 |
В период 2000 – 2002 гг. Правительством РФ принят ряд решений, определивших программу развития трубопроводной сети страны на период до 2010 года. Важнейшими объектами определены: строительство нефтепроводов Россия – Китай, Кстово – Ярославль – Кириши – Приморск протяженностью 1197 км, а также трубопровода Сызрань – Новороссийск протяженностью 1600 км. Большое внимание уделено газификации россий-ских регионов. Прирост в 2010 году протяженности газопроводных сетей должен составить 75- 80 тыс. км, из которых 75% должно приходиться на сельскую местность. За последние годы отмечена повышенная аварийность трубопроводных систем.
Выполнение работ, определенных этими решениями, потребует более широкого применения тракторных вариантов.
Машины для укладки труб в России до начала 90-х годов XX века выпускался машиностроительными предприятиями Минстройдормаша, Минхиммаша и Миннефтегазстроя, которым с тракторных заводов Минсельхозмаша поставлялись гусеничные тракторы специального исполнения.
В период экономической перестройки изменение юридического статуса ряда заводов, перепрофилирование их производства привело к изменениям и в номенклатуре выпускаемой продукции. В настоящее время производство полнокомплектных машин, в основном, сосредоточено на 2-х тракторных заводах: ОАО «Промтрактор» (бывший Чебоксарский завод промышленных тракторов) и ОАО «Челябинский тракторный завод-Уралтрак», которые выпускают 6 моделей данного типа техники номинальной грузоподъемностью от 12 до 50 тонн. Модели грузоподъемностью 6,3 тонны по отдельным заказам выпускается ОАО «Газстроймаш» с поставкой с тракторных заводов необходимых узлов, агрегатов и систем трансмиссии, ходовой системы, верхнего строения и систем управления.
Данный вид техники классифицируют по номинальной грузоподъемности, под которой понимается допустимая нагрузка на крюке машины при работе с единичными грузами. ГОСТ 15150 предусматривает 5 типоразмеров номинальной грузоподъемностью 6,3; 12,5; 20; 32 и 50 тонн.
Техника для укладки трубопроводов создавался по 2-м направлениям:
- для техники грузоподъемностью 6,3 тонны был применен принцип, включающий использование трансмиссии трактора ДТ-75ВР и ходовой системы от трактора Т-170М (Т-10);
- для машин грузоподъемностью 12 т и более в качестве базовых машин создавались специализированные трубоукладочные модификации тракторов или их специальные комплектации.
К настоящему времени созданы конструкции и налажено производство всего типоразмерного ряда, предусмотренного ГОСТ 15150.
Технические характеристики отечественных укладчиков номинальной грузоподъемностью от 6,3 до 12,5 тонны приведены в таблице 1, грузоподъемностью 20 – 32 тонны – в таблице 2 и грузоподъемностью свыше 32 тонн – в таблице 3.
Если распределить указанные модели по категориям (легкая – грузоподъемностью до 20 тонн, средняя – грузоподъемностью свыше 20 до 33 тонн и тяжелая – грузоподъемностью свыше 33 тонн), то в легкой категории находятся 4 модели, в средней – 3 и в тяжелой – 2 модели.
Оценивая удельные показатели данной техники – удельная материалоемкость (отношение массы к мощности), энергонасыщенность (отношение мощности к массе), удельная грузоподъемность (отношение номинальной грузоподъемности к массе машины) и удельная мощность (отношение мощности к номинальной грузоподъемности), – можно установить, что среднее значение удельной материалоемкости составляет около 203 кг/кВт и имеет тенденцию роста от легкой категории к тяжелой; уровень энергонасыщенности для всех трех категорий характеризуется значением 5 кВт/т; удельная грузоподъемность имеет тенденцию роста от легкой к тяжелой категории от 0,45 до 0,7 т/т, а удельная мощность уменьшается от легкой категории к тяжелой с 10,9 до 6,7 кВт/т.
За последние годы в зарубежной практике в производстве подобной техники определились 4 ведущие фирмы: Caterpillar, Komatsu, Dressta и Liebherr.
- Фирма Caterpillar выпускает 4 гусеничные модели номинальной грузоподъемностью от 9 до 50,8 т, мощностью от 82 до 313 кВт.
- Фирма Komatsu выпускает 3 модели гусеничных машин номинальной грузоподъемностью от 20 до 45 т, мощностью от 168 до 269 кВт.
- Фирма Dressta выпускает технику 3 моделей номинальной грузоподъемностью от 16 до 48,8 т, мощностью от 130 до 238 кВт.
- Компания Liebherr выпускает 4 модели номинальной грузоподъемностью от 10,3 до 44 т, мощностью от 97 до 243 кВт.
Параметры грузоподъемности зарубежных машин регламентируются двумя стандартами SAE 743в и ANSI В30.14-1979. Этими стандартами установлены 2 понятия грузоподъемности: lift capacity и load capacity. Первое понятие в соответ-ствии со стандартом SAE 743в обозначает величину груза на крюке, который машина поднимает на данном вылете стрелы, но при этом ни один из опорных катков ходовой системы, противоположной стреле, не должен отрываться от гусеницы более чем на 6 мм. То есть эта нагрузка, вызывающая отрыв опорных катков от гусеницы (начало опрокидывания машины). В зарубежной технической литературе термин lift capacity не имеет устойчивого аналога, поэтому данный термин трактуется как грузоподъемность по SAE и является основным параметром зарубежных кранов.
Другое понятие load capacity в соответствии со стандартом ANSI обозначает величину безопасной нагрузки, составляющую для гусеничных кранов-трубоукладчиков 85% от грузоподъемности по SAE. Стандарт допускает уменьшение этой величины на некоторых участках грузовой характеристики в случаях, если безопасность обусловлена не опрокидыванием машины, а прочностью конструкции.
Сравнивая зарубежныйе экземпляры с отечественными, у которых определяющим параметром является момент устойчивости, введен аналогичный параметр, представляющий собой произведение наибольшей грузоподъемности по SAE на соответствующий ей наименьший вылет крюка, равный 1,22 м. Полученное таким образом значение момента устойчивости сопоставимо со значениями моментов устойчивости по ГОСТ 15619-70. Некоторое различие в пределах, не превышающих 5%, объясняется тем, что момент устойчивости отечественных машин дается не на вылете крюка 1,22 м, а на рабочем вылете 2,5 м. Известно, что с увеличением вылета момент устойчивости несколько уменьшается.
В нижеследующих таблицах 4, 5 и 6 приведены краткие технические характеристики зарубежных машин указанных фирм, сгруппированные по тем же категориям, что и для отечественных.
Анализ структур типоразмерных рядов зарубежных машин показывает, что компании Caterpillar, Dressta и Liebherr выпускают краны всех 3-х категорий грузоподъемности, фирма Komatsu выпускает данную технику только в средней и тяжелой категориях. Некоторые из этих фирм выпускают по 2 модели в средней и тяжелой категориях.
На моделях фирм Caterpillar, Komatsu и Dressta применены канатно-блочные системы управления стрелой и крюком с гидравлическим приводом системы управления вылетом противовесов. Как правило применяются двухбарабанные лебедки с планетарными редукторами, встроенными внутрь барабанов, привод которых осуществляется от гидромоторов.
Машины фирмы Liebherr имеет следующие особенности, к которым можно отнести применение гидростатических трансмиссий на всех моделях машин и гидравлических систем управления стреловым оборудованием. Необходимо отметить, что на моделях Liebherr применены гусеницы различной ширины с правой и с левой сторон. Левые гусеницы (со стороны грузоподъемного оборудования) имеют ширину 914 мм, а ширина правых гусениц (со стороны противовесов) колеблется от 560 мм у малой модели до 711 мм у моделей средней и тяжелой категорий. По мнению фирмы, такое решение повышает устойчивость техники.
Анализ удельных показателей показывает, что их среднее значение для зарубежных машин можно охарактеризовать следующими данными: удельная материалоемкость – 205 кг/кВт (диапазон 190,6 – 220,8 кг/кВт), энергонасыщенность – 4,9 кВт/т (диапазон 4,56 – 5,26 кВт/т), удельная грузоподъемность – 0,67 т/т (диапазон 0,56 – 0,77 т/т) и удельная мощность – 7,53 кВт/т (диапазон 5,94 – 8,88 кВт/т).
В легкой категории кранов-трубоукладчиков наилучшие показатели по удельной материалоемкости и энергонасыщенности имеет фирма Caterpillar, по удельной грузоподъемности – фирма Dressta, а по удельной мощности – фирма Liebherr.
В средней и тяжелой категориях наилучшие показатели по всем рассмотренным удельным параметрам имеют фирмы Caterpillar и Komatsu.
Из отечественных экземпляров наиболее полную гамму машин производит ОАО «Промтрактор», основные параметры и удельные показатели которого могут быть оценены как наиболее полно отвечающие современному техническому уровню.
В соответствии с требованиями по безопасности труда все модели оснащаются предохранительными системами, включающими автоматический ограничитель подъема стрелы, систему контроля нагрузки на крюке при работе в составе изоляционно-укладочной колонны, указатели грузового момента и допустимой грузоподъемности в зависимости от вылета крюка, а также систему аварийного сброса груза.