Месяц: Май 2019

Под стойкостью режущего инструмента понимают период времени, в течение которого заточенная пластинка инструмента производит работу без переточки. Опыты по определению стойкости имеют особое значение как для оценки обрабатываемости резанием материала, так и для оценки степени пригодности режущего материала, и позволяют получить данные о рекомендуемых скоростях резания. Стойкость разных режущих материалов при обработке определенного материала и прочих равных условиях резания (этот случай рассматривается здесь в первую очередь) характеризует, следовательно, пригодность данных режущих материалов для соответствующего процесса резания. С другой стороны, стойкость определенного инструмента при обработке разных материалов при прочих равных условиях резания характеризует обрабатываемость резанием этих материалов. Применяя прерывистое резание (некруглых, ребристых или шлицевых валов), можно утяжелить условия испытания и приблизить к условиям работы при фрезеровании.

Практически стойкость режущего инструмента определяют опытной проточкой или другими видами обработки резанием, причем все условия резания остаются неизменными и лишь скорость резания повышают от опыта к опыту, определяя время полного износа режущей кромки при каждой из применявшихся скоростей. Этот полный износ обнаруживается у быстрорежущей стали по появлению блестящей полосы на поверхности резания, возникающей вследствие того, что притупившаяся размягченная режущая кромка инструмента уже не режет, а скользит по поверхности резания.

Зависимость стойкости от скорости резания в логарифмической системе координат представляется прямыми линиями «Т—v». Для различных поперечных сечений стружки получают семейство параллельных прямых, позволяющих определять скорости резания, отвечающие требуемым практикой производства периодам стойкости резца, например, v60, v120 и т. д. Для разных материалов, обрабатываемых одинаковым инструментом, или при одних и тех же изделиях, обрабатываемых разными режущими материалами, зависимости стойкости от скорости резания в логарифмических координатах выражаются прямыми линиями с различным углом наклона.

Прямые стойкости можно построить по двум точкам, лежащим на возможно большем расстоянии одна от другой. Построение T—v-диаграмм — трудное и дорогостоящее дело. При обработке резанием инструментом из твердого сплава, отличающегося устойчивостью структуры, как правило, не бывает внезапного выхода лезвия из строя; режущая кромка выходит из строя медленно при одновременном влиянии износа по задней грани (рябь как показатель износа) и по передней грани (лункообразование). Для определения стойкости твердого сплава чаще всего применяют поэтому так называемый метод износа лезвия, определяя увеличение ширины полосы износа на задней грани в течение опыта. Сначала износ происходит быстро, затем все медленнее; при нанесении кривых зависимости ширины полосы износа от времени в логарифмической шкале опять получается прямая (В—T-прямая). Применяя разные скорости резания, получают параллельные прямые, с помощью которых можно установить важную для производства зависимость износ — стойкость (Т’в—v-прямые, относящиеся к определенной ширине полосы износа).

В связи с длительностью испытаний на стойкость было предложено много методов кратковременных испытаний. Так например, работают твердосплавным резцом до ширины полосы износа в 0,1 мм и в результате получают так называемые кривые Т0,1—V. Сравнительно быстрое и простое измерение температуры резания также может расцениваться как кратковременное испытание. Из зависимостей температуры резания от скорости резания (кривые t—v) и стойкости от температуры резания (кривые T—t) (обе в логарифмическом масштабе) можно построить кривые T—V.

О многочисленных других методах определения периода стойкости и особенно кратковременных см. литературу.

В процессе обработки резанием режущая кромка изнашивается вплоть до полного затупления (конец периода стойкости). Резец может выйти из строя из-за поломки или более или менее значительного выкрошивания режущей кромки, вследствие размягчения, т. е. недостаточной красностойкости (этих явлений нет у твердых сплавов) и, наконец, вообще в результате возрастающего износа.

Формы проявления на инструменте износа и его влияние на процесс резания весьма различны. На рис. 218 схематически показаны разные формы износа режущей кромки токарного резца. Разные виды износа могут возникать раздельно или одновременно. Режущая кромка твердосплавного инструмента чаще всего выходит из строя вследствие чистого износа. Постепенное сокращение задней и передней граней доводит режущую кромку до затупления. Тщательное исследование процесса износа измерением ширины полосы износа обнаружило периодическое продвижение (каскадный износ), которое можно объяснить изменениями характерной структуры твердых сплавов.

При обработке материалов, дающих сливную стружку (сталь), задняя грань режущей кромки изнашивается нормально вследствие трения; передняя грань истирается неравномерно под влиянием горячей, твердой, шероховатой и изогнутой стружки, причем позади режущей кромки образуется корытообразное углубление, или лунка. На рис. 219 показаны износ по задней грани (полоса износа) и лунка, образовавшаяся на передней грани твердосплавного резца. С течением времени лунка становится все глубже, причем ее край, находившийся сначала примерно на расстоянии 1 мм от режущей кромки, придвигается все ближе к ней (рис. 220). Так как одновременно изнашивается также задняя грань, то полоска между режущей кромкой и краем лунки (так называемая губа лунки) становится все уже, угол заострения все уменьшается и, наконец, происходит более или менее значительное выкрошивание режущей кромки, делающее дальнейшее резание невозможным.

При определении стойкости твердосплавного резца через износ режущей кромки из различных показателей износа (рис. 219) чаще всего пользуются измеренной с помощью микроскопа шириной полосы износа В на задней грани. Лункообразование на передней грани, оцениваемое шириной и глубиной образовавшейся лунки, т. е. ее объемом, до настоящего времени не использовалось для количественной оценки износа.

Процессы и причины износа металлического режущего материала при обработке снятием стружки весьма сложны. У твердого сплава они связаны со свойствами обрабатываемого материала и с характерными свойствами структуры материала самого режущего инструмента. В соответствии с процессом стружкообразования можно принципиально различать две группы обрабатываемых материалов: материалы, дающие элементную («сыпучую») стружку (чугун, цветные металлы, керамические материалы, пластмассы и т. д.), и материалы, дающие сливную стружку (сталь).

Удельное сопротивление резанию чугуна сравнительно невелико, так что и образующееся количество тепла также невелико. Сыпучая стружка отделяется от материала и сразу опадает без длительного соприкасания с режущей кромкой. Так как при обработке резанием стружка является главным носителем тепла, то при обработке чугуна ввиду меньшего теплообразования и более короткого времени соприкасания со стружкой небольшой части режущей кромки ее нагрев не очень велик. Сваривание графитсодержащей чугунной стружки с твердым сплавом под влиянием температуры и давления, т. е. образование наростов на режущей кромке, а при более высоких скоростях резания образование лунок в общем не наблюдается. Однако чугунная стружка и обрабатываемое изделие чаще всего весьма тверды и изнашивают инструмент трением. Кроме того, вследствие незначительного удлинения чугуна все усилия резания концентрируются на весьма малой поверхности режущей кромки, так что местное давление резания может быть весьма значительным; в связи с этим от режущей кромки требуется большая прочность. По этой причине для обработки чугуна пригодны лишь весьма твердые, но и достаточно вязкие, хорошо проводящие тепло сорта твердых сплавов самой высокой износоустойчивости; такими являются в первую очередь сплавы из карбида вольфрама и кобальта.

Причины износа BK твердых сплавов объясняют по-разному. Согласно Давилю, структура твердых сплавов, содержащих до 10% Co, представляет собой связанный карбидный каркас значительной прочности, в промежуточных пространствах которого находится мягкий и относительно легкоплавкий кобальт. Этот кобальт изнашивается в первую очередь, карбидный каркас частично теряет цементирующую среду и начинает выкрошиваться в зависимости от его твердости и вязкости в большей или меньшей мере. Так как это, по всей вероятности, происходит периодически, то получается толчкообразно увеличивающаяся ширина полосы износа (каскадный износ).

Сильный износ вследствие лункообразования, наблюдающийся при точении стали BK твердыми сплавами, пытались объяснить тем, что на передней грани появляется при этом жидкий сплав в форме весьма тонкой пленки, которая быстро срабатывается. Действительно, опытами, аналогичными опытам Давиля, удалось доказать, что между BK твердыми сплавами и сталью при температурах в диапазоне 1300—1325° образуется жидкая фаза. Если в сплаве содержится карбид титана, температура появления жидкой фазы поднимается до 1350° и выше. Несомненно, важную роль в процессе поверхностного оплавления играет и давление.

При обработке стали удельное сопротивление резанию в два-три раза больше, чем при обработке чугуна; возникающее количество тепла значительно больше. Сливная длинная стружка отходит до передней грани твердосплавной пластинки, причем поверхность и время соприкосновения стружки с режущей кромкой сравнительно велики. Стружка при этом подвергается серьезной деформации, что связано с дальнейшим теплообразованием. Все эти факторы обусловливают значительный нагрев режущей кромки, несравненно более высокий, чем при обработке резанием чугуна.

При низких скоростях резания вследствие высокой температуры, значительного давления и сравнительно продолжительного соприкосновения стружки с режущей кромкой они свариваются. С образованием наростов на режущей кромке их периодический отрыв ведет к большим или меньшим выкрошиваниям режущей кромки. С увеличением скорости резания это явление постепенно исчезает, и начинается процесс образования лунок.

Так как износ при обработке стали большей частью объясняется поверхностным взаимодействием инструмента, стружки и обрабатываемого изделия, то выбором соответствующих легирующих присадок можно уменьшить склонность к привариванию. Этим способом достигается замедление образования наростов, образования лунок и износа по задней грани. Наилучшее действие оказывают присадки TiC, TaC, отчасти также ZrC, т. е. присадки карбидов металлов, образующих прочно удерживающиеся устойчивые окислы. Для обработки стали применяют поэтому твердые сплавы, состоящие из WC-TijC-Co или из WC-TiC-TaC (NbC)-Co.

Причинами износа TK твердых сплавов, так же как и BK, являются, согласно Тренту, тонкие пленки жидких сплавов, образующиеся под влиянием температуры и давления и быстро удаляемые механическим воздействием. Различие между обоими видами твердых сплавов состоит в том, что сорта, содержащие карбид титана, образуют со сталью жидкие сплавы лишь при 1350° и более высоких температурах. Это было подтверждено опытами, аналогичными опытам Давиля, и микрофотографиями. Объясняется это характерным поведением твердого раствора WC-TiC в этих сортах твердых сплавов. Если в указанном твердом сплаве имеется свободный монокарбид вольфрама, то, как и в сплавах BK, возникают более легкоплавкие фазы. Действительно, наблюдения показали зависимость износа (лункообразования) от содержания свободного WC в TK твердых сплавах, что подтверждается также практическим опытом.

Режим резания. Получаемые при испытаниях зависимости стойкости от скорости резания T—v представляют собой в логарифмической системе координат (в зависимости от поперечного сечения стружки) ряд параллельных прямых (рис. 221). Математически эти кривые соответствуют уравнениям:

где T — стойкость, соответствующая данной скорости резания;

v — скорость резания;

n — показатель стойкости, тангенс угла наклона.

Величина n, определяющая наклон прямых, различна для разных материалов и колеблется между 4 и 15; при разных видах обработки твердым сплавом n составляет только от 5 до 7 (рис. 222).

Рис. 221 ясно показывает влияние скорости резания и поперечного сечения стружки на стойкость резца. При постоянном поперечном сечении стружки всякое повышение скорости резания сокращает стойкость. При неизменной скорости резания так же влияет всякое увеличение поперечного сечения стружки.

При данной стойкости режущей кромки каждой форме и величине стружки соответствует совершенно определенная скорость резания, причем увеличение поперечного сечения стружки требует лишь сравнительно небольшого снижения скорости резания, что имеет большое значение для экономичной обработки резанием.

Однако закономерная зависимость между стойкостью, скоростью резания и поперечным сечением стружки действительна не для всякой скорости резания и не для любого поперечного сечения стружки. При малых скоростях резания на режущей кромке возникают наросты, и изменение периода стойкости весьма неравномерно. Для стружек малых поперечных сечений также действительны иные закономерности (см. ниже рис. 225 и 226).

Согласно рис. 221, для скорости резания 150 м/мин стойкость в зависимости от формы поперечного сечения стружки составляет 200 мин. при сечении 1*0,48 (0,48 мм2) и 330 мин. при сечении 2*0,21 (0,42 мм2), хотя площадь поперечного сечения стружки в обоих случаях почти одинакова. Из этого вытекает весьма важное для практики обстоятельство — при равной площади поперечного сечения продолжительность работы тем больше, чем тоньше стружка, т. е. чем больше глубина резания и меньше подача. Это можно объяснить тем, что при большей глубине резания в действии находится более длинный отрезок режущей кромки, так что образуемое при резании тепло и трение распределяются по большей поверхности. Такое же действие оказывают и мероприятия, увеличивающие длину главной режущей кромки, а именно уменьшение главного угла в плане, увеличение радиуса вершины режущей кромки и др. При испытании на стойкость необходимо поэтому указывать не только размеры, но и форму поперечного сечения стружки. Зная толщину среза (величины имеются в таблицах), можно построить прямые m—vT (рис. 223). Как видно, тонкая стружка оказывает более благоприятное влияние на стойкость резца, чем толстая стружка равной площади поперечного сечения.

В разделе о температуре резания было показано, что нагрев режущей кромки при обработке стали значительно больше, чем при обработке чугуна. Применяя надлежащие охлаждающие жидкости, можно повысить производительность резания. У твердого сплава, выдерживающего значительно более высокие температуры нагрева, чем быстрорежущая сталь, это проявляется не столько в повышении скорости резания, сколько в увеличении стойкости, в лучшем случае на 200%. Охлаждающая жидкость, кроме того, действует в качестве смазочного материала, уменьшая трение. При обдирке стали твердым сплавом на высокопроизводительных станках режущая кромка часто подвергается предельно допустимому нагреву; соответствующее охлаждение даст в этом случае значительное повышение производительности (рис. 224).

Материал изделия и материал инструмента. Из предыдущего изложения следует, что при обработке разных материалов одним и тем же режущим инструментом наклон прямых стойкости (в логарифмических координатах) весьма различен; следовательно, истирающее действие на инструмент также должно зависеть от обрабатываемого материала. В особенности велико это различие между чугуном, дающим короткую стружку, и сталью, образующей длинную стружку. Причины этого были детально обсуждены в разделах об образовании стружки и износе режущей кромки. Во всяком случае ясно, что при обработке стали необходимо применять другие сорта твердых сплавов, чем для обработки чугуна. Давиль в свое время исследовал эту проблему весьма обстоятельно. Он обрабатывал сталь (ов = 55 кг/мм2) твердым сплавом 95% WC, 5% Co и сплавом 80% WC, 15% TiC, 5% Co. Кривые на рис. 225 показывают, что TK твердый сплав далеко превосходит сплав BK, особенно в области высоких скоростей резания. Износ в форме лункообразования у сплавав TK значительно ниже, чем у сплавов BK, что объясняется влиянием TiC, препятствующего свариванию твердого сплава состалью. Тот факт, что при низких скоростях резания BK твердый сплав дает лучшие результаты, объясняется тем, что у TK сплавов в этих условиях на режущей кромке образуются наросты и происходит выкрошивание. Поведение обоих сортов твердых сплаво в при обработке серого чугуна ( Hв = 200 кг/мм2) показано на рис. 226. TK твердые сплавы не выдерживают сильной механической нагрузки и выкрошиваются при низких скоростях резания.

Твердые BK сплавы имеют более высокую прочность и показывают поэтому при обработке чугуна в диапазоне низких и средних скоростей резания значительно более высокую стойкость.

Имеется ряд обстоятельных исследований влияния разного состава и технологии производства твердого сплава на стойкость режущего инструмента. Таково, например, исследование влияния содержания кобальта и карбида титана на стойкость TK твердых сплавов при обработке стали (рис. 227 и 228). Были также сравнены между собой одинаковые марки твердых сплавов разных заводов-произодителей; однако в данном случае необходимо учитывать определенные различия в анализе (составе) и технологии производства.

Бальхаузен обстоятельно исследовал влияние содержания кобальта в BK и TK твердых сплавах на производительность при точении. На рис. 229 нанесены в пространственном изображении скорости резания соответствующих сплавов, дающие после 10 мин. резания по стали ов = 85 кг/мм2, ширину полосы износа, равную 0,15 мм. Эта пространственная диаграмма ясно обнаруживает превосходство сплавов TK.

Для выбора скорости резания рекомендуют два критерия: либо максимальную производительность в единицу времени, либо минимальную суммарную стоимость обработки. При учете стоимости обработки (заработная плата, энергия, амортизация и т. д.) и инструмента (смена, стоимость заточки, расход инструмента) получается, что экономическая стойкость инструмента должна быть тем выше, чем он дороже, чем больше времени требуется для смены и заточки, чем выше доля заработной платы за заточку и чем ниже доля заработной платы рабочего-станочника.

При установлении наиболее экономичного режима резания само собою разумеется, что экономическая стойкость не может, быть одинаковой для всех предприятий и цехов или даже для всех станков одного и того же цеха. При большой продолжительности замены инструмента, как, например, у автоматов, необходимо добиваться большей стойкости инструмента. Это особенно важно при выполнении на станках сложных и точных работ, когда после каждой смены одного из инструментов иногда бывает необходимо проверить и вновь установить все другие инструменты. По этой причине от инструментов для автоматов требуется, как правило, двойной или даже тройной период стойкости по сравнению с инструментами для обычных токарных станков.

Для заточки и доводки твердосплавных инструментов используют три варианта технологических процессов:

1. Абразивный процесс:

а) обработка стальной державки электрокорундовым кругом;

б) предварительная заточка твердосплавной пластинки по передней и задней поверхности заточным кругом из КЗ;

в) окончательная заточка пластин твердого сплава кругами из КЗ;

г) доводка фаски пластинки мелкозернистой пастой из карбида бора или мелкозернистыми кругами из КЗ (на бакелитовой или керамической связке).

2. Алмазно-абразивный процесс:

а) обработка стальной державки электрокорундовым кругом;

б) предварительная заточка твердосплавной пластинки заточным кругом из КЗ;

в) окончательная заточка пластин твердого сплава кругами из КЗ или алмазным кругом на металлической связке;

г) доводка фасок мелкозернистым алмазным кругом на органической связке.

3. Алмазный процесс:

а) предварительная обработка стальной державки и снятие припоя с твердосплавной пластинки электрокорундовыми кругами;

б) предварительная заточка пластин твердого сплава алмазным кругом на металлической связке,

в) окончательная заточка пластин твердого сплава алмазным кругом на металлической или органической связке;

г) доводка фасок мелкозернистым алмазным кругом на органической связке.

Ремонт автомобильных дорог и аэродромов, дорожная одежда которых имеет ЦБ покрытия, как правило, обусловлен поверхностным или полным разрушением покрытий. Основные методы ремонта ЦБ покрытий целесообразно разделить на следующие группы:
1) восстановление шероховатости;
2) текущий ремонт;
3) капитальный ремонт.
Для восстановления шероховатости ЦБ покрытий используют следующие технологии:
— механическую обработку покрытий с помощью специального оборудования, например, фрезами, алмазными дисковыми пилами, стальными щетками, формируя водно- или пилообразные мелкие неровности небольшой глубины (до 10 мм);
— дробеструйную обработку стальными шариками для создания заданной степени шероховатости;
— пневматическое воздействие потоком горячего (1000°С) сжатого воздуха со скоростью до 300 м/с;
— гидравлическую обработку струей воды под давлением 80-90 МПа.
Текущий ремонт ЦБ покрытий включает заделку поврежденных швов,
устранение небольших дефектов (шелушения, трещин, выбоин, раковин и др.), устранение просадок плит и др.
Капитальный ремонт предусматривает разрушение и вырубку поврежденных участков. Для этих целей используют следующие машины и оборудование:
— ручной механизированный инструмент ударного действия;
— автобетоноломы и бетоноломы на специализированном шасси;
— машины для дробления цементобетона непосредственно на дороге;
— машины для вскрытия (резания) покрытий.
При малых объемах ремонтных работ используют ручной инструмент -пневматические и гидравлические отбойные молотки или ломы. В этом инструменте энергия сжатого воздуха или рабочей жидкости преобразуется в энергию удара.
Пневматический инструмент ударного действия включает отбойные молотки. Их КПД составляет всего 0,08-0,12. Принцип их работы основан на использовании энергии удара бойка (поршня-ударника), который совершает возвратно-поступательные движения вдоль канала ствола под действием сжатого воздуха, поступающего поочередно по одну и другую сторону ударника. В конце рабочего хода ударник наносит удар по хвостовику наконечника, который разрушает цементобетон. Сжатый воздух для работы пневмоинструмента вырабатывают компрессорные станции, которые могут быть переносными, прицепными или самоходными.
Наиболее важным агрегатом пневмоинструмента является механизм воздухораспределения, который обеспечивает изменение направления поступления сжатого воздуха. На рисунке 8.36 приведены схемы работы основных систем воздухораспределения. Как правило, используют три системы:
— беззолотниковую, которая является саморегулирующейся:
— клапанную, содержащую плоский или шариковый клапан;
— золотниковую.
В беззолотниковой системе (рисунок 8.36, а) сжатый воздух по каналу 3 поступает в кольцевое пространство между стенками цилиндра и проточкой в ударнике, затем по каналу 1 попадает в полость под ударником и перемещает его вниз. При этом воздух из-под ударника вытесняется в атмосферу по каналу 4. В нижнем положении ударник производит удар по наконечнику рабочего инструмента, открывая при этом канал 5, в результате чего воздух поступает под нижний торец бойка и начинает перемещать его вверх. При этом воздух, который находится над ударником, выходит в атмосферу по каналу 2. Цикл повторяется, когда ударник открывает канал 1 и сжатый воздух опять поступает в полость над ударником.

Клапанная система воздухораспределения (рисунок 8.36, б) с плоским перекидным клапаном работает следующим образом. Сжатый воздух через канал А попадает в пространство с клапаном 2, затем в зависимости от его положения поступает по каналу Б в полость над ударником 1 и перемещает его вниз. При этом воздух из-под ударника выходит в атмосферу по каналу Г. Перекрывая при движении вниз этот канал, ударник обеспечивает в нижней части полости сжатие воздуха, который будет оказывать давление на клапан 2 снизу через канал В. Перед ударом бойка по наконечнику 3 открывается канал Г и воздух из верхней полости (над бойком) будет по этому каналу уходить в атмосферу. В результате давление сверху на клапан 2 падает и за счет давления снизу клапан занимает положение, указанное пунктиром. При этом сжатый воздух поступает по каналу В под ударник и направляет его вверх. Когда ударник проходит канал Г, открывается доступ сжатого воздуха из-под ударника в атмосферу и в результате давления воздуха в полости над ударником клапан 2 опять занимает исходное положение, т.е. цикл повторяется снова.
В золотниковой системе (рисунок 8.36, е) с трубчатым золотником на начальной стадии боек 6 и золотник 7 находятся в нижнем положении (под действием силы тяжести). Сжатый воздух создает давление на золотник снизу (поступая по каналу 1 в кольцевые выточки А и Б золотниковой коробки) и сверху (проходя по каналу 2). Поскольку полость над бойком через канал 3 соединена с атмосферой, давление на золотник сверху будет меньше и он займет крайнее верхнее положение. После этого сжатый воздух поступит по выточкам А и Б и по каналу 4 под боек, который начнет перемещаться в исходное (верхнее) положение. При движении вверх боек перекрывает каналы 3 и 5, в результате чего в верхней полости возникнет давление сверху на золотник, обеспечивая ему равновесное состояние. При дальнейшем движении вверх боек перекрывает канал 3, в результате чего сжатый воздух уходит в атмосферу по каналам 3 и 4, давление на золотник снизу падает и он занимает нижнее положение. После этого сжатый воздух поступает по каналу 2 и посылает боек вниз. При движении бойка вниз воздух из-под него отводится по каналу 3. При дальнейшем движении боек открывает канал 5, в который поступает сжатый воздух и создает давление на золотник снизу. Равновесное состояние золотника за счет давления сверху и снизу сохраняется, пока боек в крайнем нижнем положении (т.е. при ударе) не открывает канал 3. После этого воздух из верхней полости выйдет в атмосферу, давление на золотник сверху станет меньше, чем снизу, и он займет верхнее положение, т.е. цикл завершен. Эта система считается наиболее экономичной.
В качестве примера конструкции инструмента ударного действия рассмотрен пневматический лом, конструктивная схема которого представлена на рисунке 8.37. Он состоит го ствола 1 и размещенного в нем ударника 2. На верхнем торце ствола при помощи стакана 3 закреплено воздухораспределительное устройство 4 (золотниковая коробка с золотником). На стакан надета рукоятка 6 с амортизационной пружиной 7 между ними. Пусковое устройство, которое включает подпружиненный шарик 5, толкатель 9 и клин 8, размещено в стакане и рукоятке. На стволе установлен глушитель шума 10. Пневмолом укомплектован сменным рабочим оборудованием (включая лом и другие инструменты), которое закрепляют с помощью колпака 11. При нажатии на рукоятку 6 шарик 5 (при помощи клина и толкателя) открывает доступ сжатому воздуху, поступающему из компрессора, в воздухораспределительное устройство 4. Оно направляет сжатый воздух попеременно в верхнюю и нижнюю полости, в результате чего ударник 2 с заданной частотой наносит удары по рабочему инструменту. Отработанный воздух удаляется через радиальные отверстия в стволе и глушитель.
Гидравлический переносной инструмент ударного действия включает ручные гидравлические молотки. Принцип их работы основан на использовании энергии удара бойка-ударника, которую ему сообщает рабочая жидкость, поступающая под давлением в канал ствола ударника. При поступательном движении вперед ударник производит удар по хвостовику рабочего инструмента, а затем возвращается в исходное положение. Для обеспечения в гидромолотках заданного давления (7-16 МПа) используют, как правило, мобильные гидростанции. Ведущими производителями гидравлических переносных молотков и мобильных гидростанций являются фирмы «Lifton» (Англия) и «Krupp» (Германия). Типоразмерный ряд таких молотков по энергии удара охватывает широкий диапазон величин: от 18 до 110 Дж. В таблице 8.17 представлены технические характеристики гидравлических молотков фирмы «Lifton».

При больших объемах работ для ударного разрушения покрытий применяют специализированные машины или одноковшовые экскаваторы, которые имеют в качестве рабочего оборудования пневматические и гидравлические молоты,
В качестве примера пневматических молотов можно привести автобетоноломы на шасси автомобиля МАЗ. Рабочим оборудованием является пневмомолот, который связан соответствующими пневмолиниями с компрессорной станцией (ЗИФ-ВКС-6). На базовом шасси устанавливают поворотную платформу, на которой располагают компрессорную станцию, механизм поворота платформы и систему управления рабочим оборудованием с сиденьем оператора, а в задней части — пневмомолот. Пневмомолот двойного действия с ударным наконечником обеспечивает обработку полосы шириной 3,8 м (с частотой 40 ударов в минуту) с производительностью 70-100 м2/ч.
В современных гидравлических молотах-бетоноломах энергию удара рабочего инструмента можно точно регулировать, что в сочетании с выбранной подачей машины обеспечивает необходимые размеры отломанных кусков цементобетона, которые затем перегружаются экскаватором или погрузчиком. Они развивают энергию удара до 9 кДж, что обеспечивает наименьшую энергоемкость при разрушении твердых покрытий по сравнению с другими видами силового воздействия. Гидромолоты, используемые для этих целей, различают по следующим признакам:
— по принципу действия — простого и двойного действия:
— по типу аккумулирующего энергию органа — с гидравлическим и пневматическим аккумулятором.

Гидромолоты приводят от насосов гидросистемы базовой машины или одноковшового экскаватора. В гидромолотах двойного действия подъем его ударной части в режиме холостого хода происходит под давлением рабочей жидкости, а ее разгон вниз — под действием собственной силы тяжести и энергии рабочей жидкости или сжатого воздуха, которая накапливается при холостом ходе в аккумуляторе. На рисунке 8.38 представлена конструктивная схема гидромолота на базе неполноповоротного экскаватора. Гидромолот 6 крепится к рукояти 8 экскаватора с помощью вставки-манипулятора 7. Его управление гидромолотом осуществляют при помощи гидроцилиндров 3, 4 и 5 рабочего оборудования экскаватора, а также гидроцилиндров манипулятора (на рисунке не показаны).
Как правило, молоты устанавливают на рукоять экскаватора с любым ковшовым механизмом при помощи специальных переходников-адаптеров (при снятом ковше), снабженных гидроразъемами для присоединения к гидросистеме экскаватора.

На рисунке 8.39 представлена принципиальная схема гидромолота с гидроаккумулятором. К его основным элементам относятся корпус 2 с направляющей трубой, ударник 3 и сменный рабочий инструмент 1, а также рабочий цилиндр 6 с распределительным золотником, гидроаккумулятором 13 и насосом 12. Цикл работы гидромолота включает следующие стадии:
— подъем ударника вверх;
— его торможение перед верхней мертвой точкой;
— разгон вниз;
— удар по хвостовику рабочего инструмента.

При разгоне ударника 3 вверх рабочая жидкость поступает от насоса 12 через золотник 10 в штоковую полость 4 рабочего цилиндра 6 и в гидроаккумулятор 13, накапливаясь в нем. В конце подъема золотник соединяет поршневую полость 8 цилиндра с напорной линией 9, при этом происходит торможение ударника и вытеснение жидкости в гидроаккумулятор. После остановки ударника в верхней мертвой точке он разгоняется вниз с ускорением под действием силы тяжести и давления рабочей жидкости, которая действует на поршень 5. Далее аккумулятор разряжается, отдавая накопленную жидкость в рабочий цилиндр 6. В конце хода ударника 3 жидкость через обратный клапан 7 поступает из поршневой полости 8 в сливную магистраль 11, затем следует удар по хвостовику рабочего инструмента 1. Цикл завершается.
На рисунке 8.40 приведена одна из типичных гидравлических систем молота с гидроаккумулятором. Двигатель внутреннего сгорания через редуктор приводит гидронасосы, которые обеспечивают эксплуатацию гидромолота.

Гидромолоты с гидроаккумулятором имеют КПД в пределах 0,55-0,65 и развивают энергию удара до 40 кДж при частоте удара 2,5-5,0 Гц. Масса ударника составляет 100-600 кг.
Гидропневмомолот работает следующим образом. В исходном положении (рисунок 8.41, а) рабочую жидкость под напором подают в полость А распределителя 1, а также в камеру взвода 3, управляющую камеру 7 ударного блока 8 и через каналы Б и В в полость 12 золотника 14. Напорное давление жидкости действует на ступень 13 золотника, перемещая его в крайнее нижнее положение, а также на нижнюю ступень 4 бойка, заставляя его двигаться вверх (холостой ход) и при этом сжимая воздух в пневмоаккумуляторе 9. При этом жидкость из камеры рабочего хода 8 вытесняется через камеру 10 золотника в слив.

В верхнем положении ударника (рисунок 8.41, б) управляющая камера 7 соединяет каналы В и Г между собой, а полость 12 — со сливом. Под давлением жидкости на нижнюю ступень 2 золотника он перемещается вверх, входит своей верхней частью в проточку 11 корпуса распределителя, перекрывает сливную линию и через центральное отверстие 17 распределителя соединяет напорную линию с камерой взвода 3 и камерой рабочего хода 8. Ударник начинает движение вниз при совместном воздействии давления воздуха (из аккумулятора) и жидкости (поскольку площадь ступени 16 больше площади ступени 13). При этом жидкость переливается из полости взвода в камеру рабочего хода. Ударник 5 ударяет по хвостовику рабочего инструмента 15, управляющая камера 7 соединяет каналы Б и В с напорной гидролинией, а золотник перебрасывается вниз. Цикл завершается.
Гидромолоты с пневмоаккумулятором развивают энергию удара в пределах от 0,1 до 40 кДж при частоте 3-12 Гц. Пневмоаккумулятор обеспечивает давление сжатого воздуха до 0,6-1,2 МПа, давление в гидросистеме составляет, как и в молотах с гидроаккумулятором, 8-19 МПа.
Гидромолоты оснащают набором сменных рабочих инструментов: тупой и конусной пиками, продольной и поперечной лопатами, зубилом и трамбовкой. Зубило и конусную пику применяют для обработки цементобетона и других твердых материалов, тупую пику — для дробления, лопаты -для разрушения асфальтобетона и мерзлого грунта.
Крупные производители выпускают гидромолоты, типоразмерный ряд которых по главному параметру — энергии удара — охватывает весьма широкий диапазон значений. В таблице 8.18 представлены технические характеристики некоторых гидромолотов. В СНГ основным производителем гидромолотов является машиностроительный завод «Гидромолот» (до 2005 г. -«Тверьтехоснастка»), который оснащает гидромолотами серии НМ экскаваторы от 2-й до 5-й размерных групп (массой от 2,5 до 32 т). Эти молоты выполнены по единой конструктивной схеме, которая обеспечивает совместное использование энергии гидросистемы экскаватора и пневмосистемы гидромолота.
Как было отмечено, гидромолоты-бетоноломы используют в двух вариантах: в качестве сменного оборудования одноковшовых экскаваторов с жесткой подвеской и в качестве основного рабочего оборудования на специальном шасси.
Современные ресурсосберегающие технологии ремонта и восстановления дорожной одежды ориентированы на переработку фрагментов разрушенных ЦБ покрытий непосредственно на дороге. Для этих целей используют прицепные и самоходные установки, которые работают в комплекте с бетоноломами и обеспечивают измельчение кусков цементобетона до приемлемых в технологиях рециклирования размеров. Как правило, они имеют гусеничное шасси, на раме которого смонтировано рабочее оборудование, включая дробилку и сортировочную установку. В частности, самоходные машины для дробления цементобетона и асфальтобетона, которые изготавливает фирма «Eхtес» (Англия), имеют щековую дробилку и вибрационный питатель с колосниковым грохотом и транспортером для мелкой фракции материала. Гидравлическая система управления рабочими органами обеспечивает бесступенчатое регулирование частоты оборотов эксцентрикового вала питателя и согласованное движение потока материала от вибрационного питателя к щековой дробилке. Установки серии С-10 и С-12 представляют собой энергонасыщенные машины с мощностью 166 и 269 кВт (при массе 30,75 и 45,0 т) соответственно, что позволяет дробить цементобетон (при частоте движения подвижной щеки 5,4 и 5,0 Гц), размеры фрагментов которого соответствуют размерам приемного отверстия дробилок — 1000х650 мм и 1200х750 мм.

Машины для вскрытия дорожных покрытий (дорожные фрезы) являются более экономичными и производительными по сравнению с машинами ударного действия. Фрезы могут разрушать дорожную одежду на всю ее толщину или срезать ее отдельные слои в соответствии с поставленной задачей. В зависимости от назначения дорожные фрезы используют в качестве:
— самостоятельных машин для разрушения дорожных покрытий;
— рабочих органов машин-комбайнов, обеспечивающих почти весь технологический процесс ремонта и восстановления дорожной одежды.
Информация о дорожных фрезах как самостоятельных машинах изложена достаточно подробно в разделе по капитальному ремонту АБ покрытий. Для разрушения ЦБ покрытий используют те же самоходные фрезы. Различия состоят в конфигурации резцов для вскрытия АБ и ЦБ покрытий, поскольку их удельные сопротивления резанию существенно различаются.
Расчет пневмоинструментов ударного действия включает определение мощности, развиваемой инструментом, а также выбор компрессора и расчет воздухоподводящей сети.
При определении мощности, которую может реализовать пневмомолоток при ударе, допускают, что при постоянном давлении сжатого воздуха на верхнем торце его ударника и постоянном противодавлении на нижнем торце ударник движется равноускоренно.
Мощность пневмомолотка (кВт) можно выразить через работу ударника А1 при единичном ударе с учетом его КПД и частоты ударов:

Работа ударника А1 (Дж)

pi — среднее индикаторное давление в цилиндре молотка при рабочем ходе ударника, Па; pi можно определить, принимая неизбежные потери давления в 30 % от номинального и противодавление снизу на ударник на 15 % выше атмосферного. В этом случае

КПД пневмоинструмента располагается в довольно широком интервале (от 0,85 до 0,98), что в ряде случаев требует его точной оценки. В общем случае КПД зависит от масс соударяющихся тел и их упругих свойств и определяется по формуле

Из формулы (8.107) следует, что наиболее высокий КПД удара достигается при mуд/mпр = кв, что необходимо учитывать при проектировании.
Продолжительность рабочего хода (с) ударника с учетом принятых допущений

Число ударов бойка nуд в единицу времени (с-1) определяют с учетом следующих соображений:

Выбор компрессора и расчет воздухоподводящей сети. Необходимую производительность (м3/с) компрессорной установки для питания пневмоинструментов рассчитывают с учетом их количества по формуле

Расход воздуха (м3/с) одним инструментом

Минимальный диаметр трубопровода или шланга

Расчет параметров оборудования для вскрытия дорожных покрытий резанием. К числу основных параметров дорожной фрезы относятся температура (для АБ покрытий), скорость резания и толщина срезаемого слоя за один оборот фрезерного барабана, скорость передвижения машины, производительность процесса разрушения покрытий.

Тяговый расчет фрезы проводят с учетом всех сопротивлений, действующих на машину в рабочем режиме. Для холодной фрезы общее сопротивление W складывается из сопротивления ходовой системы при перемещении машины Wпер и сопротивления фрезерованию дорожного покрытия зубьями барабана Wфр.
Уравнение тягового баланса машины (на пневмоколесном ходу) для вскрытия покрытий

Если пренебречь силами сопротивления качению колеса, то силу тяги машины можно определить из выражения

Напомним, что силу сопротивления передвижению машины рассчитывают по формуле

Сила сопротивления фрезерованию

Баланс мощности составляют, учитывая затраты мощности на привод ходовой системы Nпер в рабочем режиме, фрезы Nфр и ленточного транспортера Nлк.
Мощность (кВт), затрачиваемая на передвижение,

Мощность (кВт) на привод фрезы

Мощность (кВт) на привод ленточного конвейера-перегружателя

Многообразие полезных ископаемых, их физических свойств и условий залегания в земных недрах обуславливает наличие принципиальных различий в методах их добычи. В совершенно особые группы выделяют, например, разработку месторождений жидких и газообразных полезных ископаемых, а также торфа, и в данном курсе их не рассматривают.
Как уже упоминалось, в практике горных работ выделяют два основных способа разработки месторождений полезных ископаемых: подземный и открытый. Подземным называют способ, при котором месторождения разрабатывают с помощью подземных горных выработок. В противоположность этому отличительной особенностью открытого способа разработки является то, что три нем месторождения разрабатывают с помощью открытых горных выработок (подземные выработки могут при этом использоваться лишь в некоторых случаях, например для транспортных целей).
Ряд месторождений полезных ископаемых разрабатывают комбинированным способом: верхнюю часть — открытым, а нижнюю— подземным способом (рис. 169).

Запасы, в которые включают общее количество полезного ископаемого, выявленное в месторождении до разведанных глубин, называют геологическими. Геологические запасы делят на балансовые и забалансовые; к первым относят ту часть запасов, полезное ископаемое в которой по своей качественной характеристике удовлетворяет требованиям промышленности и его добыча в данное время рентабельна; остальная часть запасов носит название забалансовых.
По балансовым запасам определяют так называемые промышленные запасы, представляющие собой количество полезного ископаемого, которое может быть добыто из данного месторождения при его разработке. Количественное различие между балансовыми и промышленными запасами определяется величиной проектируемых при разработке месторождения потерь и разубоживания.
Промышленные запасы кладут в основу расчетов при проектировании горного предприятия.
На современной стадии развития технологии горного производства потери полезного ископаемого при разработке месторождений неизбежны. К основным источникам потерь относят следующие:
1. Оставление полезного ископаемого в недрах в виде различного рода целиков.
2. Неполная выемка полезного ископаемого в очистном забое (оставление части его у контактов с вмещающими породами; в местах изменения или нарушения элементов залегания; в массиве пород вследствие сложности форм, нечеткости контактов, недостатков геологического и маркшейдерского обслуживания, а также технологии очистной выемки).
3. Оставление в горных выработках уже отбитого от массива полезного ископаемого (на почве выработанного пространства; в отбитой пустой породе; в закладочном материале и пр.).
Помимо количественных потерь при разработке месторождений имеют место качественные потери, называемые разубоживанием. Под этим термином понимают уменьшение содержания полезных компонентов в добытом полезном ископаемом по сравнению с содержанием их в том же полезном ископаемом до его выемки из массива земной коры. Разубоживание полезного ископаемого происходит главным образом вследствие примешивания к нему в процессе добычи некоторого количества пустых пород.
Руду, к которой при добавочных работах примешана пустая порода, принято называть рудной массой. Снижение содержания полезных компонентов в рудной массе приводит к необходимости затрачивать дополнительные средства на добычу, транспортировку и переработку рудной массы. При подземной разработке месторождений потери полезного ископаемого составляют от 10 до 25%, увеличиваясь в сложных условиях до 40% и даже более; разубоживание руды меняется в пределах от 7 до 20%, а иногда и более.
Для открытой разработки месторождений характерны значительно меньшие величины потерь и разубоживания. В соответствии с «Типовыми методическими указаниями по определению, нормированию, учету и экономической оценке потерь твердых полезных ископаемых при их добыче» попользуются следующие показатели потерь и разубоживания. Коэффициент истинных потерь полезного ископаемого

где П — количество полезного ископаемого, потерянного из балансовых запасов, т;
Б — количество погашенных балансовых запасов, т.
При разработке рудных месторождений определяются, кроме того:
— коэффициент потерь металла

где сп — содержание металла в потерянной руде, %;
с — содержание металла в погашенных балансовых запасах, %;
— коэффициент разубоживания руды

где а — содержание металла в добытой рудной массе D, %;
— коэффициент извлечения руды из недр

Потери и разубоживание на горных предприятиях устанавливаются геолого-маркшейдерской службой; их учет ведется в соответствии с отраслевыми инструкциями.
Систематический учет потерь и разубоживания является очень важным мероприятием, позволяющим оценивать процесс разработки месторождения, устанавливать источники наибольших количественных и качественных потерь, соответственно с этим вносить изменения в технологию горных работ с целью целесообразного снижения рассматриваемых показателей.
К основным мероприятиям по уменьшению потерь и разубоживания относятся следующие: правильный выбор способа разработки и порядка отработки месторождения, своевременная выемка временных целиков, тщательное выполнение основных операций очистных работ, систематическое и качественное геолого-маркшейдерское обслуживание подготовительных и очистных работ.
Снижение потерь полезного ископаемого имеет огромное государственное значение; это нашло отражение в решениях XXIV съезда КПСС и Законе об охране природы.
Технологический процесс разработки месторождений полезных ископаемых должен отвечать следующим основным требованиям: обеспечивать безопасные условия работ и высокую производительность труда, минимальную себестоимость добычи полезного ископаемого, снижение потерь и разубоживания (до уровня, необходимого для наибольшей эффективности использования богатств земных недр, эксплуатации месторождения и переработки минерального сырья).
Безопасные условия работы, необходимые для сохранения жизни и здоровья трудящихся и сохранности самого горного предприятия, обеспечиваются правильным выбором технологических процессов, механизации и режима горных работ, а также комплексом мероприятий по охране труда. Надзор за соблюдением правил безопасности, а также контроль за эксплуатацией недр осуществляются республиканскими органами Госгортехнадзора, руководство которыми, в свою очередь, возложено на Госгортехнадзор бывш. СССР.
В ранее отработанных месторождениях часть полезных ископаемых оставляется в забалансовых запасах и отвалах. По мере совершенствования технологии горных работ и переработки минерального сырья добыча этих полезных ископаемых становится целесообразной; поэтому на месторождениях организуют так называемую повторную разработку.
В процессе разведки некоторых сложных месторождений предусмотрено взятие очень крупных валовых проб, при этом добывается довольно значительное количество полезных ископаемых (такие работы иногда называют «пробной эксплуатацией»). В ряде случаев одновременно с разведкой ведут и разработку разведуемых запасов. Такой обобщенный процесс характерен, например, для месторождений технических камней (пьезокварца, исландского шпата и др.). При этом разведка и добыча осуществляются так называемым разведочно-эксплуатационным предприятием (РЭП).
Годовая производственная мощность горного предприятия устанавливается в соответствии с государственным планом развития соответствующей отрасли промышленности, с учетом запасов месторождения и горнотехнических особенностей его разработки. При этом следует иметь в виду, что одновременно с установлением годовой производственной мощности определяется (по разведанным запасам месторождения с учетом геологических перспектив их прироста) и срок существования горного предприятия.
При значительных размерах месторождения разработка его одной производственной единицей (одним горным предприятием — шахтой или карьером) может оказаться нецелесообразной, так как для достаточной интенсивности разработки месторождения и нормального срока его эксплуатации необходимо было бы иметь горное предприятие с чрезмерно большой годовой ‘производственной мощностью. В связи с этим крупные месторождения разделяются на части — шахтные (при подземной разработке) и карьерные (при открытой (разработке) поля, каждое из которых отводится для разработки одной шахтой (карьером). Производственная мощность горного предприятия характеризуется количеством тонн полезного ископаемого, добываемого в течение года. Производственная мощность горного предприятия А, срок его существования T и величина промышленных запасов шахтного (карьерного) поля К взаимосвязаны следующим выражением:

Производственная мощность шахт и рудников может быть в пределах от десятков тысяч до млн. т; производственная мощность карьеров достигает десятков млн. т.

На защищенном мелководье, например в лагунах или протоках глубиной до 25 фут. (7,5 м), платформа может быть установлена на буровой барже, В свое время буровые баржи весьма успешно использовались при разработке протоков в дельтовых болотах Миссисипи. Баржи со стойками предназначены для погружения в воду, чтобы в процессе бурения покоиться на дне. А уже на стойках монтируется буровая платформа, которая при этом располагается над поверхностью воды.

В открытом море используется подвижная морская буровая установка. Существует три типа таких установок: самоподъемное основание, полупогружное судно и буровое судно.

Буровое самоподъемное морское основание состоит из двух баржеобразных корпусов и, как минимум трех проходящих сквозь них опорных колонн (см. рис. 22.5). Опоры бывают двух типов: решетчатые с пересекающимися трубными элементами и в виде столбов из широких стальных труб. Наиболее распространено консольное самоподъемное основание с дерриком, установленным на двух больших стальных перекладинах, выдающихся за пределы платформы. В некоторых случаях деррик монтируется над отверстием или пазом в палубе.

Как правило, самоподъемное основание буксируют на место добычи, но оно бывает и самоходным. В процессе движения обе части корпуса соединяют вместе и перемещают наподобие баржи с поднятыми вверх опорами. На месте бурения нижний корпус (донную подушку) затапливают и крепят на морском дне. На каждой из опор имеется портал подъемника, который способен поднимать или опускать верхний корпус с помощью реечного домкрата, соединенного с электродвигателем или гидравлическим двигателем. Верхний корпус поднимается на опорах до тех пор, пока не достигнет высоты в среднем 25 фут. (8 м) над поверхностью воды. Таким образом, буровая установка, расположенная на верхнем корпусе, защищена от волн, а донная подушка служит в качестве стабилизирующего фундамента, даже при наличии на дне мягких пород. Если же породы относительно твердые, вместо донной подушки можно использовать маленькие цилиндры с выступом в нижней точке каждой опоры. После бурения два корпуса можно опять соединить, и платформа будет готова к перемещению на новое место.

Расчетная высота опорных колонн может быть до 550 фут. (170 м). В большинстве случаев самоподъемные основания применяют на глубинах примерно 300 фут, (90 м), однако некоторые из них пригодны для бурения и на больших глубинах.

При бурении в более глубоких местах используется плавучее буровое основание — полупогружное основание или буровое судно. Полупогружное буровое основание — это плавучая буровая платформа прямоугольной формы (см. рис. 22.6). Наиболее распространенным является буровое основание, стабилизированное колоннами. Плавучесть буровой установки в основном осуществляется за счет понтонов, которые располагаются на глубине 30—50 фут. (9—15 м) ниже уровня воды. Буровую платформу и понтоны соединяют квадратные или цилиндрические колонны.

Если глубина небольшая, полупогружное судно устанавливают на систему мертвых якорей, расходящихся во все стороны от установки. При больших глубинах используют динамическое позиционирование. Так как значительная часть буровой установки находится под водой на понтонах, то она очень устойчива при высоких волнах и сильном ветре.

По окончании бурения полупогружное судно может быть отбуксировано на новое место. Для подготовки судна к пере» движению понтоны освобождаются, и буровая установка поднимается к поверхности воды для более быстрого буксирования. Контролирует подъем и погружение платформы специалист по балластировке, он же следит за ее устойчивостью. При транспортировке на большие расстояния полупогружную платформу можно перевозить на палубе специального судна, такой вариант называется сухой буксировкой. В некоторых случаях полупогружные платформы позволяют производить бурение на глубине до 10 тыс. фут. (3000 м).

Буровое судно — это судно, в центре которого смонтирована буровая установка (см. рис. 22.7). Сначала судно ,движется к месту назначения, после чего бурение производится через буровую шахту, т. е. отверстие в корпусе судна, при этом оно дрейфует точно над скважиной.

Для навигации на судне установлена спутниковая антенна. Компьютер на борту судна постоянно корректирует данные о его местоположении. Если оно смещается от скважины, компьютер приводит в действие корабельные винты и возвращает его в исходную точку. Винты находятся по краям судна (на носу и на корме) и могут передвигать его как вперед и назад, так и вбок. Сохранение местоположения под управлением компьютера называется динамическим позиционированием.

Буровой мастер на полупогружной платформе или буровом судне обычно занимает кресло на посту бурильщика в камере с регулируемой температурой и с огромными окнами, выходящими на буровую установку. Перед ним находятся мониторы компьютеров, которые фиксируют все параметры бурения. Мастер с помощью джойстика или сенсорного экрана с поста может регулировать такие показатели, как перекладываемая на буровое долото масса, число оборотов в минуту и т. д. Помощник бурового мастера также с помощью джойстика и сенсорного экрана управляет механическими устройствами, например системой для операций с трубами, состоящей из подъемника и набора ключей.

Буровые суда стоят очень дорого. Для повышения эффективности в настоящее время некоторые суда оснащают оборудованием, допускающим одновременное бурение двух скважин с одного деррика. Для этого на деррике устанавливают два талевых блока и верхние приводы, а на судне размещают два независимых поста буровых мастеров и их помощников, а также два участка для хранения труб. Некоторые суда позволяют осуществлять бурение на глубине 35 тыс. фут. (10 670 м).

Технологический процесс монтажа начинают с подготовки конструкций. Монтаж строительных конструкций выполняется в основном на высоте в сложных условиях, вызывающих необходимость обеспечения безопасности работ. В связи с этим до подъема элементов конструкций на земле необходимо выполнять максимум возможных подготовительных работ, которые было бы трудно сделать на высоте. Эти работы могут быть выполнены как на складе, так и у места подъема элемента, но удобнее выполнять их на складе в стационарных условиях.
Прежде всего следует устранить все дефекты конструкций, возникшие как при изготовлении, так и при транспортировании. Для металлических конструкций — это правка погнутых при транспортировании элементов. Правку погнутости выполняют с помощью клиньев, рычагов и домкратов. Холодная правка допустима при радиусе кривизны прогиба не меньше 50 толщин поперечного сечения элемента — толщины листа, высоты двутавра, швеллера, ширины полки двутавра. Для несимметрических профилей (уголков, швеллеров) радиус кривизны допустим не менее 90 величин ширины полок.
Допустимую кривизну можно определить по стреле прогиба, которая должна быть не больше следующих. Для симметричного сечения

Для несимметричных сечений

где l — длина хорды, мм; h — толщина листа, высота балки, швеллера, ширина полки двутавра, мм; b — ширина полки уголка, швеллера, мм.
При больших значениях кривизны применяют правку в горячем состоянии при нагреве до 900—1100°C. Правка при температуре ниже 720° не допускается, нагрев производят газовой горелкой.
Если деформация не может быть исправлена, производят усиление конструкции. Способ усиления должен быть согласован с авторами чертежей КМ.
До подъема следует проверить точность монтажных стыков и маркировки, закрепить на поднимаемой конструкции, если нужно, подмости, приспособления для их крепления, приспособлений для строповки и временного закрепления элемента после установки. Следует также нанести риски осей элементов, по которым их будут устанавливать. Риски наносят у монтажных стыков масляной краской, прочерчиванием или кернением. Конструкции должны быть очищены от ржавчины, грязи, снега и наледи. Особое внимание следует уделить монтажным стыкам, качество сборки которых прежде всего зависит от качества сопрягаемых поверхностей. В сварных стыках очищают места стыка от возможных наплывов и пленок краски. Небольшие поверхности очищают проволочными щетками, большие — пневматическими или электрическими щетками и газовыми горелками. При высокой температуре окалина и ржавчина легко отделяются от металла. При соединении монтажных стыков высокопрочными болтами необходима очистка больших поверхностей. Очистку в зависимости от требований проекта производят щетками (пневматическими или электрическими), огневую очистку — многопламенной газовой горелкой и в некоторых случаях пескоструйными аппаратами. Пескоструйную очистку используют также при подготовке поверхности металла для окраски.
Наледь с конструкции удаляют, нагревая конструкции паяльной лампой или газовой горелкой. Паром снимать наледь не рекомендуется, так как из конденсата вновь образуется наледь.
При подготовке железобетонных конструкций следует проверить наличие на них марок, наличие паспортов и устранить дефекты. Это обычно околы поверхности, которые заделывают цементным раствором марки не ниже M200, Прочность заделанных мест до монтажа должна быть не ниже 25% расчетной. Все закладные части должны быть очищены от наплывов. Следует также проверить их расположение, состояние и размеры выпусков арматуры в стыках. Необходимо проверить правильность геометрической формы конструктивных элементов, прямолинейность, горизонтальность опорных поверхностей, соответствие рабочим чертежам, а также наличие осевых рисок, которые должны быть обозначены заводом-изготовителем. Если их нет, они должны быть нанесены краской. Это особенно важно у мест стыков, так как при установке элементов без совмещения рисок будет нарушена геометрия стыка, что может привести к нарушению прочности сооружения.

Когда перед вами встает проблема необходимости составить смету, решить её можно двумя путями: либо, изучив специальную литературу, сделать это самостоятельно, либо обратиться к специалистам, которые окажут вам услуги по составлению смет. Но чтобы выбрать добросовестного исполнителя, нужно знать определенные нюансы, о которых будет рассказано в данной статье.

В случае, если вы выбираете первый путь и займётесь составлением сметы самостоятельно, то тогда вам потребуется ознакомление со специальной литературой, которую можно найти как в обычных, так и в электронных библиотеках. Кроме того, существуют специализированные Интернет-ресурсы, посвященные сметному делу, среди которых можно выделить этот сайт компании Антек, где вы сможете найти много полезной информации.

Если же вы планируете осуществить заказ смет у специалистов, тогда вам не помешает знание некоторых моментов, которые позволят заказать смету и не разочароваться впоследствии, поскольку, к сожалению, на рынке данных услуг сегодня присутствуют и недобросовестные исполнители. Чтобы выявить таких горе-профессионалов, необходимо знать некоторые не очень сложные, но весьма показательные характеристики, которые помогут отличить грамотно составленную смету от откровенной «филькиной грамоты». Выделим для этого и рассмотрим восемь главных характеристик правильной сметы.

Главные характеристики правильной сметы

Характеристика первая

Понятность сметы – это её первая и едва ли не сама важная характеристика. Когда смета понятная заказчику, она обладает следующими признаками:

• Взяв смету в руки и прочитав её, заказчик сразу понимает, куда пойдут его деньги, не говоря уже о том, что он увидит, какая сумма ему в итоге потребуется. Если сметный документ совсем непонятен или малопонятен, то ни в коем случае нельзя «вестись» на объяснения сметчиков, по которым вы, якобы, и не должны ничего понимать, поскольку вы не специалист в данной сфере, а должны верить им на слово, что всё здесь правильно, поскольку смета составлена профессионалами высокого уровня, т.е. ими.
• Если какие-либо отдельные пункты сметы требуют пояснения, то их должен дать тот человек, который конкретно работал над составлением этой сметы, поскольку он находится в курсе всех её нюансов, и может объяснить всё развёрнуто и достаточно полно.

Когда вы встречаете в организации, оказывающей услуги по составлению смет, такой подход, это говорит не только об их высоком профессиональном уровне, но и об уважительном отношении к своим клиентам, что является несомненным плюсом.

Характеристика вторая

Тщательность проработки всех позиций сметы – это вторая основная её характеристика. Основными признаками достаточно тщательной проработки являются следующие:

• Все позиции сметы должны быть максимально детализированы, а крупные её разделы, например, «Стоимость оборудования котельной», «расходы на электрификацию» и т.п. должны быть расшифрованы по каждому отдельному пункту, чтобы было предельно ясно, откуда взялись итоговые суммы по каждому из них.
• Вам не должны внушать, как это принято, например, в медицине, что вы должны полностью довериться специалистам, поскольку вы сами таковым не являетесь, а их объяснения вам, якобы, всё равно ничего не объяснят. Если вы столкнётесь с такими специалистами, откажитесь от их услуг, и найдите более грамотных и добросовестных.

Характеристика третья

Полное описание всех материалов и работ – третья основная характеристика правильной сметы. Здесь нужно обратить внимание на следующие моменты:

• Каждая позиция сметы должна содержать помимо наименований видов материалов и работ и полное их описание, а именно: марку, сорт, производителя и т.д. Наличие таких описаний позволит вам избежать такой ситуации, когда вдруг выяснится, что сметчик имел в виду материал или работу стоимость которой составляет 10 тысяч рублей, а вы – в два или более раз выше, или, что ещё хуже, не подходящий по своим особенностям для данного проекта. Если такие описания в смете отсутствуют, то нужно требовать их внесения в смету, иначе это будет «документ ни о чем».
• Смета должна быть максимально детализирована в отношении всех этапов реализации проекта, т.е. какие конкретно материалы и работы применяются на каждом конкретном этапе. Это позволит избежать не только ненужных обобщений, ведущих к непониманию заказчиком того, какой объем работ необходим, например, для создания фундамента, что может быть прекрасно использовано недобросовестным подрядчиком с целью завышения своего вознаграждения. И если невостребованные при реализации проекта материальные ценности можно будет впоследствии просто продать, компенсировав тем самым свои потери, то в отношении работ такого сделать будет невозможно.
• Смета должна содержать не только тщательно прописанный перечень, объем и сложность работ, но и все необходимые для их проведения инструменты, приспособления, оборудование и т.п., поскольку их амортизация тоже учитывается большинством подрядчиков.

Характеристика четвертая

Смета должна отличаться своей проработанностью от сметного расчёта – это четвертая характеристика правильной сметы. Здесь необходимо обратить внимание на такие моменты:

• Основное отличие сметного расчёта от сметы в том, что он показывает максимально укрупнённые блоки расходов без детализации их по пунктам, например, «Расходы на постройку крыши», «Расход на строительные материалы», «Расходы на работы по озеленению» и т.п. В смете же, напротив, должно быть всё прописано по пунктам и максимально детализировано. Сметный расчёт нужен на этапе определения того, какой именно проект вы будете реализовывать, чтобы определить его примерную стоимость. Здесь и не нужны очень точные расчеты, а достаточно примерных, поэтому и нет смысла переплачивать за настоящую смету, которая, естественно, стоит дороже. Однако, когда с проектом уже определились, необходимо рассчитать всё в подробностях и мелких деталях, чтобы избежать неприятных сюрпризов при его реализации.
• Каждый раздел сметы, в отличие от сметного расчета, должен быть разбит на пункты и позиции, отражающие даже самые мелкие элементы проекта.

Характеристика пятая

Правильно составленная сметная документация содержит некоторые обязательные пункты – это её пятая основная характеристика. Вот эти пункты:

• Общая информация о документе, которая расположена на титульном листе, где указываются данные как о заказчике, так и о подрядчике, название самой сметы (например, «Смета на устройство оранжереи»), номер сметы, дату её утверждения.
• Поскольку смета состоит из конкретных разделов, в смете должно быть указано их оглавление и страницы, на которых они расположены.
• Каждая позиция сметы должна содержать порядковый номер, будь то перечень материалов, работ или машин и механизмов.
• Общая сумма расходов по всем позициям.
• Сумма НДС, рассчитываемая с учетом всех показателей: коэффициентов, скидок, надбавок и т.д.
• Строка «Всего», выведена итоговая сумма сметы с учётом всех показателей, в том числе НДС.
• Данные составителя сметы и его подпись.

Таким образом, чтобы правильно выбрать организацию, оказывающую услуги по составлению смет, необходимо учитывать указанные выше её характеристики, без которых она не только не будет полноценным документом, но и может оказаться совершенно бесполезной, а порой и вредной.

В статье рассматривается проблема оказания услуг по составлению сметы, от профессионализма и грамотности которых напрямую зависит успех в реализации проекта.

Собственный загородный дом — мечта многих жителей мегаполисов. Прежде чем начать строительство, важно найти хорошего подрядчика, способного воплотить в реальность любые задумки клиента, предложить заказчику оптимальное соотношение надежности и цены постройки. Компания «Fjordom» https://fjordom.ru/ в Санкт-Петербурге специализируется на строительстве домов из клееного бруса, завоевавших популярность у европейцев благодаря доступной цене, долговечности и эргономике.

Особенности домов из клееного бруса

Материал для строительства домов из клееного бруса тщательно подбирается по размеру, плотности, проходит несколько этапов сушки, покрывается защитным лакокрасочным и масляным слоем. По сравнению с другими материалами, клееные брусья выгодно выделяются по эксплуатационным параметрам, не подвержены любым негативным проявлениям:

— грибок;
— заражение насекомыми;
— плесень;
— гниение.

В деревянном доме всегда особая уютная атмосфера благодаря благородному запаху древесины. Общий вид постройки характеризуется высокими эстетическими свойствами. Периметр здания получается ровным, а при использовании качественного лакокрасочного покрытия дерево приобретает красивый глянцевый блеск, дом выглядит дорого и презентабельно.

Преимущества построек из бруса

Бюджетная цена — главное преимущество строительства домов из брусьев, являющееся приоритетным при выборе материала. Наряду с этим постройки из дерева выделяются другими достоинствами:

Качественный клей. Для скрепления брусьев специалисты компании используют экологичный и безопасный для здоровья человека клей, который не только фиксирует дерево, но и обладает выраженными антисептическими свойствами.

Минимальные сроки строительства. При условии возведения сложного фундамента и проекта со сложной архитектурой и геометрией стен, качественных отделочных работ, бригада строителей справится с работой за несколько месяцев.

Теплопроводность. В деревянном дому всегда прохладно летом и тепло зимой, что обусловлено теплопроводными свойствами натурального материала.

Постройка из клееных брусьев получается прочной и долговечной, может использоваться, как дача или для постоянного проживания, даря домочадцам ощущение комфорта и уюта, а процесс строительства здания отличается оперативностью и лояльной ценой, доступной для всех, кто мечтает о собственном доме.

В отделке стен обычной тканью ничего нового нет. Такой метод применялся еще несколько тысячелетий назад. То есть его можно считать одним из первых вариантов декоративной отделки интерьера. Конечно, сегодня применяются более современные материалы. Например, тканевые обои. Но преимущества подобного подхода все равно многочисленны и очень интересны. Самые важные из них будут представлены далее.

1. Экологичность и воздухопроницаемость. При использовании тканевых обоев можно получить отделку, которая будет легко дышать и сохранять естественный микроклимат в комнате. По этой причине обои тканевого типа подходят даже для детской и спальни.

2. Высокие изоляционные показатели. Ткань, даже искусственная, надежно оберегает помещение от потерь тепла, а также не дает попадать в комнату посторонним звукам. Таким образом, если владелец выбирает тканевые обои, он может не заботиться об укладке дополнительной изоляционной прослойки.

3. Способность к маскировке неровностей. Изъяны, присутствующие на стенах, с помощью тканевых обоев можно эффективно замаскировать. Небольшие неровности или трещинки будут надежно скрыты под полотном отделочного материала. Конечно, желательно изначально от них избавиться. Но, если какие-то недостатки все же останутся, ничего страшного не случится.

4. Отличная износостойкость. Современные тканевые обои изготавливаются на основе искусственных компонентов, поэтому получается материал, способный эффективно противостоять загрязнениям. Кроме того, его достаточно легко отмывать, используя не слишком агрессивные чистящие средства.

5. Презентабельный дизайн. Если владелец хочет получить уникальную отделку, которой можно гордиться, ему стоит выбирать именно текстиль. Сейчас выпускается огромное количество образцов тканевых обоев, поэтому подобрать особенно оригинальный вариант совсем несложно.

6. Быстрая поклейка. Вообще, процесс поклейки тканевых обоев достаточно сложен сам по себе. Но зато можно значительно его ускорить, если выбрать текстильные обои большой ширины. В настоящий момент они могут достигать в ширину даже нескольких метров.

Плюсы текстильных обоев получится перечислять долго. Но и названных особенностей достаточно, чтобы понять, насколько удачным решением является поклейка именно такого материала. Правильно используя его, удается обеспечить практичную и презентабельную отделку. Каждому владельцу доступна такая возможность.

Трещина — это разлом горных пород, происходящий без смещения одной части относительно другой (см. рис. 5.15). Трещины в осадочных породах улучшают их свойства как пород-коллекторов. Они повышают пористость (объем запасаемых флюидов) и проницаемость (способность флюидов проникать сквозь породу). Любая порода, имеющая трещины природного происхождения, может стать породой-коллектором.

Сбросы — это разломы в породах, в которых одна часть смещена относительно другой (см. рис, 5.16). Сбросы классифицируются по относительному смещению одной из сторон (см. рис. 5.17) Сбросы по падению — перемещения породы преимущественно вверх и вниз, в то время как сбросы по простиранию — перемещения по горизонтали. Диагональные разломы характеризуются примерно одинаковым перемещением как по падению, так и по простиранию.

Сторона сброса, простирающаяся под его плоскостью, называется лежачим боком (см. рис. 5.18), а сторона, выступающая над поверхностью сброса, — это висячий бок. Восходящее вертикальное перемещение по падению называется высотой сброса (см. рис. 5.19). Сторона сброса, уходящая вниз, называется опущенным крылом, уходящая вверх — взброшенным крылом.

Существует два вида сбросов: нормальный и обратный. Если висячий бок переместился вниз относительно лежачего, то это нормальный сброс по падению (см. рис. 5.20). В таком случае пласты разделяются и отрываются друг от друга. Нормальный сброс можно определить по отсутствующему, или потерянному, слою (или нескольким слоям) породы (см. рис. 5.21).

Ряд параллельных нормальных сбросов образует морфоструктуру, называемую горстом или грабеном (см. рис. 5.22). Грабен — это опущенный блок между двумя нормальными сбросами, горст — хребет, располагающийся между двумя грабенами. Их размеры в поперечнике могут меняться от нескольких сантиметров до десятков километров.

Если же висячий бок сброса переместился вверх относительно лежачего, то это — обратный сброс по падению. В случае обратного сброса некоторые пласты пород перекрываются. При бурении скважины через такой сброс можно дважды встретить один и тот же пласт породы, что называется двойным слоем (см. рис. 5.23).

Надвиг — это обратный сброс, в котором угол между поверхностью сброса и горизонтальной плоскостью составляет менее 45° (см. рис. 5.24). При надвиге висячий бок (верхняя часть) надвигается на лежачий (нижнюю часть). В земной коре есть территории, где висячий бок надвигался на лежачий на протяжении многих десятков километров. Например, цепь обширных надвигов, называемая тектоническим поясом Скалистых гор, располагается вдоль восточной их части и содержит в себе множество нефтяных и газовых ловушек.

Нормальный сброс по падению происходит в том случае, когда на породы действуют силы растяжения, и наоборот, обратный сброс по падению образуется под действием сил сжатия при сокращении пород (см. рис. 5.25). При растяжении земной коры образуются нормальные сбросы с горстами и грабенами, а при сжатии — обратные сбросы со смещением, надвиги и складки, такие как синклинали и антиклинали.

Сбросы могут быть активными и неактивными. Когда сброс приходит в движение, он может стать источником ударных волн, называемых землетрясением. Многие сбросы произошли длительное время назад и в настоящее время неактивны. Например, два обширных сброса в Оклахоме, Сенека и Нема-ха, были активны сотни миллионов лет назад.

Сбросы по падению, вследствие смещения пород-коллекторов, являются причиной образования ловушек (см. рис. 5.26). При этом сброс должен быть непроводящим, т. е. должен препятствовать прохождению флюидов вдоль или поперек него. Непроводящий сброс служит ловушкой для нефти и газа, мигрирующих вдоль коллектора. Ловушки, обусловленные наличием сброса, широко распространены, однако относительно малы, так как простой сброс линеен и не имеет боковых сторон для хранения больших объемов нефти. Месторождение Бридж-Пул в Санта-Пауле (штат Калифорния) представляет собой ловушку, образованную сбросом (см. рис. 5.27). Порода-коллектор — это песчаник олигоценового возраста формации Сеспе, который перекрывается сбросом Санта-Клара. Самым крупным месторождением нефти на территории Англии является месторождение Уитч-Фарм, расположенное к юго-западу от Лондона на побережье Саут-Дорсет. Вдоль берега можно увидеть природные выходы нефти. Месторождение было открыто в 1973 г., его ловушка образовалась благодаря сбросу, который прорезал коллекторы, состоящие из Шервудского песчаника (см. рис. 5.28). В ней содержится 286 млн бар. (45 млн куб. м) нефти.

Сброс по простиранию можно описать как горизонтальное смещение одной части пород относительно другой (см. рис. 5.29). Если противоположная сторона сброса смещается вправо, то это — правосторонний сдвиг, если влево — левосторонний. Сброс Сан-Андреас в Калифорнии является активным правосторонним сбросом со смещением по простиранию. В длину он простирается на сотни километров и за всю историю существования сместился на десятки миль.

Месторождение Потреро в Калифорнии (см. рис. 5.30) сформировалось в антиклинали в подземных песчаных породах. Вследствие правостороннего сброса Потреро гребень складки сместился на 1200 фут. (365 м).

Под землей наклонные блоки сброса могут стать крупными нефтяными ловушками. В течение геологического времени горизонтально залегающие осадочные породы (см. рис. 5.31а) были разломаны нормальными сбросами, в результате образовались крупные наклонные блоки, ограниченные сбросами (см. рис. 5.31б). Некоторые блоки сложены породами-коллекторами. Позднее, после наступления моря, наклонные породы оказались покрытыми сплошной породой, представляющей собой сланцы или соль (см. рис. 5.31в). Затем сформировавшиеся нефть и газ мигрировали вдоль породы-коллектора до контакта с покрывающей породой либо с непроводящим сбросом.

Месторождение Статфьорд, крупнейшее в Северном море, располагается как в британском, так и в норвежском его секторах. Оно было обнаружено с помощью сейсмических исследований, а его разработка началась в 1974 г. Ловушка представляет собой наклоненный на запад блок, ограниченный сбросами (см. рис. 5.32). Обе породы-коллектора — очень пористые и проницаемые Брентские и Статфьордские песчаники толщиной 100—200 м. Изолирующей породой является покрывающий сланец. Предполагаемая добыча составляет 3 млрд бар. (500 млн куб. м) светлой малосернистой сырой нефти.