоящему времени еще не сложилось единое мнение о рациональных формах бойков ударных механизмов. Как было отмечено выше, на параметры волн деформаций, формируемых в волноводе, оказывает влияние не только геометрия бойка, но и свойства его материала. Этим открывается дополнительная возможность управления параметрами волн деформаций, которая в настоящее время изучена еще недостаточно.

Также одной из важных проблем в силовых импульсных системах является повышение эффективности процесса передачи энергии в обрабатываемую среду. Считается, что для этого необходимо определенное согласование параметров волн деформаций и характеристики сопротивления среды внедрению в нее инструмента и может быть достигнуто выбором рациональной формы бойков ударных механизмов и параметров разрушающего инструмента, взаимодействующего с обрабатываемой средой.

Таким образом, создание и совершенствование машин ударного

действия требует решения следующих основных проблем: формирование в

волноводе волн деформаций с рациональными параметрами и обеспечение

наилучшей передачи энергии бойка в волновод; передача волн деформаций

27

по упругим волноводам с наименьшими потерями энергии; обеспечение наилучшей передачи энергии волн деформаций в обрабатываемую среду; предотвращение вредного воздействия на элементы ударного механизма волн деформаций, отраженных от обрабатываемой среды.

Изучением формирования волн деформаций в ударных системах с неторцевым соударением занимались О. Д. Алимов, В. К. Манжосов, В. Э. Еремьянц [7-14, 58]. Особенностью процесса формирования волн деформаций в ударных системах с неторцевым соударением является то, что при ударе бойком по волноводу в последнем генерируется не одна, как при торцевом соударении, а две волны деформации. В сечениях волновода, расположенных ниже плоскости соударения, генерируется волна сжатия, распространяющаяся в сторону обрабатываемой среды, а в сечениях волновода, расположенных выше плоскости соударения, - волна растяжения, распространяющаяся в сторону свободного торца волновода. Параметры этих волн различны и зависят от размеров и материалов бойка и участков волновода, расположенных в разные стороны от плоскости соударения.

Изначально авторы предполагали, что, уменьшая в определенном

диапазоне амплитуду первой волны и увеличивая амплитуду второй, т.е.

перераспределяя часть энергии из первой волны во вторую, можно добиться

увеличения коэффициента передачи энергии удара в разрушаемую среду и

уменьшить нагрузки, определяемые действием отраженной от забоя волны на

элементы ударной системы. Высказывалось мнение, что коэффициент

передачи энергии удара в системах с неторцевым соударением элементов

может оказаться выше, чем при торцевом соударении тех же элементов.

Однако на основании проведенных экспериментальных исследований авторы

сделали заключение, что воздействие волны, отраженной от верхнего торца

волновода, на контактное сечение элементов ударной системы оказывает

отрицательное влияние. Для волн, распространяющихся по волноводу в

сторону обрабатываемой среды, в этом случае характерны кратковременные

всплески и снижения амплитуды, наличие большого "хвоста" волны с малой

28

амплитудой усилий и большой длительностью. Все это неблагоприятно сказывается на эффективности воздействия волны на обрабатываемую среду, поскольку при малой длительности всплесков амплитуды усилий волновод внедряется в обрабатываемую среду на незначительную величину, а усилия в "хвосте" волны могут оказаться недостаточными для преодоления сопротивления среды внедрению и тогда эта часть волны отразиться от обрабатываемой среды, не произведя полезной работы.

Существенный вклад в исследованиях эффективности передачи ударного импульса при забивании металлических труб и стержней в грунт внесли A.JI. Исаков, В.В. Шмелев, A.A. Кириллов [46-50, 53]. Согласно проведенным ими исследованиям, коэффициент эффективности ударного импульса погружаемому в грунт стержню, определяется отношением энергии, содержащейся в головной части переданного импульса, к энергии удара. Он находится в прямой зависимости от массы и жесткости промежуточного элемента, передающего удар, наличия и размеров присоединенной к стержню массы и жесткости стержня. Наличие присоединенной массы приводит к снижению коэффициента эффективности ударного импульса как за счет повышения диссипации энергии, так и за счет увеличения отскока ударника.

Увеличение жесткости трубы, например, за счет увеличения площади ее поперечного сечения также приводит к снижению эффективности передачи ударного импульса в результате повышения коэффициента отскока ударника и увеличения доли энергии в хвостовой (осциллирующей) части упругой волны.

В большинстве своем эти результаты были получены расчетным путем, а физические модели натурных экспериментов были максимально упрощены.

Выводы:

Обобщая вышеизложенное следует отметить, что известные результаты

не позволяют получить ответ о влиянии на эффективность процесса забивки

29

труб основных элементов ударной системы, таких как промежуточное звено (адаптер), размещённое между трубой и ударным приводом, а также параметров и схемы взаимодействия элементов "ударник-наковальня-корпус" ударного привода.

Поэтому для выявления резервов уменьшения энергозатрат и повышения производительности технологии бестраншейной прокладки подземных коммуникаций необходимо экспериментальным и расчетным путем изучить передачу энергии удара в системе "ударный привод - адаптер - труба" с учетом применяемых и возможных типов адаптеров, а также оценить влияние схемы исполнения самого ударного привода.

2. ФИЗИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПЕРЕДАЧИ ЭНЕРГИИ УДАРА ЗАБИВАЕМОЙ В ГРУНТ ТРУБЕ

2.1. Обоснование параметров физической модели ударной системы «молот - адаптер - забиваемая труба»

Суть экспериментов при физическом моделировании ударной системы «молот - адаптер - забиваемая труба» заключалась в нанесении калиброванных ударов по стальной трубе через различные типы адаптеров, фиксации осциллограмм волн напряжений в трубе, определении по ним переданной трубе энергии и анализе полученных результатов.

При выборе параметров физической модели необходимо было с учетом протекающих в трубе волновых процессов и ограничений на размеры экспериментальной установки, размещаемой в лабораторном корпусе ограниченной высоты, выбрать длину трубы и тип устройства, разгоняющего ударник.

В известных экспериментальных работах, посвященных исследованию процессов соударения [54, 73, 75], для разгона ударника применялись: копровый стенд, пневмопушка и пружинная пушка. Максимально точно определить начальную энергию ударника позволяет копровый стенд, так как при разгоне ударник преодолевает только сопротивление воздуха и трение о направляющие. Из теории двух соударяющихся тел с абсолютно плоскими торцами следует, что длина волны деформаций, сформированной на объекте воздействия, составляет две длины ударника. Однако на практике торцы ударников и наковален не плоские, а ударная волна при переходе через адаптер и присоединенный к нему корпус молота трансформируется. Поэтому длина волны может многократно увеличиваться, что необходимо учитывать при выборе типа нагрузочного устройства, т.к. длина трубы и параметры ударного нагружения должны исключать наложение отраженного импульса на основной. Именно этот фактор явился главным ограничением при оценке применимости в эксперименте копрового стенда.

С целью определения применимости того или иного разгонного устройства были проведены предварительные эксперименты.

На первоначальном этапе в качестве объекта воздействия использовалась труба длиной 4,5 м. При использовании конусного адаптера с углом сопряжения с трубой а = 8° и при жестком соединении наковальни с корпусом наблюдалась картина, представленная на рисунке 2.1.

Эксперимент показал, что отраженный импульс накладывается на основной. Это видно на осциллограмме, поскольку при гарантированном устранении наложения на осциллограмме должен присутствовать участок волны напряжений с нулевым сигналом между основным и отраженным импульсами. На рисунке 2.1. такого участка нет.

Отсутствие временного интервала волны напряжений с нулевым сигналом между прямой и отраженной волнами свидетельствует о том, что происходит наложение отраженной от противоположного торца трубы волны на прямую. Из этого следует, что для гарантированного исключения этого явления нужна более длинная труба. В результате возможность использования копрового стенда становилось невозможным из-за ограниченной высоты экспериментального корпуса.

о, Па

Прямая волна

Отраженная волна

—-г-!—т—г-1-1-(■—1-г-:-г-1-г—|-г~—I-1-1-1-1-г—I-г-Н—г-1-[-1-г-1-1-}-1-г-1-1-1-1—

121734 12,735 12,736 1 2,737 12,733 12,733 12,74 12,741

Рисунок 2.1 - Волна напряжений, записанная на трубе длиной 4,5 м

Важным условием эксперимента являлось недопущение повторного

соударения ударника с наковальней, обусловленное действием разгонного

механизма, т.е. в период ударного взаимодействия ударник должен быть

32

свободным от действия внешней активной силы. В этом отношении пневмопушка является не лучшим вариантом, поскольку перед ударом необходимо отключать подачу сжатого воздуха и устранять разгоняющую ударник силу за счет сброса давления в камере рабочего хода. Выполнение этих требований потребует создания сложной воздухораспределительной системы и значительно усложняет конструкцию стенда.

Вследствие отмеченных выше причин было принято решение применить в разгонном устройстве наиболее простой и стабильный пружинный привод ударника.

Схематично физическая модель показана на рисунке 2.2. Её основными элементами являлись: стальная труба 1 с наклеенными на нее тензорезисторами; набор деталей, непосредственно участвующих в ударном процессе (ударник 2, корпус 3, наковальня 4, адаптер 5), а также разгонный механизм 6, основание 7, измерительный блок 8.

- <л л

Утлитмь АЦП Ноутбук

/ !

/ / "0.....:;7""" -Н+-." £— {)/ * О ! / О /// ; /,»/ 1 ,•-/,'

У / /Х>у //// / /// \ /У/ / /// I

1/ _2/ А/ АУ/ 1! 1/ 11

1 - труба; 2 - ударник; 3 - корпус; 4 - наковальня; 5 -адаптер; 6 - разгонный механизм;

7 - основание; 8 - измерительный блок; 9 - стяжное устройство Рисунок 2.2 - Схема экспериментального стенда

Соотношения между размерами, массами и жесткостями ударных элементов на стенде принимались с учетом их подобия промышленным устройствам. Ориентиром служили рекомендации по применению пневмомолотов "Тайфун" (ИГД СО РАН), а также молотов фирмы Тгас1;о1ес11шк (ФРГ). Из этих рекомендаций следует, что применительно к существующим конструкциям отношение С, площади поперечного сечения трубы к площади основного сечения ударника в комбинациях "забиваемая

труба - рекомендуемый пневмомолот" должно находится в пределах 0,3...0,75.

Кроме этого, при выборе размеров трубы учитывалось, что скорость ударника при ударе и уровень напряжений в трубе, создаваемые на стенде, должны быть одного порядка с реальными (скорость удара в существующих пневмомолотах составляет около 4 м/с). В качестве косвенного ориентира уровня напряжений может служить энергия удара, приходящаяся на единицу площади поперечного сечения трубы. В связи с этим расчетная энергия удара составляла около 30 Дж.

Учитывая вышеизложенные рекомендации, труба имела длину 7.5 м, достаточную для исключения влияния отраженных от ее переднего торца волн деформаций; диаметр и площадь поперечного сечения трубы -волновода составляли 90 мм и 820 мм соответственно.

Во избежание возможных перегрузок и отслаивания наклеенных на трубу тензосопротивлений, в качестве ориентира приняты нижние значения параметров удельной энергии удара и скорости соударения. При этом принималось во внимание что в случае испытания более совершенных адаптеров напряжения в трубе по сравнению с типовым вариантом могут существенно возрасти.

Общий вид экспериментального стенда представлен на рисунке 2.3.

Труба помещалась в грунтовый блок, имеющий размеры 4x1,5x1,5 м. В зависимости от проводимых экспериментов она либо располагалась на направляющем швеллере, опершись на него через 5 резиновых валиков, либо обжималась уплотненным грунтом. В первом случае труба не контактировала с грунтом, а во втором - имитировались условия её реального погружения пневмоударной машиной.

Уплотнение грунта проводилось с помощью трамбовки. Для изучения влияния сопротивления грунта на скорость погружения трубы сила трения трубы о грунт варьировалась, для чего на грунтовый блок устанавливался пригруз.

■нняи

ШшШЯШшШВШш

Заключение диссертации по теме «Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины», Смоленцев, Александр Сергеевич

Выводы:

1. Для достижения погрешности в передаче энергии удара ДЕ < 2 % число участков разбиения ударника должно быть не менее 4-х.

2. Контактная жесткость носовой части ударника слабо влияет на коэффициент передачи энергии, но заметно сглаживает высокочастотную составляющую расчетной диаграммы силы, приближая её очертания к реальным.

3. Пренебрежение упругими свойствами системы подтяжки корпуса машины к трубе и замена её постоянной силой может существенно исказить поведение ударной системы и её показатели.

4. Модель сопряжения конусной поверхности адаптера с торцем трубы, представленная в виде упругой связи и параллельно задействованного фрикционного демпфера, в котором сила трения пропорциональна осевому относительному перемещению адаптера и трубы, удовлетворительно описывает работу реальной системы.

5.Расчётная оценка эффективности передачи энергии в зависимости от угла сопряжения конусного адаптера с трубой соответствует экспериментальным данным во всём диапазоне варьирования а от 8° до а—>90°. Наибольшее расхождение не превышает 18%.

6. Передача энергии через торцевой адаптер улучшается с ростом отношения ъ - жесткости адаптера к жесткости одного метра трубы, но лишь до ъ ~ 10.

7. По мере изменения относительной жесткости торцевого адаптера ъ от ъ = 10 в меньшую сторону напряжение в трубе снижается заметно интенсивней, чем передача энергии.

5. ПРАКТИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ

5.1. Методика расчета торцевых адаптеров и их конструктивное оформление

Предлагаемая конструкция торцевого адаптера представлена на рисунке 5.1. Она отличается от конусного адаптера с кольцевой канавкой в первую очередь формой канавки - её профиль не конусный, а прямоугольный с заходной фаской. Наружный диаметр канавки соответствует наружному диаметру трубы, на которую ориентирован адаптер. Её внутренний диметр определяется наибольшей толщиной стенки трубы. На наружной поверхности адаптера выполнены два паза, в которые могут свободно входить борта коробчатой направляющей. Глубина пазов такова, что они вскрывают канавку с наружной стороны не врезаясь в неё. В этом случае контакт адаптера с торцом трубы не прерывается, при этом труба может свободно ложиться по всей её длине в коробчатую направляющую. Такая конструкция устраняет необходимость применения специальных опор и подкладок под трубу, повышает надежность её ориентации и стабильность процесса забивки.

В-В А-А

Тру5а Адаптер —В В

Рисунок 5.1 - Конструкция торцевого адаптера

На практике для прокладки каналов используют ограниченную по диаметру номенклатуру труб. Это позволяет сократить необходимое число переходных устройств. Кроме того, для каждого типоразмера пневмомолота существует рекомендуемый диапазон диаметров труб. В частности, такие рекомендации разработаны для машин типа "Тайфун" (ИГД СО РАН) и пневмомолотов фирмы Tractotechnik (Germany). При этом, как правило, стремятся использовать трубы с малой толщиной стенки, поскольку тонкостенная труба дешевле и забивать её легче. Обычно отношение 8 толщины стенки к диаметру трубы D не превышает 0,015 - 0,03. К этим взаимосвязям и ограничениям добавляются особенности параметров самого торцевого адаптера.

В расчетах ударного взаимодействия фигурируют всего 2 параметра адаптера - его масса тад и относительная жесткость z, которая зависит от его формы и размеров.

Расчетная геометрия торцевого адаптера чрезвычайно проста и сводится к плоскому кольцу с наружным D, внутренним d диаметрами и толщиной h. Наружный диаметр определяется диаметром трубы, а внутренний - посадочным диаметром на пневмомолоте. Поэтому задача получения требуемой жесткости заключается в определении толщины h, которая при заданных параметрах трубы и пневмомолота обеспечивает такое значение z = z, которое отвечает условию эффективной ( > 90 %) передачи энергии на трубу. Согласно результатам проведенных исследований значение z находится в диапазоне 10 > z > 2,5 (см. рисунок 4.13, раздел 4).

Что касается массы адаптера, то она практически всецело определяется набором заданных и рассчитанных размеров адаптера D, h, d. Искусственное наращивание массы в рамках фиксированных D, h, d только утяжеляет конструкцию.

Таким образом, при существующих связях и ограничениях расчёт торцевого адаптера сводится к определению его толщины h.

Основываясь на соотношении (4.1), полученному в разделе 4, выражение для толщины адаптера можно представить в виде: где я - функция от отношения сШ, представленной таблично и графически. ш 1,25 1,5 2 3 4 5 я 0,341 0,519 0,672 0,704 0,724 0,734

Рисунок 3.2 - Зависимость q от отношения Е>/с1

В качестве примера выполнен расчет адаптеров, ориентированных на типоразмерный ряд пневмомолотов "Тайфун". При этом использованы имеющиеся конкретные рекомендации по диапазону забиваемых труб для каждого типоразмера пневмомолота. Кроме того, учитывая необходимость предельного упрощения технологии и сокращения сортамента используемого материала предусматривается изготовление адаптеров из толстолистового проката без механической обработки плоских поверхностей. Это накладывает дополнительные ограничения на выбор И и, соответственно, ъ, поскольку толщина толстолистового проката регламентирована ГОСТ 1990374.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научно - квалификационной работой, в которой изложены научно обоснованные технические разработки, имеющие существенное значение для развития страны, заключающиеся в снижении энергозатрат и повышении эффективности бестраншейной прокладки подземных коммуникаций. Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Обоснованы параметры и разработана конструкция экспериментального стенда, а также методика экспериментальных исследований ударной системы, используемой в бестраншейных технологиях с ударным погружением труб в грунт.

2. Экспериментально исследовано влияние промежуточного звена (адаптера) в ударной системе "ударный привод - наковальня - адаптер -труба - грунт". Установлены закономерности изменения эффективности передачи энергии от ударного привода на трубу и амплитуды волны напряжения в зависимости от угла сопряжения адаптера конусного типа с трубой. Сопоставлены эффективность адаптеров конусного, кулачкового и торцевого типов, а также конструкций ударного привода, обеспечивающих участие или исключение корпуса машины в передаче удара. Проведено сопоставление скоростей продвижения трубы в грунте при использовании адаптеров торцевого и конусного типов.

3. Разработана расчетная модель исследуемой ударной системы, выполнено её тестирование путем сравнения результатов численного моделирования с экспериментальными данными. Получено количественное и качественное подтверждение ее работоспособности. Проведено численное исследование влияния на передачу энергии удара усиления трубы бандажом, влияния относительной жесткости торцевого адаптера. Получены зависимости изменения скорости продвижения трубы в грунте от сопротивления грунта при работе с конусным и торцевым адаптерами.

4. Основываясь на полученных экспериментальных и расчетных данных выработаны конкретные рекомендации и разработан усовершенствованный комплект оборудования для реализации ударного погружения труб в грунт. Проведены его испытания в производственных условиях.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Смоленцев, Александр Сергеевич, 2012 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алабужев, П. М. О коэффициенте полезного действия удара в бурильных молотках [Текст] / П. М. Алабужев, О. Д. Алимов, А. Г. Цуканов // Изв. ТПИ, - 1954.-т. 75.-с. 391 -405.

2. Алабужев, П. М. К теории соударения стержней равного сечения и одинакового материала с упругими торцами сферической формы [Текст] / П. М. Алабужев, Б. И. Стахановский // ФТПРПИ. - 1966. -№3. - с. 63 - 68.

3. Александров, Е. В. Прикладная теория соударения стержней с торцами произвольной формы [Текст] / Е. В. Александров, В. Б. Соколинский. М.: ИГД им. A.A. Скачинского. - 1964. - 51 с.

4. Александров, Е. В. Исследование взаимодействия инструмента и горной породы при ударном разрушении [Текст] / Е. В. Александров, В. Б. Соколинский. М.: ИГД им. A.A. Скачинского. - 1965. - 46 с.

5. Александров, Е. В. Прикладная теория и расчет ударных систем. [Текст] / Е. В. Александров, В. Б. Соколинский. - М.: Наука, 1969. - 132 с.

6. Александров, Е. В. Определение импульсов напряжения при продольном соударении упругих стержней произвольной геометрической формы [Текст] / Е. В. Александров, Ю. Ф. Флавицкий, К. С. Хомяков. - М.: ИГД им. А. А. Скачинского, 1967. - 61 с.

7. Алимов, О. Д. Распространение волн деформаций в ударных системах [Текст] / О. Д. Алимов, В. К. Манжосов, В. Э. Еремьянц. - Фрунзе: Илим, 1978. - 196 с.

8. Алимов, О. Д. Амортизация волнового импульса с помощью упругого элемента малой длины [Текст] / О. Д. Алимов, JI. Т. Дворников, И. Д. Шапошников // - Тр. ФПИ. Фрунзе. 1969. - с. 82 - 91.

9. Алимов, О. Д. Исследование процесса прохождения ударных импульсов по стержневой системе с участками разного волнового сопротивления [Текст] / О. Д. Алимов, Л. Т. Дворников, В. Э. Еремьянц // ФТПРПИ. - 1973. - №6. - с. 66-68.

10. Алимов, О. Д. Расчет ударных систем с неторцевым соударением элементов [Текст] / О. Д. Алимов, В. К. Манжосов, В. Э. Еремьянц, Л. М. Мартыненко. - Фрунзе: Илим, 1979. - 102 с.

И.Алимов, О. Д. Метод расчета ударных систем с элементами различной конфигурации [Текст] / О. Д. Алимов, В. К. Манжосов, В. Э. Еремьянц. -Фрунзе: Илим, 1981. - 72 с.

12. Алимов, О. Д. Теория ударных систем с неторцевым соударением элементов [Текст] / О. Д. Алимов, В. К. Манжосов, В. Э. Еремьянц. - Фрунзе: Илим, 1981.-69 с.

13. Алимов, О. Д. Удар. Распространение волн деформаций в ударных системах [Текст] / О. Д. Алимов, В. К. Манжосов, В. Э. Еремьянц - М.: Наука, 1985. -357 с.

14. Алимов, О. Д. Исследование эффективности формы ударного импульса при вращательно - ударном бурении шпуров [Текст] / О. Д. Алимов, И. Д. Шапошников, Л. Т. Дворников // ФТПРПИ. - 1971. - №5. - 31 - 36 с.

15. Андреев, В. Д. Расчет передачи энергии ударного импульса через инструмент в породу [Текст] / В. Д. Андреев // "Горный породоразрушающий инструмент". - Киев: - 1969. - с. 71 - 79.

16.Андреев, В. Д. Расчет формы ударного импульса при разработке и исследовании ударных узлов перфораторов с независимым вращением бура [Текст] / В. Д. Андреев // ФТПРПИ. - 1967. - №3 - с. 37 - 43.

17. А. с. 831925 СССР, Е 02 Б 5/18. Устройство ударного действия для пробивания скважин в грунте [Текст] / К. С. Гурков, В. П. Гилета, и Б. Н. Смоляницкий. - №2419623/29-03 - Заявл. 04.11.76. - Опубл. в Б.И., 1981, №19.-2 с.

18. А. с. 802465 СССР, Е 02 Б 5/18. Устройство для погружения трубы в грунт забиванием [Текст] / А. Д. Костылев, В. А. Григоращенко, В. П. Гилета и др. -№2714641/29-03 - Заявл. 17.01.79. - Опубл. в Б.И, 1981,. №5. -3 с.

19. А. с. 857415 СССР, Е 21 В 4/06. Способ разрушения горных пород ударными импульсами [Текст] / А. Т. Киселев, Д. И. Коган, Ю. А. Маламед и др. -№1871578/22-03-Заявл. 17.01.79. - Опубл. в Б.И., 1981, №31.-5 с.

20. А. с. 2186175 СССР, 7Е 02 D 7/08. Молот [Текст] / В. Г. Лугачев, А. А. Кошкин, Н. В. Коловерин и др. - №2000116504/03 - Заявл. 22.06.2000. -Опубл. в Б.И., 2002, №21. -3 с.

21. А. с. 802464 СССР, Е 02 F 5/18. Способ бестраншейной прокладки подземных коммуникаций [Текст] / А. Д. Костылев, А. В. Сухушин, В. А. Григоращенко и др. - №2714641/29-03 - Заявл. 09.07.76. - Опубл. в Б.И., 1978,. №19.-4 с.

22. А. с. 607902 СССР, Е 02 F 5/18. Устройство для бестраншейной поркладки трубопроводов в грунте [Текст] / В. Д. Плавских, Н. П. Чепурной, Е. Н. Чередников. - №2388461/29-03 - Заявл. 09.07.1976. - Опубл. в Б.И., 1978, №19. -8 с.

23. А. с. 1097762 СССР, Е 02 F 5/18. Устройство для забивания трубы в грунт [Текст] / А. Д. Костылев, А. Т. Караваев, К. Б. Скачков и др. - №3569145/29-03-Заявл. 21.01.1983.-Опубл. вБ.И, 1984, №22. -5 с.

24. Барон, Л. И. Экспериментальные исследования процессов разрушения горных пород ударом [Текст] / Л. И. Барон, Г. М. Веселов, Ю. Г. Коняшин // М:. Изд-во АН СССР. - 1962. - 219 с.

25. Барон, Л. И. Влияние формы ударника на импульсы напряжений и эффективность разрушения горной породы [Текст] / Л. И. Барон, Ю. Г. Коняшин, А. В. Кузнецов, В. М. Курбатов // "Шахт, стр-во". - 1969. - №8. -с. 8-10.

26. Белобородов, В. Н. Моделирование процесса генерации ударного импульса при забивании металлических труб в грунт [Текст] / В. Н. Белобородов, А. Л. Исаков, В. Д. Плавских, В. В. Шмелев // ФТПРПИ. - 1997. - №6. - с. 66 - 71.

27. Беляев, Ю. В. О степени использования энергии удара в ударных машинах [Текст] / Ю. В. Беляев // Сб. тр. Всесоюз. НИИ строит.-дорожн. машиностр. М: - 1955. -№10. - с.35 - 49.

28. Власов, С. Н. Новые технологии для бестраншейной прокладки коммуникаций [Текст] / С. Н. Власов // Механизация строительства. - 1993. -№10.-с. 4-9.

29. Голдсмит, В. Удар. [Текст] / В. Голдсмит. М: - Стройиздат. - 1965. - 448 с.

30. Григоращенко, В. А. Прокладка металлических труб пневмопробойниками [Текст] / В. А. Григоращенко. - Новосибирск: Изд. ИГД СО АН СССР. Препринт №38. - 1990. - 32 с.

31. Гурков, К. С. Пневмопробойники [Текст] / К. С. Гурков, В. В. Климашко, А. Д. Костылев, В. Д. Плавских, Е. П. Русин, Б. Н. Смоляницкий, К. К. Тупицын, Н. П. Чепурной. - Новосибирск: Изд-во ИГД СО РАН, 1990. - 217 с.

32. Гурков, К. С. Пути повышения производительности пневмопробойников [Текст] / К. С. Гурков, Г. А. Ткаченко. - Новосибирск: ИГД СО РАН, 1987. -41 с.

33. Дворников, Л.Т. Исследование импульсов, генерируемых бойками различной формы [Текст] / Л. Т. Дворников, И. Д. Шапошников // В кн.: Исследование узлов буровых установок. - Фрунзе: Илим, 1972. - с. 64 - 70.

34. Дворников, Л. Т. Исследование влияния длительности и амплитуды ударного импульса на эффективность процесса бурения [Текст] / Л. Т. Дворников, Б. Т. Тагаев // Тр. ФПИ. Фрунзе. - 1977. - вып. 104. - с. 62 - 69.

35. Добросельский, П. В. Адаптирующиеся пневмопробойники для бестраншейных технологий [Текст] / П. В. Добросельский // Строительные и дорожные машины. - 1999. -№1.-с. 19-21.

36. Доценко, А. И. Методика расчета параметров и режимов работы двухмассных рабочих органов трамбующих машин [Текст] / А. И. Доценко, С. В. Разумов, И. С. Тюремов // Известия вузов: "Машиностроение". - № 2. -2005.-с. 37-43.

37. Зайдель, А. И. Элементарные оценки ошибок измерений [Текст] / А. И. Зайдель. "Наука", М. - Л. - 1968. - 95 с.

38. Захаров, В. И. Определение КПД передачи и коэффициента восстановления по форме осциллограммы импульсов [Текст] / В. И. Захаров, Б. Н. Стахановский // "Известия СО АН СССР". -1969. - №3. - с. 78 - 81.

39. Зегжда, С. А. О продольном ударе тела по стержню при учете местного смятия [Текст] / С. А. Зегжда // Вестник ЛГУ, вып. 2. - 1964. - №7. - с. 43 -50.

40. Зегжда, С. А. К теории Сирса продольного соударения стержней [Текст] / С. А. Зегжда // Вестник ЛГУ. - 1964. - №7. - с. 81 - 90.

41. Зегжда, С. А. Продольное соударение двух систем стержней [Текст] / С. А. Зегжда // "Известия АН СССР. Механика твердого тела". - 1969. - №4- с. 132 -143.

42. Зеленин, А. Н. Основы разрушения грунтов механическими методами [Текст] / А. Н. Зеленин. - М.: 1968. - 375 с.

43. Иванов, К. И. Исследование эффективности разрушения горных пород в зависимости от продолжительности прямоугольного импульса и амплитуды [Текст] / К. И. Иванов, В. Д. Андреев // "Взрывное дело". - 1969. - с. 81 - 87.

44. Иванов, К. И. Анализ энергоемкости разрушения горных пород с помощью прямых и отраженных ударных импульсов [Текст] / К. И. Иванов, Г. Г. Манзиенко, Н. Н. Ушков // Сб. "Взрывное дело". - 1966. - №58 - с. 253 - 260.

45. Иванов, К. И. Влияние формы ударника на коэффициент передачи энергии удара в породу [Текст] / К. И. Иванов // Сб. "Горный породоразрушающий инструмент". Киев. - 1970. - с. 166 - 169.

46. Исаков, А. Л. Напряженно-деформированное состояние массива грунта при движении в нем пневмопробойника [Текст] / А. Л. Исаков, А. К. Ткачук // ФТПРПИ. - 2000. - №2. - с. 23 - 28.

47. Исаков, А. Л. Об эффективности передачи ударного импульса при забивании металлических труб в грунт [Текст] / А. Л. Исаков, В. В. Шмелев // ФТПРПИ. - 1998. -№1. - с. 89-97.

48. Исаков, А. Л. Анализ волновых процессов при забивании металлических труб в грунт с использованием генераторов ударных импульсов [Текст] / А. Л. Исаков, В. В. Шмелев // ФТПРПИ. - 1998. - №2. - с. 48 - 58.

49. Исаков, А. Л. Задача о расширении грунтовой полости при бестраншейной замене подземных коммуникаций [Текст] / А. Л. Исаков, А. Е. Земцова // ФТПРПИ. - 1998.-№3.-с. 35-39.

50. Исаков, А. Л. О классификации грунтов без жестких структурных связей по их прочностным характеристикам [Текст] / А. Л. Исаков // ФТПРПИ. - 2000.

- №6. - с. 26-29.

51. Караваев, Н. П. Перспектива развития техники для бестраншейной прокладки трубопроводов [Текст] / Н. П. Караваев, Г. П. Баландюк // Механизация строительства. - 1993. - №7. - с. 16-19.

52. Кершенбаум, Н. Я. Прокладка горизонтальных и вертикальных скважин ударным способом [Текст] / Н. Я. Кершенбаум, В. И. Минаев. - М.: Недра, 1984.-245 с.

53. Кириллов, А. А. Выбор рациональных конструктивных параметров зажимных приспособлений и энергии удара кольцевых пневмоударных машин [Текст]: дис. канд. тенх. наук/ А. А. Кириллов. - Новосибирск. - 1988.

- 297 с.

54. Коняшин, Ю. Г. Экспериментальное исследование влияния параметров удара на показатели разрушения горных пород [Текст] / Ю. Г. Коняшин // Сб. "Разрушение горных пород механическими способами". М. - 1966. - с. 116 — 128.

55. Коняшин, Ю. Г. Экспериментальное исследование влияния параметров удара на показатели разрушения горных пород [Текст] / Ю. Г. Коняшин // "Разрушение горных пород механическими способами" - 1966. - с. 116 - 128.

56. Крюков, Г. М. Форма и к.п.д. оптимальных и других импульсов для штангового бурения горных пород при линейной зависимости их сил сопротивления от глубины внедрения инструмента [Текст] / Г. М. Крюков, В.

Р. Федоров, А. А. Матюшин, И. Н. Бондарь // Тр. МИЭРА. - 1970. - №48. - с. 82 - 87.

57. Кюн Г. Закрытая прокладка непроходных трубопроводов [Текст] / Г. Кюн, JI. Шойбле, X. Шлик. -М.: Стройиздат, 1993.- 168 с.

58. Манжосов, В. К. Продольный удар [Текст] / В. К. Манжосов. Изд. УлГТУ. Ульяновск. - 2007. - 357 с.

59. Марков, Н. Н. Погрешность и выбор средств при линейных измерениях [Текст] / Н. Н. Марков, Г. Б. Кайнер, П. А. Сацердотов. - М.: Машиностроение. - 1967. - 392 с.

60. Никонова, И. П. О предельном соударении свободных цилиндрических стержней [Текст] / И. П. Никонова, Г. И. Покровский, Б. Н. Серпенинов // Сб. "Электрические машины ударного действия". - Новосибирск. - 1969. - с. 43 -48.

61. Никонова, И. П. Влияние формы импульса на передачу удара в системе боек-штанга-среда [Текст] / И. П. Никонова, Г. Н. Покровский, Б. Н. Серпенинов // Передача удара и машины ударного действия. Сборник научных трудов - Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1976. - с. 20 - 30.

62. Павлов, В. Е. Измерение энергии удара электромагнитных молотов [Текст] / В. Е. Павлов // Импульсные линейные электрические машины. -Новосибирск. - 1991. - с. 87 - 91.

63. Пат. 2357061 Российская Федерация, МПК Е 21 В 1/12, Е 05 F 5/16 (2006.01). Способ управления силовым воздействием машины ударного действия (варианты) и устройство для его осуществления [Текст] / Смоляницкий Б.Н., Червов В.В., Смоленцев A.C.; заявитель и патентообладатель ИГД СО РАН. - № 2007135564/03; заявл. 25.09.2007; опубл. 27.05.2009, Бюл. №15. - 15 е.: ил.

64. Петреев, А. М. Показатели экономичности и совершенствование пневмомолотов [Текст] / А. М. Петреев, Б. Н. Смоляницкий // Известия высших учебных заведений. - 2001. - №8. - с. 111-115.

65. Петреев, А. М. Передача энергии от ударного привода трубе через адаптер [Текст] / А. М. Петреев, А. С. Смоленцев // ФТПРПИ. - 2011. - № 6. - с. 64 -74.

66. Пономарев, П. В. Об оптимальной форме упругой волны при механическом разрушении горных пород [Текст] / П. В. Пономарев // "Горный журнал". -1969.-№5. -с. 93-98.

67. Прочность, устойчивость, колебания. Справочник в трех томах. Том 1. Под ред. И.А. Биргера и Я.Г. Пановко. М: Машиностроение. - 1968. - 831 с.

68. Рыбаков, А. П. Основы бестраншейных технологий [Текст] / А. П. Рыбаков. - М.: Пресс Бюро, 2005. - 176 с.

69. Сердечный, А. С. Результаты исследований передачи ударного импульса от поршня - ударника через промежуточный элемент, столб жидкости и инструмент [Текст] / А. С. Сердечный, Н. М. Паладин, А. И. Кулик // Тез. докл. IV симпоз. по динамике виброударных систем, М.: -1978. - с. 35 - 39.

70. Сердечный, А. С. Расчет ударной системы, позволяющей изменить форму ударного импульса и снизить осевую ударную нагрузку [Текст] / А. С. Сердечный, А. Н. Петров, В. Н. Логинов //ФТПРПИ. - 1983. - №2. - с. 52-55.

71. Сердечный, А. С. Формирование ударных импульсов в буровом инструменте при двойном соударении тел с учетом взаимодействия инструмента с горной породой [Текст] / А. С. Сердечный, В. А. Хорьков // ФТПРПИ. - 1993. -№6. -с. 39-46.

72. Сердечный, А. С. Исследование предельного напряженного состояния элементов резьбовых соединений в условиях эксплуатации [Текст] / А. С. Сердечный // Вестник КнАГТУ. - 1996. - с. 35 - 38.

73. Серпенинов, Б. Н. Исследование передачи продольного удара в системе боек-штанга-среда применительно к некоторым машинам ударного действия [Текст] / Б. И. Серпенинов, И. П. Никонова, Г. Н. Покровский. Отчет лаб. механизации горных пород, ИГД СО АН. - Новосибирск. - 1976. - 156 с.

74. Смоленцев, А. С. Стенд для экспериментального исследования передачи

энергии в системе «ударник - адаптер - труба» [Текст] / А. С. Смоленцев//

110

Труды научной конф. с участием иностранных ученых «Фундаментальные проблемы формирования техногенной геосреды». Т. III. - Новосибирск. 2010. -с. 114-119.

75. Смоленцев, А. С. Экспериментальное исследование передачи энергии в системе «ударный привод - адаптер - труба» [Текст] / А. С. Смоленцев// 65-я научно-техническая конференция ГОУ «СибАДИ». Омск. - 2011. с. 233-238.

76. Смоленцев, А. С. Моделирование процесса передачи энергии от ударного привода трубе через адаптер [Текст] / А. С. Смоленцев// VI Всероссийская научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Развитие дорожно-транспортного комплекса и строительной инфраструктуры на основе рационального природопользования», Омск. -2011.-с. 446-451.

77. Смоляницкий, Б. Н. Новые пневмоударные машины Института горного Дела СО РАН [Текст] / Б. Н. Смоляницкий, В. В. Червов, К. Б. Скачков // Строительные и дорожные машины. - 2001. - №12. - с. 7 - 12.

78. Смоляницкий, Б. Н. Новые пневмоударные машины «Тайфун» для специальных строительных работ [Текст] / Б. Н. Смоляницкий, В. В. Червов, В. В. Трубицын, И. В. Тищенко, И. Э. Вебер // Механизация строительства. -1997.-№7.-с. 12-16.

79. Справочник машиностроителя в трех томах. Том III. Под ред. С.В. Серенсена и Н.С. Ачеркана. М: Машиностроение, 1951. - 1098 с.

80. Стахановский, Б. Н. Механика удара [Текст] / Б. Н. Стахановский. - Омск: ОмГТУ, 2002. - 200 с.

81. Стахановский, Б. Н. КПД передачи энергии при упругом соударении стержней [Текст] / Б. Н. Стахановский // Труды межвузовской научной конференции по электрическим машинам ударного действия: Сборник докладов. - Новосибирск: НЭТИ. - 1967. - с. 119-121.

82. Стихановский, Б. Н. Приближенный метод определения времени, коэффициента восстановления, силы и передачи энергии при свободном

прямом ударе тел [Текст] / Б. Н. Стахановский // ФТПРПИ. - 1971. - №1. - с. 70-83.

83. Тимошенко, С. П. Колебания в инженерном деле [Текст] / С. П. Тимошенко. М: Физматгиз. - 1959. - 440 с.

84. Ткач, X. Б. Бестраншейные технологии создания в грунте горизонтальных скважин и трубопроводов [Текст] / X. Б. Ткач, В. М. Сбоев // Изв. ВУЗов, Строительство. - 1997. - №3. - с. 57 - 61.

85. Тупицин, К. К. Управляемые пневмопробойники [Текст] / К. К. Тупицин, А. Д. Костылев, Е. Н. Чередников, А. Т. Караваев // Строительные и дорожные машины. - 1998. - №3. - с. 16 - 19.

86. Федулов, А. И. Об измерении усилий при ударных нагрузках [Текст] / А. И. Федулов, В. В. Каменский, Б. Н. Серпенинов // Сб. "Вопросы механизации горных работ", вып. 6. - 1961. - с. 38 - 46.

87. Флавицкий, Ю. В. Определение импульсов напряжения при продольном соударении упругих тел [Текст] / Ю. В. Флавицкий, К. С. Хомяков // ИГД им.

A.А. Скочинского. М.: 1964. - с. 37 - 43.

88. Холодов, И. А. Исследование передачи энергии удара в машинах для разработки мерзлых грунтов [Текст]: дис. канд. тенх. наук / И. А. Холодов -Свердловск. - 1969. - 160 с.

89. Червов, В. В. Стенд для исследования и испытания пневмомолота [Текст] /

B. В. Червов, А. С. Смоленцев// ФТПРПИ. - 2007. - №6. - с. 58 - 65.

90. Черниховский, Ю. Ф. Машины для бестраншейной прокладки труб [Текст] / Ю. Ф. Черниховский // Механизация строительства. - 1977. -№ 6. - с. 19-21.

91. Шелковников, И. Г. Использование энергии удара в процессах бурения [Текст] / И. Г. Шелковников. - Л.: "Недра", 1977. - 159 с.

92. Шенк, X. Теория инженерного эксперимента [Текст] / X. Шенк М: Мир. 1972.-381 с.