Комбайн кузнецова для снятия наружного гидроизоляционного покрытия с магистральных трубопроводов и его обрабатывающие агрегаты поэтапной очистки трубопровода

Комбайн кузнецова для снятия наружного гидроизоляционного покрытия с магистральных трубопроводов и его обрабатывающие агрегаты поэтапной очистки трубопровода

Реферат

 

Использование: капитальный ремонт в полевых условиях трубопроводных магистралей для транспортировки нефти, газа и т.д. Комбайн для снятия наружного гидроизоляционного покрытия с магистральных трубопроводов содержит корпусную часть, имеющую корпус в виде охватывающего трубопровод корсета. Последний состоит из шпангоутов в форме плоских колец, соединенных посредством лонжеронов в единую жесткую конструкцию. Устройство подвески к трубе корпуса каретки выполнено в виде поворотных рычагов, подвешенных к корсету на шарнирах с колесами на их концах. Последние расположены равномерно по дуге окружности в переднем поясе со свободно перекатывающимися колесами, в среднем и заднем - с ведущими. Комбайн имеет обрабатывающий агрегат по очистке трубопровода от грунта, обрабатывающий агрегат по очистке трубопровода от слоя гидроизоляции, обрабатывающий агрегат по очистке трубопровода для подготовки к нанесению на него гидроизоляции. Роторные части всех обрабатывающих агрегатов состоят из кольцевого ротора (подвижной части) и его неподвижной части, соединенных между собой радиально-упорным подшипником. Блоки головок обрабатывающих агрегатов имеют механизм прижатия и механизм для отжатия рабочих инструментов. Кроме того, комбайн имеет централизованный управляемый привод установки инструментов в нерабочее положение. 4 с.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к машинам, предназначенным преимущественно для предремонтной очистки наружной поверхности магистральных трубопроводов, извлеченных из траншеи и удерживаемых на весу трубоукладчиками, от грунта, гидроизоляционного покрытия и ржавчины четырьмя этапами очистки за один проход с целью подготовки поверхности трубы к нанесению на нее новых слоев гидроизоляции.

Известны технические решения по машине-комбайну, содержащиеся в авторском свидетельстве SU N 1814934 Al 1993, принятому за ближайший аналог, производящий очистку наружной поверхности магистрального трубопровода за один проход.

Комбайн содержит корпусную часть, конструкцию в виде рамы с размещенным на ней ходовым механизмом, и обрабатывающие агрегаты поэтапной очистки трубы, установленные на корпусе, каждый из которых содержит ротор, вращаемый вокруг трубы, и группу очистных инструментов, установленных на роторе, выполняющих операции очистки трубы на определенных этапах.

Корпусная часть подвешена к трубе при помощи четырех жестко установленных колес, прижимаемых к трубе силой веса агрегата. Колеса установлены на равных расстояниях от вертикальной плоскости симметрии корпуса, оси подвески которых перпендикулярны этой плоскости.

Ротор подвешен к ходовой части машины с помощью свободно вращающихся роликов, смонтированных на корпусе, имеющих реборды для восприятия осевых нагрузок на ротор.

Конструкция привода вращения ротора и колес движительного устройства содержит цепные и шестеренчатые передачи с приводом их от поршневого двигателя внутреннего сгорания (дизельного цикла работы) установленным на корпусе.

Очистка трубы осуществлена тремя этапами: срезание грунта, срезание изоляции, окончательная очистка от остатков изоляции для подготовки трубы к нанесению на нее новых слоев изоляции.

Срезание грунта осуществляется переднерасположенным обрабатывающим агрегатом, ротор которого выполнен в форме беличьего колеса и состоит из двух колец, обнимающих трубу, соединенных между собой круглыми стойками, располагаемыми равномерно по дуге окружности, являющимися одновременно валами осей подвески к ним рычагов, на которых установлены скребковые обрабатывающие инструменты в плоскостях, перпендикулярных оси вращения ротора.

Прижатие лезвий скребковых инструментов к трубе осуществляется с помощью пружин поворотом рычагов относительно осей их подвески к ротору, которые параллельны оси вращения ротора.

Предварительная и окончательная очистка трубы от гидроизоляции осуществляется инструментами, прижимаемыми к трубе и принудительно вращаемыми относительно заднего ротора приводами, кинематически связанными с вращением заднего ротора вокруг своей оси. Привод вращения обрабатывающих инструментов состоит из планетарного редуктора I ступени, общего для всех обрабатывающих инструментов, и установленных на заднем роторе редукторов II степеней для каждой пары инструментов с цилиндрическими шестернями оси подвесок, которые параллельны оси вращения ротора. Обрабатывающие инструменты по очистке трубы от гидроизоляции на предварительном этапе выполнены в форме дисков с чередующимися зубьями переменной высоты, производящих комбинацию ударно-режущего и сдвигающего воздействия на пленку покрытия, предварительно охлаждаемую до температуры ее охрупчивания с помощью холодильного устройства, смонтированного на раме комбайна, содержащего рубашку, охватывающую трубу, в которую подается хладоагент из специальной автономной системы, размещенной на корпусе комбайна, имеющей емкость с хладоагентом.

Очистка трубы от остатков гидроизоляции на окончательном этапе и подготовка ее к нанесению на нее новых слоев изоляции осуществляется цилиндрическими щетками или цилиндрическими иглофрезами.

Недостатками комбайна по авторскому свидетельству N 1814934 A1 являются: 1. Конструкция подвески корпуса комбайна к трубе не обеспечивает во всех случаях эксплуатации требуемые тяговые усилия перемещения комбайна по трубе, необходимые для преодоления сопротивления, создаваемые тремя обрабатывающими агрегатами, следствием чего является пробуксовка колес движительного устройства, нарушения технологии очистки.

2. Конструкция обрабатывающего агрегата по срезанию грунта не обеспечивает снятия с трубы, извлеченной из траншеи путем ее поднятия трубоукладчиками, толстого слоя грунта и крупных комков грунта, находящихся преимущественно в верхнем секторе трубы, что требует предварительной очистки трубы от грунта перед проходкой ее комбайном.

3. Конструкция обрабатывающего агрегата по срезанию гидроизоляции и технология очистки требуют размещения на корпусе комбайна громоздкой автономной системы охлаждения пленочной изоляции, функционирование которой нуждается в снабжении ее расходуемым хладагентом, что предусматривает наличие на трассе магистрали специального передвижного оборудования для производства, хранения и заправки хладагента.

4. Совмещенная конструкция обрабатываемых агрегатов по очистке трубы от гидроизоляции, размещенных на заднем роторе с двумя вариантами вращающихся относительно ротора инструментов, сидящих на одном валу: дисков с чередующимися зубьями переменной высоты, цилиндрических иглофрез вызывает нежелательные кинематические завязки приводов вращения и прижатия инструментов к трубе, что отрицательно сказывается на производительности и качественности очистки.

В предлагаемом комбайне отмеченные недостатки являются главным образом за счет реализации технологии очистки способами очистки, запатентованными Фирмой "Диапазон", обладающими повышенной по отношению к известным аналогам производительностью и качеством очистки.

Конструкция обрабатывающих агрегатов предлагаемого комбайна предусматривает срезание грунта двумя обрабатывающими агрегатами, установленными на переднем роторе, функционирующими при прямом и противоположном направлениях вращения ротора, производящими следующие этапы очистки трубы: а) на первом предварительном этапе снятие с трубы толстого слоя грунта и зачистку наружной поверхности от неровностей обрабатывающим агрегатом, имеющим скребково-режущие инструменты очистки особой конструкции и особой подвески их к ротору, отличающихся от известных аналогов; б) на последующем втором этапе завершающую очистку трубы от остатков грунта чистящим обрабатывающим агрегатом, имеющим вращаемые относительно ротора торцевые щетки, способом очистки по патенту RU N 2050717, 1995; в) на третьем этапе срезание гидроизоляции обрабатывающим агрегатом, установленным на среднем роторе, в котором в качестве инструментов очистки применены вращаемые относительно ротора и прижимаемые к трубе режущие ножи с лезвием клинового профиля, кромка которого имеет форму окружности, разрезающими пленку изоляции на стружки в форме ленты способом, запатентованным заявкой RU N 93055187, 1994, не требующим охлаждения пленки изоляции; г) на четвертом заключительном этапе завершающую очистку трубы от остатков гидроизоляции и ржавчины со снятием тонкого поверхностного слоя металла чистящим обрабатывающим агрегатом, в котором применены вращаемые относительно ротора торцевые иглофрезы, способом очистки по патенту RU N 2070717, 1995.

Аналогами перечисленным техническим решениям по обрабатывающим агрегатам являются следующие технические решения.

Для обрабатывающих агрегатов по срезанию грунта машины, применяемые при строительстве магистрали, осуществляющие подготовку поверхности трубы к нанесению на нее пленочных и других покрытий. Очистка осуществляется скребками и щетками, подвешенными к единому ротору обрабатывающего агрегата с помощью рычагов, оси цапф которых параллельны оси вращения ротора (машины OMI; OM 522П, ОМ 1221П, ОМ 1423П и ряд других образцов).

Такие конструкции малоэффективны для очистки трубопровода, извлеченного из траншеи для его ремонта, когда для его ремонта на верхнем секторе трубы могут находиться прилипшие комки грунта, а на наружной поверхности изоляции имеются местные выступания от наплывов и морщин, возникших в процессе длительной эксплуатации.

Для обрабатывающего агрегата по срезанию изоляции за аналог приняты технические решения по авторскому свидетельству N 1452628, в котором очистка трубы осуществляется не вращаемыми принудительно ножами, имеющими лезвия клинового профиля, режущая кромка которого имеет форму окружности с центром, находящимся на оси цапф подвески вала ножа к ротору обрабатывающего агрегата. Устройство подвески вала ножа к ротору таково, что ось вала ножа перпендикулярна плоскости, проходящей через ось вращения ротора и точку контакта лезвия ножа с трубой, а лезвие ножа прижимается к трубе в радиальном направлении по отношению к оси вращения ротора. При такой конструкции кромка лезвия ножа совершает поперечные перемещения, обновляя точки контакта лезвия со снимаемым покрытием за счет поворота вала ножа относительно оси его подвески к ротору за счет обкатки кромки лезвия относительно трубы, обусловленной перемещением ножа в направлении оси трубы. Такое решение увеличивает стойкость инструмента, но не влияет существенным образом на производительность очистки.

Известно также техническое решение по обрабатывающему агрегату, осуществляющему очистку наружной поверхности трубы от пленочной изоляции комбинированным способом, содержащимся в авторском свидетельстве SU N 1505609 A1, в котором на роторе на рычагах подвески размещены обрабатывающие инструменты, прижимаемые к трубе центробежными силами: резцы, срезающие пленку изоляции по принципу токарной обработки, безприводные, вращающиеся за счет обкатки по поверхности трубы цилиндрические щетки, установленные под углом 45^o к оси вращения ротора.

В авторском свидетельстве SU N 1652005 A1 в качестве обрабатывающих инструментов по очистке трубы от старой изоляции предложены зубчатые диски, подвешенные к ротору с помощью рычагов, оси которых расположены под острыми углами + и - к оси ротора, чередующиеся по углу установки инструментов на роторе. Диски прижимаются к трубе центробежными силами, приложенными к грузам на рычагах подвески, и совершают обкатку по трубе с боковым скольжением зубьев дисков, производящих скалывание изоляций.

Общими недостатками перечисленных конструкций являются невысокая производительность и нерешенность вопроса по удалению срезаемой стружки, предотвращение ее намотки на трубу.

Для обрабатывающих агрегатов по очистке трубы на этапах подготовки ее поверхности к нанесению на нее новых слоев изоляции кроме решения, содержащегося в авторском свидетельстве SU N 1814934 A1, близкими аналогами являются: а). Решения, содержащиеся в авторском свидетельстве SU N 1212633 A, в котором применены цилиндрические, принудительно вращаемые относительно ротора с помощью планетарной передачи инструменты, щетки которых имеют сменные дисковые секции, в которых пучками закреплен ворс.

б). Решения, содержащиеся в обрабатывающем агрегате экспериментальной очистной машины ОМ 822П 1986, в которой применены инструменты, названные цилиндрическими иглофрезами с иглами, установленными под одинаковыми углами к радиальным направлениям так, что оси игл не пересекаются с осью вращения иглофрезы. Привод вращения цилиндрических иглофрез осуществлен от фрикционных колес обкатывающихся относительно поверхности трубы.

Другими аналогами могут быть решения, в которых применены обрабатывающие инструменты с иглами, оси которых параллельны оси вращения инструмента относительно ротора.

в). Решения, содержащиеся в авторском свидетельстве N 1344434 1987, в котором предложен инструмент с наклонным положением оси его подвески к трубе, приводимый во вращение относительно ротора встроенным в инструмент приводом фрикционного принципа действия.

г). Решения, содержащиеся в авторском свидетельстве SU N 1680387 A1, принятого за ближайший аналог, в котором в качестве инструмента применена торцевая иглофреза без механического привода ее вращения, проворачиваемая относительно оси ее подвески к ротору за счет эксцентричной установки вала иглофрезы к ротору.

Наряду с достоинством обрабатывающих агрегатов, в которых применены многолезвийные инструменты, содержащие гибкие металлические иглы, набранные в виде ворса, общими недостатками таких конструкций являются неполная реализация в известных конструкциях имеющихся потенциальных возможностей по увеличению стойкости инструмента и производительности очистки.

Техническими результатами изобретения являются улучшение функционально-эксплуатационных характеристик комбайна и увеличение производительности и качества очистки трубопроводной магистрали за счет применения способов очистки, реализованных в конструкциях предложенных обрабатывающих агрегатов.

Указанная цель достигается тем, что корпус комбайна выполнен в виде корсета, охватывающего трубопровод, состоящего из трех шпангоутов в форме плоских колец, соединенных между собой лонжеронами в единую жесткую конструкцию. Устройство подвески корпуса к трубе выполнено в виде подпружиненных поворотных рычагов, подвешенных к корпусу на шарнирах с колесами на их концах, расположенных равномерно по дуге окружности в переднем поясе по ходу перемещения комбайна со свободно перекатывающимися колесами, в среднем и заднем поясах с ведущими колесами.

Привод вращения колес для перемещения комбайна по трубе состоит из секций, число которых равно числу пар колес в среднем и заднем поясах, каждая из которых содержит асинхронный электродвигатель в блоке с шестеренчатым редуктором, два карданных вала и два червячных редуктора, на выходных валах которых установлены ведущие колеса.

Роторные части всех обрабатывающих агрегатов состоят из кольцевого ротора (подвижной части) и неподвижной части ротора, соединенных между собой радиально-упорным подшипником.

Приводы вращения роторов состоят из параллельно функционирующих секций, каждая из которых имеет установленный на шпангоуте корпуса блок асинхронного электродвигателя с шестеренчатым редуктором I ступени с ведущей шестерней на выходном валу, зацепляемую с ведомым зубчатым колесом редуктора II ступени, соединенной с ротором. На каждом роторе имеются прикрепленные к нему блоки головок обрабатывающих агрегатов, включающих обрабатывающий инструмент, рычажное устройство подвески инструмента к головке, механизм прижатия инструмента к трубе, механизм для отжатия инструментов от трубы, редуктор II ступени привода вращения вала инструмента.

Редуктор II ступени привода вращения вала инструмента содержит конические шестерни для установки необходимого положения вала инструмента по отношению к обрабатываемой поверхности трубопровода и направления вращения вала инструмента.

Каждая роторная часть комбайна имеет централизованный управляемый привод установки инструмента в нерабочее, отжатое от трубопровода положение, имеющий кольцо, установленное на наружном диаметре ротора, поворачиваемое относительно ротора в двух направлениях и прикрепленных к торцу кольца спиральных полозов, к которым прижимаются ролики для осуществления подъема и опускания инструмента при повороте кольца.

Ротор обрабатывающего агрегата по срезанию грунта имеет соединенный с ним ротор чистящего обрабатывающего агрегата, завершающего очистку от грунта.

Обрабатывающий агрегат по срезанию грунта содержит установленный на роторной части обрабатывающий скребково-режущий инструмент, который выполнен плоскосимметричной формы и подвешен посредством головки к ротору с помощью вала, ось которого лежит в плоскости симметрии инструмента и перпендикулярна оси вращения ротора.

Инструмент имеет два типа лезвий, зеркально располагаемых с каждой из сторон от плоскости симметрии инструмента, скребковое лезвие, прижимаемое механизмом прижима в радиальном направлении к трубе, и режущее лезвие, кромка которого расположена под углом по отношению к нормали в точке контакта скребкового лезвия с трубопроводом.

Подвеска инструмента головки имеет упоры для фиксации рабочих положений инструмента относительно трубопровода за счет поворота рычага подвески инструмента под действием сил трения обрабатывающего инструмента о трубу при реверсе ротора.

Обрабатывающий агрегат по срезанию гидроизоляции имеет установленные на роторе головки, на которых размещены ножи, режущая кромка которых имеет форму окружности, и привод вращения валов ножей от вращения ротора, состоящий из планетарного редуктора I ступени и шестеренчатого редуктора II ступени с коническими шестернями. Продольная ось вторичного вала редуктора II ступени расположена под углом 70 75^o к оси первичного вала редуктора и под углом 3 5^o к плоскости касательной к трубе в точке контакта лезвия с трубой. Вторичный вал редуктора II ступени выполнен трубчатой формы для установки в нем вала ножа посредством шлицевого пояса с некоторым зазором для передачи крутящего момента и угловых отклонений оси вала ножа относительно выходного вала редуктора для осуществления прижатий лезвия ножа к трубе при биениях обрабатываемой поверхности трубопровода относительно ротора.

Вал ножа имеет подвеску к корпусу редуктора и содержит рычаг, охватывающий корпус редуктора, подвешенный к нему посредством цапф, ось которых перпендикулярна оси трубчатого вала. Вал ножа подвешен к рычагу с помощью радиально-упорного роликоподшипника, а другой опорой вала является место его сочленения с вторичным валом редуктора по шлицевому поясу между ними.

На передней части рычага подвески вала ножа к редуктору установлен ролик, прижимаемый рычажным механизмом головки для взаимодействия со спиральным полозом централизованного механизма установки инструмента в нерабочее положение и обратно.

Не рычаге подвески вала ножа к редуктору установлено устройство поперечного разрезания стружек изоляции, имеющее корпусную часть, размещенную во внутренней полости режущего ножа и прикрепленную посредством кронштейнов к рычагу подвески вала ножа, желоб П-образного профиля в поперечном сечении изогнутой по длине для разворота направления движения срезаемой стружки изоляции в нем.

Корпусная часть устройства содержит в себе режущее устройство дисковых ножниц, имеющее неподвижный нож с лезвием в виде окружности, плоскость которого направлена под острым углом к продольной оси желоба, и подвижный дисковый нож с диаметром меньшим, чем диаметр неподвижного ножа, лезвие которого обкатывается относительно неподвижного ножа ножниц без пробуксовки за счет привода, состоящего из редуктора I ступени, имеющего ведущую коническую шестерню на выходном валу соосную валу ножа разрезающего гидроизоляцию, ведомое зубчатое колесо на валу, планетарный редуктор II ступени, на котором установлено водило с сателитной шестерней, скрепленной с подвижным дисковым ножом и обкатывающейся относительно скрепленного с корпусом солнечного зубчатого колеса по внутреннему диаметру, совершая орбитальное движение и вращение относительно подвески к водилу вместе с подвижным ножом разрезающим стружку изоляции.

Обрабатывающий агрегат для очистки трубопровода на завершающих этапах от грунта, остатков изоляции и ржавчины содержит установленные на роторе головки с размещенными на них торцевыми иглофрезами, имеющими коническую рабочую поверхность в форме кольца. Оси валов иглофрез наклонены под углом по отношению к нормалям к площадке контакта иглофрез с трубопроводом, имеющим форму эллипсоподобных овалов, располагаемых в плоскости, перпендикулярной оси ротора.

Головки содержат редукторы II ступени приводов вращения валов иглофрез, выполненных в левом и правом вариантах их исполнения, чередующихся по угловому положению мест установки их на роторе, отличающиеся между собой направлением вращения иглофрез и угловым положением вала иглофрезы по отношению к обрабатываемой поверхности трубы.

Угол между плоскостью, проходящей через ось иглофрезы и нормаль к центру площади контакта иглофрезы с трубой и плоскостью орбитального движения составляет , где ; отношение угловой скорости иглофрезы относительно ротора к угловой скорости вращения ротора относительно трубопровода; R_ср средний радиус конической рабочей поверхности иглофрезы; R₀ радиус обрабатываемой трубы.

Угол b_o для головок левого и правого варианта исполнения по модулю равны друг другу, но противоположны по знаку.

Вал иглофрезы установлен внутри трубчатого вала редуктора II ступени и соединен с ним посредством шлицов для передачи крутящего момента и обеспечения осевых перемещений вала иглофрезы.

Головка содержит механизм отжатия инструмента от трубы, имеющий кронштейн, по брусу которого перемещается кулиса с роликом на ней, закрепленным с полозом централизованного управляемого привода установки инструмента в нерабочее положение и тягу, кинематически связанную с валом иглофрез.

На фиг. 1 показана компоновка подсистем комбайна на его корпусе; на фиг. 2 конструкция роторных частей обрабатывающих агрегатов и узла подвески ротора к корпусу, узла централизованного механизма по установке очистных инструментов в нерабочее положение и обратно; на фиг. 3 конструктивные решения по обрабатывающему агрегату для срезания слоя грунта; на фиг. 4 - конструктивные решения по редуктору II ступени головки обрабатывающего агрегата по срезанию изоляции режущими ножами; на фиг. 5 конструктивные решения по узлу подвески вала режущего ножа к корпусу редуктора II ступени головки ротора обрабатывающего агрегата; на фиг. 6 конструктивные решения по устройству, встроенному в головку для поперечного разрезания лент стружек гидроизоляции, снимаемых режущими ножами; на фиг. 7 конструктивные решения по головкам обрабатывающих агрегатов, очищающих трубу на завершающем этапе и очищающих трубу от остатков гидроизоляции и ржавчины, установленных на переднем и заднем роторах.

Комбайн (фиг. 1) состоит из: а) корпусной части, включающей в себя корпус, устройства подвески корпуса к трубе, устройства перемещения комбайна по трубе; б) четырех обрабатывающих агрегатов поэтапной очистки трубы, установленных на корпусе; в) элементов конструкции связи комбайна с внешними устройствами и системами (не указанных на фиг. 1).

Корпус комбайна состоит из трех шпангоутов 1 в форме плоских колец и лонжеронов 2 между ними, образующих совместно силовой каркас, охватывающий трубопровод 3. Корпус выполнен в разъемном исполнении по лонжеронам между передним и средним шпангоутами.

Устройство подвески корпуса к трубе состоит из рычагов 4, установленных на шпангоутах с помощью цапф 5. На одном конце рычагов установлены колеса, прижимаемые к трубе за счет поворота рычагов относительно цапф их подвески к шпангоутам усилием пружины 6. Оси подвески колес к рычагам параллельны осям подвески рычагов к шпангоуту. Регулированием натяжения пружин достигается равномерность кольцевых зазоров между внутренними диаметрами шпангоутов и наружным диаметром трубопровода. Количество колес в каждом поясе шпангоута зависит от диаметра трубы, но не менее четырех равномерно располагаемых на дуге окружности: в переднем поясе со свободно перекатывающимися по трубе колесами 7 ленниксами, в двух других поясах с ведущими колесами 8 в количестве не менее восьми.

Приводы вращения ведущих колес сгруппированы в однотипные секции, число которых равно числу колес в каждом поясе. Каждая секция привода состоит из асинхронного электродвигателя 9 в блоке с шестеренчатым редуктором 10 первой ступени, крепящимся к лонжеронам, и двух карданных валов 11, передающих вращения первичным валам червячных редукторов 12 II ступени привода, выходные валы которых сочленены с колесами.

Обрабатывающие агрегаты поэтапной очистки трубопровода состоят из: а) роторной части, включающей в себя ротор, устройство подвески ротора к корпусу комбайна, устройство привода вращения ротора, централизованный кинематический механизм отжатия обрабатывающих инструментов от трубы; б) головок обрабатывающих агрегатов, установленных на роторе, содержащих очистные органы, включающие в себя инструменты очистки, узлы подвески инструментов к головкам, механизмы прижатия инструментов к трубе, элементы кинематики привода отжатия инструментов от трубы, редуктор II ступени привода вращения валов инструментов относительно ротора.

Роторная часть представлена фиг. 2. Ротор 13 имеет форму плоского кольца. Ротор подвешен к шпангоуту корпуса с помощью промежуточного кольца 14, на котором установлен радиально-упорный шарикоподшипник 15 и зубчатое колесо 16 планетарного редуктора I ступени привода вращения обрабатывающих инструментов головок относительно ротора. К одному торцу ротора прикреплено ведомое зубчатое кольцо 17 редуктора II ступени привода его вращения, на другом торце имеются равномерно расположенные по дуге окружности посадочные гнезда и места крепления к ротору головок обрабатывающих агрегатов, содержащих комплект обрабатывающих органов.

К наружному диаметру ротора с помощью подшипника 18 подвешено кольцо 19, к торцу которого прикреплены полозья 20, имеющие форму спиралей Архимеда, к рабочим поверхностям которых прижимаются в радиальных направлениях ролики 21. Кольцо 19, полозья 20 и ролики 21 являются кинематическими звеньями централизованного механизма отжатия очистных инструментов головок обрабатывающих агрегатов от трубы.

Привод вращения роторов (фиг. 1) состоит из унифицированных секций, каждая из которых включает в себя асинхронный электродвигатель 22 в блоке с шестеренчатым редуктором 23 I ступени, прикрепленным к шпангоуту корпуса. На выходном валу редуктора имеется шестерня 24, находящаяся в зацеплении с зубчатым колесом 17 редуктора II ступени.

На переднем шпангоуте корпуса комбайна установлена роторная часть, на которой равномерно по дуге окружности установлены: в передней плоскости головки обрабатывающего агрегата для срезания слоя грунта и комков грунта, прилипших к трубе, и зачистки поверхности трубы от неровностей на его покрытии; на задней плоскости, отстоящей на некотором расстоянии от передней, головки обрабатывающего агрегата, осуществляющего окончательную (завершающую) очистку трубы от остатков грунта; на среднем шпангоуте установлен обрабатывающий агрегат по срезанию гидроизоляции на основном этапе; на заднем шпангоуте установлен обрабатывающий агрегат по очистке трубы от остатков гидроизоляции и от ржавчины.

Электрообеспечение подсистем комбайна и управление их работой осуществляется дистанционно по кабелям, связывающим комбайн со вспомогательным гусеничным агрегатом сопровождения, на котором размещены: 1. Дизельная электростанция снабжения систем комбайна электроэнергией.

2. Саморегулируемое устройство удержания комбайна от его поворота относительно оси трубы (под действием моментов от работы обрабатывающих агрегатов, изменяющих направления при реверсировании роторов) усилиями, развиваемыми на тросах, связывающих комбайн с агрегатом его сопровождения.

3. Рабочее место оператора с пультом дистанционного управления следующими подсистемами: а) подсистемами приводов прижатия (отжатия) всех обрабатывающих инструментов к трубе (при невращающемся роторе); б) подсистемами автономных приводов вращения трех роторов обрабатывающих агрегатов (пуска, останова, реверсирования); в) подсистемами пуска, останова, реверсирования привода перемещения комбайна по трубе.

Обрабатывающий агрегат (фиг. 3) по срезанию грунта включает в себя ротор и прикрепленные к ротору головки.

Ротор 25 в форме плоского кольца посредством стоек (корпусов головок последующего обрабатывающего агрегата) соединен с ротором, подвешенным к переднему шпангоуту корпуса комбайна и вращается от общего с ним привода.

Каждая головка обрабатывающего агрегата состоит из корпуса 26, обрабатывающего инструмента 27, рычага 28 подвески инструмента к корпусу головки с помощью вала 29. Существенное отличие обрабатывающего агрегата от аналога состоит в том, что: 1. Ось вала рычага подвески инструмента к ротору перпендикулярна оси вращения ротора, а не параллельна ей.

2. Прижатие инструмента к трубе осуществлено в направлении оси рычага подвески инструмента пружиной 30.

3. Обрабатывающий инструмент головки выполнен симметричным относительно плоскости, проходящей через ось его подвески к ротору, с двумя типами лезвий, зеркально расположенных с каждой из сторон от плоскости симметрии: режущего лезвия 31, кромка которого располагается под острыми углами по отношению к плоскости, проходящей через нормаль к обрабатываемой поверхности трубы в точке контакта инструмента с ней, скребкового лезвия 32, кромка которого прижимается к трубе пружиной.

Конструкция подвески инструмента к головке позволяет радиальные перемещения инструмента вдоль оси его подвески и поворот инструмента относительно этой оси в обе стороны от среднего положения на равные углы =10-15^o до механических упоров опорных поверхностей рычага в опорные поверхности на роторе, фиксирующих рабочие положения парных групп лезвий для участия их в работе при изменяемых направлениях вращения ротора. Перекладка положений инструмента из одного рабочего состояния в другое на угол 2 осуществляется за счет силы трения скребкового лезвия о трубу, направление которой меняет знак при реверсировании ротора.

Такая конструкция позволяет производить очистку трубы при прямом и противоположном направлениях вращения ротора. При его работе режущие лезвия срезают грунт по принципу работы лемеха плуга и сгребают его в нижнюю зону трубы, где он падает вниз под действием тяжести, а скребковые лезвия зачищают трубу от неровностей на ее поверхности.

В конструкции срезающего грунт обрабатывающего агрегата и его головок предусмотрены элементы механизмов, осуществляющих отжатия скребковых лезвий от трубы, содержащие Г-образный рычаг 33, один конец которого соединен с тягой 34, другой с рычагом 35 и кулисой 36, являющейся элементом конструкции чистящего обрабатывающего агрегата, установленным на переднем шпангоуте корпуса комбайна.

Конструкция головки обрабатывающего агрегата, очищающего трубу от пленочной изоляции на основном этапе очистки, включает в себя узел режущего ножа, редуктор II ступени привода вращения вала ножа, устройство подвески вала ножа к корпусу редуктора, устройство поперечного разрезания лент стружек.

Узел режущего ножа (фиг. 4) состоит из режущего ножа 37, состыкованного по фланцу с валом 38 ножа. Опорами вала ножа являются: по передней опоре - радиально-упорный роликоподшипник 39; по задней опоре шлицевый пояс 40, сочлененный с валом редуктора; по боковой опоре деталь 41, прикрепленная к торцу вала ножа, имеющая сферическую опорную поверхность, удерживающую вал от осевого перемещения при угловых отклонениях его оси в небольших пределах.

Редуктор II ступени привода вращения вала ножа относительно ротора (фиг. 4) состоит из корпуса 42, крепящегося по фланцу на нем к торцу ротора, первичного вала 43, на котором установлены сателитная шестерня 44 планетарного редуктора I ступени привода, обкатывающаяся относительно зубчатого колеса 16 (фиг. 2), и ведущая коническая шестерня 45 редуктора II ступени привода, зацепленная с ведомым коническим зубчатым колесом 46, установленным на вторичном валу 47 редуктора. Вторичный вал редуктора выполнен в форме трубы, внутри которой размещен вал ножа. Ось вторичного вала редуктора направлена под углом 70^o 75^o по отношению к оси первичного вала и под углом 3^o 5^o к плоскости касательной трубе в точке контакта лезвия с трубой. Корпус редуктора в зоне шлицевого пояса сочленения вторичного вала редуктора с валом ножа имеет две выступающие наружу цапфы 48, ось которых перпендикулярна оси вторичного вала редуктора и лежит в плоскости, перпендикулярной плоскости вращения ротора. Цапфы являются элементами узла подвески вала ножа к корпусу редуктора.

Устройство подвески вала ножа к корпусу редуктора (фиг. 5) состоит из рычага 49 (в поперечном сечении в форме скобы, обнимающей корпус редуктора), подвешенного по одному концу к корпусу редуктора по цапфам 48 с помощью полуколец 50, по другому концу с помощью двух полуколец 51, прикрепленных к подшипнику 39 вала ножа. Конструкция шлицевого пояса 40 имеет зазоры, допускающие незначительные угловые отклонения оси вала ножа относительно оси выходного вала редуктора, достаточные для надежного прижатия лезвия ножа 37 к трубе при биениях поверхности трубы относительно оси ротора.

Устройство прижатия лезвия ножа к трубе содержит пружину 52, встроенную в рычажный механизм.

Для реализации отжатия лезвия ножа от трубы на рычаге 49 установлен кронштейн 53, к которому прикреплен ролик 21, упирающийся в полоз 20 (фиг. 2).

В предложенной конструкции головки реализуется предложенный способ срезания покрытия, существенными отличиями которого от аналога, обеспечивающими технический результат, являются: 1. Ось вращения вторичного вала редуктора II ступени устанавливается под углом a_o (15-20^o) 90^o к оси первичного вала, где _o угол установки оси вала ножа к плоскости орбитального движения (плоскости перпендикулярной оси ротора).

2. Режущему ножу придается принудительное вращение относительно оси подвески его к ротору с такой угловой скоростью при которой тангенциальная скорость кромки лезвия V_т R_н превышает скорость орбитального движения ножа вокруг трубы V_у R₀ при K V_т: V_у 1,2-1,9, угловая скорость ротора, R₀ радиус трубы, R_н радиус кромки лезвия инструмента, - угловая скорость вращения вала ножа относительно ротора.

3. Направление вращения вала ножа за счет установки ведомого зубчатого колеса редуктора II ступени привода впереди точки пересечения ведущего и ведомого валов редуктора реализовано таким, при котором вектор скорости кромки лезвия относительно трубы V_л был бы направлен под острым углом к вектору скорости перемещения комбайна по оси трубы V_х.

Такая комбинация движения лезвия ножа относительно снимаемого покрытия существенно снижает усилия резания, увеличивает производительность обработки, у