omnaОмский научный вестникOmsk Scientific Bulletin1813-82252541-7541Омский государственный технический университет10.25206/1813-8225-2023-188-22-28WGACGBomna-192Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕMECHANICAL ENGINEERINGГеометрическое моделирование процесса выполнения работ по копанию приямков траншеи при ремонте трубопроводаGeometric modeling of the process of digging trench pits during pipeline repairhttps://orcid.org/0000-0001-8081-6840ПритыкинФ. Н.PritykinF. N.

Притыкин Федор Николаевич - доктор технических наук, профессор (Россия), профессор кафедры «Инженерная геометрия и САПР» ОмГТУ.

Омск

AuthorID (SCOPUS) 6507269253

Fedor N. Pritykin - Doctor of Technical Sciences, Professor, Professor of Engineering Geometry and CAD Department, Omsk State Technical University (OmSTU).

Omsk

AuthorID (SCOPUS) 6507269253

pritykin@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6524-4976КузнецовИ. С.KuznetsovI. S.

Кузнецов Илья Сергеевич - аспирант кафедры «Инженерная геометрия и САПР» ОмГТУ.

Омск

Ilya S. Kuznetsov - Graduate Student of Engineering Geometry and CAD Department, OmSTU.

Omsk

mrprogamer111@gmail.comОмский государственный технический университетРоссияOmsk State Technical UniversityRussian Federation202330122023042228Copyright © Притыкин Ф.Н., Кузнецов И.С., 20232023Притыкин Ф.Н., Кузнецов И.С.Pritykin F.N., Kuznetsov I.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://onv.omgtu.ru/jour/article/view/192

При выполнении работ по ремонту трубопровода основной машиной, предназначенной для копания приямков траншеи, является одноковшовый экскаватор. В настоящее время при выполнении копания приямков используется два экскаватора, которые движутся вдоль трубопровода по параллельным направлениям. В целях повышения эффективности копания приямков необходимо проверить, возможно ли осуществлять копание приямков при помощи лишь одного экскаватора, расположенного по середине трубопровода, а также осуществлять отсыпание грунта в отвал, расположенный с обеих сторон от линии движения экскаватора. Рассмотрены случаи, когда копание приямков выполняется не модернизированным одноковшовым экскаватором, экскаватором с возможностью поворота секции стрелы и экскаватором с возможностью поворота ковша. Также рассмотрен полный цикл процесса откапывания приямка с отсыпанием грунта в отвал. На основе проведенных исследований разработан алгоритм автоматизированного управления движением ковша экскаватора при копании приямков траншеи. Приведены результаты компьютерного моделирования движения манипулятора экскаватора при выполнении копания приямков траншеи.

When performing work on the repair of the pipeline, the main machine designed for digging trench pits is a single-bucket excavator. Pit digging currently uses two excavators moving along the pipeline in parallel directions. In order to increase the efficiency of digging pits, it is necessary to check whether it is possible to dig pits with only one excavator located in the middle of the pipeline, as well as to dump soil into a dump located on both sides of the excavator's line of motion. Cases are considered when pit digging is performed by a non-modernized single-bucket excavator, an excavator with the ability to rotate the boom section and an excavator with the ability to rotate the bucket. The full cycle of the process of digging a pit with dumping of soil into a dump is also considered. On the basis of the research carried out, an algorithm for automated control of the movement of the excavator bucket when digging trench pits is developed. The results of computer simulation of the movement of the excavator manipulator when digging trench pits are presented.

синтез движениямеханизм манипулятора экскаваторагеометрическое моделированиеремонт трубопроводакомпьютерное моделирование движенийвыходное звеноmovement synthesisexcavator arm mechanismgeometric modelingpipeline repaircomputer simulation of movementsoutput linkReferencesАладинский В. В., Малков А. Г., Ушаков A. B. Метод ремонта газопроводов с использованием труб, бывших в эксплуатации // Территория Нефтегаз. 2009. № 8. С. 56 — 60.Aladinskiy V. V., Malkov A. G., Ushakov A. B. Metod remonta gazoprovodov s ispol'zovaniyem trub, byvshikh v ekspluatatsii [Method for repairing gas pipelines using second-hand pipes] // Territoriya Neftegaz. Neftegas Territory. 2009. No. 8. P. 56 — 60. (In Russ.).Булавинцева А. Д., Мазуркин П. М. Динамика аварий по причиненному ущербу на линейной части магистральных нефтепроводов ОАО АК «Транснефть» // Современные наукоемкие технологии. 2°11. № 4. С. 64 — 67.Bulavintseva A. D., Mazurkin P. M. Dinamika avariy po prichinennomu ushcherbu na lineynoy chasti magistral'nykh nefteprovodov OAO AK «Transneft'» [Dynamics of accidents caused by damage on the linear part of Transneft's main oil pipelines] // Sovremennyye naukoyemkiye tekhnologii. Modern Knowledge-Intensive Technologies. 2011. No. 4. P. 64 — 67. (In Russ.).Timashev S., Bushinskaya A. Methods of Assessing Integrity of Pipeline Systems with Different Types of Defects // Diagnostics and Reliability of Pipeline Systems. 2016. P. 9 — 43. DOI: 10.1007/978-3-319-25307-7-2.Timashev S., Bushinskaya A. Methods of Assessing Integrity of Pipeline Systems with Different Types of Defects // Diagnostics and Reliability of Pipeline Systems. 2016. P. 9 — 43. DOI: 10.1007/978-3-319-25307-7-2. (In Engl.).Демиденко А. И., Кузнецов И. С. Анализ устройств предотвращения повреждения стенки трубопровода // Образование. Транспорт. Инновации. Строительство: сб. материалов II Нац. науч.-практ. конф., Омск, 18—19 апреля 2019 года. Омск: Изд-во СибАДИ, 2019. С. 7-9.Demidenko A. I., Kuznetsov I. S. Analysis of pipeline wall damage prevention devices [Analiz ustroystv predotvrashcheniya povrezhdeniya stenki truboprovoda] // Obrazovaniye. Transport. Innovatsii. Stroitel'stvo. Education. Transport. Innovation. Construction. Omsk, 2019. P. 7 — 9. (In Russ.).Демиденко А. И., Кузнецов И. С. Совершенствование конструкции рабочего оборудования гидравлического экскаватора // Вестник СибАДИ. 2020. № 17 (1). С. 12-21. DOI: 10.26518/2071-7296-2020-17-1-12-21.Demidenko A. I., Kuznetsov I. S. Sovershenstvovaniye konstruktsii rabochego oborudovaniya gidravlicheskogo ekskavatora [Improvement of the hydraulic excavator's working equipment] // Vestnik SibADI. The Russian Automobile and Highway Industry Journal. 2020. Vol. 17 (1). P. 12-21. DOI: 10.26518/2071-7296-2020-17-1-12-21. (In Russ.).Аникин Е. А. Эффективные методы ремонта магистральных трубопроводов. Москва: ИРЦ Газпром, 2001. 108 с.Anikin E. A. Effektivnyye metody remonta magistral'nykh truboprovodov [Effective repair methods for trunk pipelines]. Moscow, 2001. 108 p. (In Russ.).Кузнецов И. С. К вопросу автоматизации расчета магистрального нефтепровода // Фундаментальные и прикладные исследования молодых учёных: сб. науч. тр. II Междунар. науч.-практ. конф., Омск, 08-09 февраля 2018 года. Омск: Изд-во СибАДИ, 2018. С. 19-24.Kuznetsov I. S. K voprosu avtomatizatsii rascheta magistral'nogo nefteprovoda [On the issue of automating the calculation of the main oil pipeline] // Fundamental'nyye i prikladnyye issledovaniya molodykh uchenykh. Fundamental and Applied Research by Young Scientists. 2018. P. 19-24. (In Russ.).Сидоров Е. А., Ткакищак Д. В. Анализ конструктивных схем одноковшовых строительных экскаваторов // Избранные докл. 64-й Унив. науч.-техн. конф., Томск, 24 апреля 2018 года. Томск: Изд-во ТГАСУ, 2018. С. 338-343.Sidorov Е. А., Tkakishchak D. V. Analiz konstruktivnykh skhem odnokovshovykh stroitel'nykh ekskavatorov [Analysis of design schemes of single-bucket construction excavators] // Izbrannyye dokl. 64-y Univ. nauch.-tekhn. konf. Selected Papers of the 64th University Scientific and Technical Conference. 2018. P. 338-343. (In Russ.).Пат. 116519 Российская Федерация, МПК Е 02 F 3/28. Рабочее оборудование экскаватора / Демиденко А. И., Биля- лов А. М. № 2011130480/03; заявл. 21.07.11; опубл. 27.05.12. Бюл. № 15. 12 с.Patent 116519 Russian Federation, IPC E 02 F 3/28. Rabocheye oborudovaniye ekskavatora Rabocheye oborudovaniye ekskavatora [Working equipment of the excavator] / Demiden ko A. I., Bilyalov A. M. No. 116519. (In Russ.).РД 39-00147105-015-98. Правила капитального ремонта магистральных нефтепроводов. Уфа: ИПТЭР. 1998. 194 с.State Standard 39-00147105-015-98. Pravila kapital'nogo remonta magistral'nykh nefteprovodov [Rules for the overhaul of main oil pipelines]. Ufa, 1998. 194 p. (In Russ.).Притыкин Ф. Н. Виртуальное моделирование движений роботов, имеющих различную структуру кинематических цепей: моногр. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2014. 172 с.Pritykin F. N. Virtual'noye modelirovaniye dvizheniy robotov, imeyushchikh razlichnuyu strukturu kinematicheskikh tsepey [Virtual simulation of robot movements with different kinematic chain structures]. Omsk, 2014. 172 p. (In Russ.).Whitney D. E. The Mathematics of Coordinated Control of Prosthetic Arms and Manipulators // Journal of Dynamic Systems Measurement and Control. 1972. № 94 (4). P. 303-309.Whitney D. E. The Mathematics of Coordinated Control of Prosthetic Arms and Manipulators // Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control. 1972. No. 94 (4). P. 303-309. DOI: 10.1115/1.3426611. (In Engl.).Притыкин Ф. Н. Исследование кинематических параметров андроидного робота при автоматизированном синтезе движений по вектору скоростей // Омский научный вестник. 2022. № 2 (182). С. 5-9. DOI: 10.25206/1813-8225-2022-182-5-9.Pritykin F. N. Issledovaniye kinematicheskikh parametrov androidnogo robota pri avtomatizirovannom sinteze dvizheniy po vektoru skorostey [Study of kinematic parameters of android robot in automated synthesis of motions on velocity vector] // Omskiy nauchnyy vestnik. Omsk Scientific Bulletin. 2022. No. 2 (182). P. 5-9. DOI: 10.25206/1813-8225-2022-182-5-9. (In Russ.).Притыкин Ф. Н. Моделирование гиперповерхностей, отражающих взаимосвязь кинематических параметров механизма андроидного робота // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2022. Т. 19, № 7 (217). С. 21-29. DOI: 10.14489/vkit.2022.07.pp.021-029.Pritykin F. N. Modelirovaniye giperpoverkhnostey, otrazhayushchikh vzaimosvyaz' kinematicheskikh parametrov mekhanizma androidnogo robota [Simulation of hypersurfaces based on the database of kinematic parameters of the android robot mechanism] // Vestnik komp'yuternykh i informatsionnykh tekhnologiy. Herald of Computer and Information Technologies. 2022. Vol. 19, no. 7 (217). P. 21-29. DOI: 10.14489/vkit.2022.07.pp.021-029. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.