2018-03-09
266
Исходные данные
Провести подбор бурильной установки для прокладки трубы параметрами 1220х10 мм на глубину 2,84 м под железной дорогой “Полоцк-Минск”. Грунты: преимущественно встречаются супеси с примесью гравия и щебня. Длина кожуха 24 м.
Для проведения работ выберим установку ГБ1421.
Требуемая мощность установки горизонтального бурения находится по формуле (3.11):
,
1) Мощность, затрачиваемая на бурение скважины:
Где:
– радиус шнека, равный 0,5825 м;
n – частота вращения шнека, об/мин. Максимальное значение определяется по формуле (3.13):
Минимальное значение частоты определим по формуле (3.14):
Где:
–диаметр шнека, равный 1,165 м;
– угол наклона винтовой линии шнека, принимаем 34°40’;
и 
– коэффициенты трения грунта по винтовой поверхности шнека в движении и в покое 0,46 и 0,53 соответственно.
Среднее значение частоты оборотов равно 27 об/мин.
– среднее усилие, необходимое для разрушения грунта режущей головкой, Н. Вычисляется по формуле (3.14):
Где:
- радиус скважины, принимаем 0,63 м;
|
|
|
- число режущих граней на головке, принимаем равное 2;
k – коэффициент удельного сопротивления грунта разработки при бурении режущими головками фрезерного типа, равный 
;
- толщина стружки срезаемого грунта, равная 0,001 м;
- шаг шнека принимаем 0,8 м;
- коэффициент объемного наполнения шнека, равен 0,03.
Максимальное значение высоты h:
Где:
LT – длина транспортируемого грунтового потока в пределах шага шнека, м. Для расчета можно взять LT=s =0,8 м;
- угол естественного откоса разрыхленного грунта в движении, определим по формуле (3.17):
Где:
– угол естественного откоса грунта в покое, принимаем равным 25°;
- коэффициент разрыхления транспортируемого грунта, принимаем 1,4.
2) Мощность, необходимая для перемещения грунта винтовым транспортером со шнеком, смонтированным на опорных подшипниках определяется по импирической формуле:
Где:
- длина шнека, равная 30 м;
- ускорение свободного падения, равно 9,81 м/с2;
– поправочный коэффициент, для супесчаных грунтов =1,9;
– коэффициент сопротивления насыпного грунта транспортированию, равный 10;
– массовая производительность шнекового транспортера, т/ч, которая определяется по формуле (3.19):
Где:
– плотность грунта, разрыхленного режущего головкой. Принимаем 1600 кг/м3.
3) Мощность, затрачиваемая на продавливание кожуха с учетом временных вертикальных нагрузок от транспорта, определяется по формуле (3.20):
Где:
и 
– плотность насыпного грунта и грунта в массиве 1600 кг/м3соответственно;
- длина кожуха, равная 24 м;
- диаметр кожуха, 1,22 м;
– высота насыпи, равная 2,84 м;
|
|
|
- толщина материкового грунта над кожухом, равная 1,34 м;
– коэффициент трения стали о грунт, принимаем 0,45;
- плотность стали, принимается равным 7850 кг/м3;
– временная нагрузка от транспортера, принимаем с учетом интерполяции 0,65 МПа;
- площадь поверхности кожуха, на которую действует давление от временных нагрузок транспортера, принимаем 9,5 м2;
-масса единицы длины шнекового транспортера с разрабатываемым грунтом, которая определяется по формуле:
Тогда требуемая мощность установки горизонтального бурения находится по формуле:
ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ
