Исследование работоспособности ручной машины электробур при натурных испытаниях

Объект исследования – эксплуатационные характеристики ручной машины электробур в реальных условиях эксплуатации.Цель работы – определить технические характеристики ручной машины электробур в реальных условиях эксплуатации. В рамках исследования проведены натурные испытания ручной машины электробур. Получены данные по расходу мощности двигателя. Проведено исследование напряженного состояния элементов шнекового рабочего органа, описано влияние угла подъема винтовой линии и типа разрабатываемого грунта на процесс бурения.

Введение ……………………………………………………………………………………………………. 9

1 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ ………………………………………………………… 11

1.1 Обзор литературы по теме исследования ………………………………………….. 11

1.2 Объект и методы исследования ………………………………………………………… 12
1.3. Анализ конструкций ручных буровых машин и малогабаритных
буровых установок ………………………………………………………………………………… 12

1.3.1 Анализ двигателей, применяемых в ручных буровых машинах …… 16

1.3.2 Анализ редукторов, применяемых в ручных буровых машинах …… 20
1.3.3 Виды рабочих органов, применяемых в ручных буровых машинах 23
1.3.4 Процесс и технологии бурения скважин ручными буровыми
машинами…………………………………………………………………………………………… 25

1.3.5 Виды грунтов по классификации ГОССТРОЯ …………………………….. 26
1.4 Анализ конструкций ручной машины электробур с волновой передачей
на базе коллекторного двигателя …………………………………………………………… 27
1.5 Расчёт напряжений в опасных сечениях шнекового рабочего органа в
системе CAE ANSYS …………………………………………………………………………….. 30

1.6 Натурные испытания ручной машины электробур ……………………………. 33
1.6.1 Методика проведения эксперимента …………………………………………… 33

Выводы по разделу…………………………………………………………………………………… 40

2 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ ……………………………………………………………… 42

2.1 Параметры шнекового рабочего органа для бурения грунта ……………… 42

2.2 Расчёт параметров ручной машины электробур ………………………………… 43
2.2.1 Определение критической частоты вращения ……………………………… 43

2.2.2 Определение крутящего момента необходимого для подъема грунта
на поверхность …………………………………………………………………………………… 44
2.2.3 Определение крутящего момента необходимого для разрушения
грунта в забое. ……………………………………………………………………………………. 45
Выводы по разделу…………………………………………………………………………………… 46

3. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ…………………………………………………………………………. 48

3.1 Пред проектный анализ, потенциальные потребители результатов
исследования ………………………………………………………………………………………… 48

3.2 SWOT-анализ проекта ……………………………………………………………………… 49

3.3 Организация и планирование работ ………………………………………………….. 51

3.4 Оценка экономической эффективности исследования ………………………. 60

4. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ………………………………………………… 63

4.1 Анализ условий труда на рабочем месте …………………………………………… 63

4.2 Анализ показателей шума и вибрации………………………………………………. 64

4.3 Анализ показателей микроклимата …………………………………………………… 65

4.4 Анализ освещенности рабочей зоны …………………………………………………. 67

4.5 Анализ факторов термической опасности …………………………………………. 69

4.6 Анализ электробезопасности ……………………………………………………………. 70

4.7 Анализ экологической безопасности ………………………………………………… 71

4.8 Анализ безопасности при чрезвычайных ситуациях …………………………. 72

Выводы по разделу…………………………………………………………………………………… 74

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………………………………………….. 75

Список использованных источников ………………………………………………………… 76

Нормативные ссылки ……………………………………………………………………………….. 78

Приложение А …………………………………………………………………………………………. 79

В результате проделанной работы выполнен анализ конструкций
ручных буровых машин. В рамках исследования проведены натурные
испытания ручной машины электробур созданной на базе коллекторного
двигателя мощностью 1,5 кВт с частотой вращения якоря 15000 об/мин и
редуктора с промежуточными телами качения с передаточным числом 59. В
результате эксперимента получены данные по расходу мощности двигателя в
процессе бурения плотного грунта II…III категории. А также определена
производительность ручной машины в заданных условиях эксплуатации.
С помощью САЕ системы проведено исследование напряженного
состояния элементов шнекового рабочего органа, описано влияние угла
подъема винтовой линии шнека, типа разрабатываемого грунта и других
факторов на процесс бурения.
В процессе испытаний ручной машины электробур подтверждены ее
расчётные технические характеристики, а также работоспособность самой
машины.
В будущем необходимо провести испытания ручной машины
электробур на долговечность.

1. Номер патента: 427580.Заявлен: 15 марта 1890 г. Выдан: 13 мая
1890 г..«Post Hole Boring Machines» US427580
2.Беляев А.Е. Механические передачи с шариковыми промежуточными
телами. Томск: ТПУ, 1992. -231с.
3. Беляев А.Е. Механические передачи с промежуточными телами
повышенной точности и долговечности. – Томск: ТПИ, 1986. – 60 с.
4. Беляев. А.Е. Механические роликовые передачи. Новоуральск: 1994. –
120с.
5. Дмитриев, Ф. С. Проектирование редукторов точных приборов :
справочное пособие Ф. С. Дмитриев. – Л.: Машиностроение, 1971 – 160 с.
6.ПанкратовЭ.Н.Проектированиемеханическихсистем
автоматизированных комплексов для механообрабатывающего производства:
Практикум лидера проектировщика. – Томск: ТГУ, 1998, – 295 с.
7. Янгулов В.С. Прецизионный редуктор повышенной долговечности //
Известия Томского политехнического университета. – 2007. – Т. 311. – № 2. –
С. 18–23.
8.ЕрмолинН.П.”Электрическиемашинымалоймощности”
Издательство “Высшая школа” Издание второе, 1967 г – 504 с
9. К.Метцлер. Расчет универсальных коллекторных двигателей Москва-
Ленинград: Государственное энергетическое издательство, 1932. – 101 с.
10. Юферов, Ф.М. Электрические двигатели автоматических устройств
/ Ф.М. Юферов; ред. Н.В. Астахов. – Москва; Ленинград: Типография
Госэнергоиздата, 1959. – 226 с.
11. Андрианов В. Н. Электрические машины и аппараты. М., «Колос».
1971. 448 с. С ил.
12.РебрикБ.М.Бурениеинженерно-геологическихскважин:
Справочник. — 2-е изд., перераб. и доп.—М.: Недра, 1990. —336с.: ил.
13. Ребрик Б.М. Бурение при инженерно-геологических изысканиях. 3-е
изд., перераб. и доп.—М.: Недра, 1979. 253с.
14. Волков А.С. Справочник поразведочномубурению. М.,
Госгеолтехиздат,1963.
15. Кардыш В.Г. Современные зарубежные буровые станки и установки.
М., Недра, 1976.
16. Машины для земляных работ / Д.П. Волков, В.Я. Крикун, П.Е.
Тотолин и др. – М.: Машиностроение, 1992. – 448 с.
17. Пат. 2134827 Россия. МПК7 F16H 1/00. Волновая передача для
коллекторного двигателя / В.С. Коротков. – № 97120085/28; Заявлено 28.11.97;
Публ. 20.08.99, Бюл. № 23.
18. Коротков В.С. Создание ручной машины с волновой передачей и
исследование ее работоспособности. Известия Томского политехнического
университета. 2005. Т. 308. № 5. – С.126-130.
19. Белова С.В. Безопасность жизнедеятельности. Под ред. – М.: Высшая
школа. 2002. – 357с.
20. Белова С.В. Окружающей среды. Под ред. – М.: Высшая школа. 2002.
– 357с.оустановок. Минэнерго СССР,6-е издание – Энерготомаиздат. 1996. –
640с.
21. Видяев И.Г., Серикова Г.Н., Гаврикова Н.А. Финансовый
менеджмент,ресурсэффективностьиресурсосбережение:учебно-
методическое пособие // ИГ Видяев, ГН Серикова, НА Гаврикова, НВ
Шаповалова, ЛР Тухватулина, ЭВ Криницына. – 2014.
Нормативные ссылки