Энциклопедия «Техника» (с иллюстрациями)

Горкин Александр Павлович

«Буран»

БУР'EНИЕ, процесс образования горной выработки (преимущественно круглого сечения) путём разрушения горных пород с последующим удалением их из забоя. Бурение осуществляется гл. обр. механическим способом (бурильным долотом, резцом), реже термическим, гидравлическим, взрывным и другими способами. Породу можно разрушать либо только по внешнему контуру с сохранением в центре колонки (керна) – т. н. колонковое бурение, – либо по всему сечению (бескерновое бурение). Выработки могут иметь разный диаметр и соответственно разные названия: шпур, шурф, скважина, шахтный ствол (иногда называется просто шахтой). Глубина выработок – от десятков сантиметров до нескольких километров в зависимости от назначения выработки, вида полезного ископаемого, способа добычи. Шурфы (диаметром 15–30 мм) для закладки взрывчатого вещества бурят на глубину до 5 м. Шурфы (25–50 мм) для систем вентиляции, отведения вод и т. п. прокладывают на глубину до 25 м. Эксплуатационные скважины для добычи газа, нефти, подземных вод (75—800 мм) могут иметь глубину

от нескольких метров до 10 км и более. Бурят также вентиляционные, водоотливные, разведочные и другие скважины. Шахтные стволы прокладывают в вертикальном и наклонном направлениях, часто за несколько проходов, образуя необходимый тоннель (до нескольких метров).

Бурильное долото

БУРИЛЬНО-КР'AНОВАЯ МАШИНА, самоходная машина для бурения скважин при сооружении опор линий электропередачи (ЛЭП) и связи, опускания и установки в котлованы бетонных блоков под опоры ЛЭП, для строительства свайных фундаментов, ограждений и т. д. Буровой инструмент и крановое оборудование могут быть установлены как на базовый трактор на гусеничном ходу, так и на специально оборудованный колёсный автомобиль. В городах применяют небольшие бурильно-крановые машины, предназначенные для бурения ям и скважин под установку столбов, посадку деревьев и т. д. Их называют ямокопатели или ямобуры.

Бурильно-крановая машина

БУРОВ'AЯ УСТАН'OВКА, комплекс машин и механизмов, предназначенных для бурения, крепления и по-следующего обслуживания буровых скважин и шахтных стволов. Буровые установки сооружают для разведки месторождений полезных ископаемых, на месте их добычи и эксплуатации, а также для проведения глубинных геологических исследований. Для работы установки либо доставляют в разобранном виде (отдельно механизмы, конструкции и т. п.) и собирают на месте, либо транспортируют уже в собранном виде по рельсовому пути на катках, на барже (т. н. самоходные установки). В состав буровой установки входит буровая вышка (от 10 до 60 м), монтируемая обычно из металлических конструкций, которая служит для размещения оборудования, спуска и подъёма бурового инструмента. На установке работают лебёдка и другие подъёмные механизмы, насосы, компрессор и пр. Для питания машин и механизмов энергией предусматривается автономное энергоснабжение от двигателей внутреннего сгорания или дизель-генераторных агрегатов либо имеются распределительные устройства для подключения к централизованным системам электроснабжения. На буровой установке осуществляются сложные технологические процессы, управление которыми и согласованная работа всех её частей обеспечивается автоматизированной системой управления.

БЫСТРЫЙ РЕ'AКТОР, см. в ст. Ядерный реактор.

БЬЕФ, часть водоёма, реки, канала, расположенная по течению выше водонапорного сооружения (плотины, шлюза), т. н. верхний бьеф, или ниже него – нижний бьеф. Бьеф, образованный двумя или несколькими последовательно расположенными водоподпорными сооружениями и находящийся на водораздельном участке водной системы или водотока, называется раздельным.

В

ВАГ'OН, происходит от английского waggon; так называлась небольшая повозка в виде ящика на колёсах, которая передвигалась по деревянным желобам-рельсам на шахтах и рудниках в Средние века.

Вагоны для пассажиров впервые появились в кон. 1780-х гг. в Англии с открытием первой конно-чугунной дороги близ Лондона. В России вагонетки с канатной, а позднее с конной тягой использовались на рудничных и внутризаводских рельсовых дорогах на Алтае (с 1764 г.), на Александровском заводе в Петрозаводске (с 1788 г.), на Змеиногорском руднике (с 1810 г.). Первые пассажирские вагоны были изготовлены для Царскосельской железной дороги, открытой в 1837 г. В зависимости от конструкции и удобств для пассажиров они именовались каретами, шарабанами, дилижансами. Первоначально эти экипажи не входили в состав поезда, а устанавливались на специальных платформах, из которых составлялись поезда. В те же поезда входили платформы и открытые вагоны для грузов. В 1846 г. на Александровском заводе начали выпускать вагоны для железной дороги между Санкт-Петербургом и Москвой. Основные узлы этих вагонов (кузов, рама, колёсные пары, ходовые тележки, буксы, рессоры, тормоза), а также их внутренняя планировка сохранились до наших дней, совершенствуясь со временем в соответствии с развитием производства и появлением новых материалов и технологий.

Первые грузовые (товарные) вагоны – крытые и открытые (полувагоны, платформы) – в России были построены в 1855 г., с 1862 г. стали выпускать вагоны-ледники, с 1868 г. – вагоны с опрокидывающимся кузовом (вагон-самосвал, или думпкар), а с 1872 г. – вагоны-цистерны (для перевозки гл. обр. нефти, а также молока, живой рыбы, сыпучих продуктов и т. п.). Вагоны нового поколения, созданные в сер. 20 в., могли перевозить 50–60 т груза, вместимость кузова универсальных крытых вагонов достигала 120 мі. Выпускаются цельнометаллические полувагоны – основной тип грузового вагона, в котором можно перевозить грузы широкого ассортимента; платформы с металлическими бортами для сыпучих грузов; рефрижераторные вагоны; саморазгружающиеся бункерные вагоны-хопперы и хоппер-дозаторы, специализированные вагоны для грузов, требующих особых условий перевозки (для горячего агломерата, шлаков, чугуновозы миксерного типа, цистерны для кислот, сжиженных газов и пр.).

Грузовые вагоны

Первые пассажирские вагоны

в России строились по образцу заграничных, поступавших из Германии, Бельгии и других стран. В 1850-е гг. были созданы отечественные пассажирские вагоны, отличающиеся внутренним оборудованием и отделкой; в 1866 г. в скорых поездах Санкт-Петербург – Москва введены впервые спальные вагоны (в США такие вагоны называют пульманами). Особое внимание уделялось отоплению вагонов с учётом климатических условий страны. В 1-й пол. 20 в. отечественное вагоностроение освоило выпуск купейных, жёстких, мягких, багажных, почтовых, а также вагонов для пригородного сообщения. К кон. 20 в. на железных дорогах страны использовались пассажирские вагоны практически всех типов: несамоходные с локомотивной тягой и самоходные (моторвагонные секции) для электропоездов и метрополитена; спальные, купейные, плацкартные и только с местами для сидения (креслами самолётного типа); специализированные вагоны для монорельсовых дорог, фуникулёра, трамвая и высокоскоростного железнодорожного транспорта.

Пассажирские вагоны

ВАГОНООПРОКИДЫВАТЕЛЬ, установка для поворота (опрокидывания) вагона (иногда двух) и самопроизвольной разгрузки сыпучих грузов (зерно, руда, уголь, песок и т. п.). Вагоноопрокидыватели оборудуются системами автоматизации, виброустройствами для разрыхления слежавшихся и смёрзшихся грузов или удаления их остатков из вагона. Выгрузка может осуществляться через торцовые стенки вагона или через боковые (вагоноопрокидыватели роторного типа). Вагоноопрокидыватели устанавливают на грузовых площадках крупных металлургических, химических комбинатов, на электростанциях, предприятиях машиностроения и строительной индустрии, в морских и речных портах и т. п. В России первое такое сооружение с выгрузкой из торцовых дверей вагона построено в кон. 19 в. в Мариупольском порту (с 1991 г. на Украине).

Вагоноопрокидыватель

ВАГР'AНКА, печь, применяемая в литейном производстве для плавки чугуна. Прототипом вагранки послужили доменные печи, в которых переплавляли литейный чугун и лом до сер. 18 в. Появление вагранки способствовало выделению чугунолитейных цехов в особое производство. Вагранка имеет вертикальную шахту, в нижней части которой расположен горн, служащий для накопления жидкого чугуна. Средняя часть шахты полностью загружается шихтовыми материалами – смесью металла, топлива (кокса) и флюсов (специальных добавок), обеспечивающих жидкотекучесть и другие свойства расплава. Из горна чугун перетекает в копильник, откуда выпускается в разливочный ковш через нижнюю лётку (специальное отверстие, заделываемое после окончания плавки и выпуска металла). Металлическая шихта состоит из получаемого в домне литейного чугуна (в чушках), чугунного лома, возврата металла литейного цеха (брак отливок, лом литников, прибылей и т. п.), стальных отходов металлургического производства (т. н. скрапа), ферросплавов для улучшения свойств (легирования) получаемого чугуна. Для ускорения розжига печи и интенсификации плавки металла в печь подают обогащённый кислородом воздух. Производительность вагранки зависит от её размеров, состава шихты, вида и расхода топлива.

Схема вагранки:

 

1 – жёлоб для выпуска чугуна из копильника; 2 – лётка; 3 – копильник; 4 – фурмы для дутья; 5 – воздушный коллектор; 6 – шахта; 7 – загрузочное окно; 8 – искроуловитель; 9 – труба; 10 – загрузочная бадья; 11 – разливочный ковш

ВАКУУММ'EТР (вакуумный манометр), прибор для измерения давления разреженного газа. Давление (разрежение) в вакуумметре определяется с помощью какой-либо физической величины, связанной с давлением (напр., деформации чувствительного элемента, вязкости, теплопроводности газа). Основные части вакуумметра: измерительный преобразователь давления в физическую величину (напр., в перемещение или электрический сигнал) и измерительный блок, непосредственно измеряющий этот сигнал. Результат измерения определяют по отсчётному устройству в виде шкалы, проградуированной в единицах давления (разрежения). В зависимости от устройства и принципа действия вакуумметры разделяются на жидкостные, механические, тепловые и др. В жидкостных вакуумметрах преобразователем давления служит столб жидкости (ртути или масла). Газ давит на жидкость, находящуюся в U-образной трубке. В одном из колен находится газ при измеряемом давлении Рх, а в другом – при известном (опорном) давлении Роп. Жидкостные вакуумметры бывают с закрытым и открытым коленом и др. Их недостатком является небольшой диапазон измерения давлений с нижним пределом до 10–3 мм рт. ст. В механических вакуумметрах давление газа воспринимает упругий чувствительный элемент – сильфон или мембрана, деформация которых передаётся стрелочному указателю. В мембранном вакуумметре мембрана герметически отделяет вакуумную систему от объёма, в котором поддерживается постоянное опорное давление. Деформация мембраны передаётся стрелке, передвигающейся по шкале. При измерении малых давлений для повышения чувствительности мембрану соединяют с электрическим датчиком. Принцип действия тепловых вакуумметров основан на зависимости теплопроводности разреженных газов от давления. Датчиком прибора служит герметичный баллон с проволокой, нагреваемой электрическим током. При изменении давления в системе изменяются отвод тепла от нити датчика и, следовательно, её температура (при постоянной мощности). Различают термопарные вакуумметры, температура нити которых измеряется присоединённой к ней термопарой, и теплоэлектрические вакуумметры сопротивления, температуру нити которых определяют по её электрическому сопротивлению.