КРОНБЛОК
Выпускается с 3-5 шкивами, расположенными на одном валу на подшипниках качения. Шкивы устанавливают на раме и ограждают.
Типы выпускаемых кронблоков приведены в таблице 31.
Расчет кронблока ведут в такой последовательности:
а) определяют нагрузку на крюке; б) находят силу натяжения струн талевой ос-настки; в) рассчитывают ось; г) рассчитывают подшипники; д) рассчитывают раму.
Максимальная нагрузка на крюке:
, (121)
где q – масса 1м колонны, кг/м;
- масса подвижной части талевой системы, кг;
L – длина колонны труб, м.
Силу натяжения в струнах определяется так.
В неподвижном состоянии нагрузка распределяется на струны равномерно.
, (122)
где n – число струн.
При подъеме груза натяжение в струнах каната будет различно в следствии потерь на трение. При этом максимальная нагрузка будет в струне, наматываемой на барабан - , минимальная – в мертвом - .
Таблица 31 – Техническая характеристика унифицированных кронблоков
№ п/п | Показатели | Кронблок | ||||||||
КБЭ-12,5 | КБЭ-20 | КБЭ-32 | КБЭУ-50 | КБЭР-50 | КБЭ-80 | КБЭР-80 | КБЭ-125 | КБЭР-125 | ||
Грузоподъ-емность, кН | 12,5 | |||||||||
Исполнение | ll | ll | ll | |||||||
Число канат-ных шкивов | ||||||||||
Диаметр ка-натных шки-вов по дну желоба, мм | ||||||||||
Диаметр та-левого ка-ната, мм | 18,5 | 22,5 | ||||||||
Габаритные размеры,мм: длина ширина высота | 64,2 | |||||||||
Масса , кг |
Тогда усилия в каждой струне талевого каната составят:
(123)
(124)
(125)
………………………..
(126)
где n – число струн;
η – КПД шкива.
Усилие в ходовом конце каната для случая крепления мертвого конца за рамный брус вышки
, (127)
где - КПД талевой системы, зависящее от числа шкивов (таблица 32)
При креплении мертвого конца к талевому блоку:
(128)
Таблица 32 – КПД талевой системы
число шкивов | ||||||||||
КПД тал.сист. | 0,97 | 0,94 | 0,92 | 0,9 | 0,88 | 0,87 | 0,85 | 0,84 | 0,82 | 0,81 |
При применении оттяжного ролика
, (129)
где – КПД оттяжного ролика.
Общий КПД талевой системы при этом
(130)
При спуске труб в скважину усилия в струнах перераспределяются.
Для выбора оснастки, исходя из прочности каната - , число струн определяется:
(131)
Величина разрывного усилия определяется по формуле (наибольшее усилие передает ходовая часть каната):
(132)
где – разрывное усилие каната, Н;
- запас прочности (по правилам котлонадзора = 4-5).
Расчет подшипника ведется, исходя из эквивалентной нагрузки, приведенной к числу оборотов канатных шкивов, при переменных нагрузках и переменном числе оборотов.
, (133)
где - коэффициенты, составляющие долю времени работы подшипника
на данном режиме от общего времени;
… - коэффициенты, равные отношению:
где -частота вращение на данном режиме;
- частота вращения при преобладающем режиме;
- нагрузка на крюке, соответствующая данному режиму.
Число оборотов канатных шкивов определяется по формуле:
(134)
(135)
где Д – диаметр шкива, мм;
– линейная скорость крюка при преобладающем режиме, м/с;
n – число струн каната.
(136)
где v – скорость ходового конца ( в технической характеристике подъёмника ука-
зывается), м/с;
n – число струн.
Нагрузка на шкив определяется для каждого шкива:
(137)
где – усилие на ходовом конце каната, кг;
- нагрузка на первой струне ( ), кг.
Коэффициент работоспособности подшипника определяют по формуле:
(138)
где С – коэффициент работоспособности;
– эквивалентная нагрузка, кг;
- коэффициент, учитывающий характер нагрузки на подшипник;
- коэффициент, учитывающий какое кольцо подшипника вращается;
- расчетная частота вращения шкива в мин.;
h – долговечность в часах.
12.3. КРЮКИ
Крюки являются одной из ответственных частей талевой системы и служат для подвешивания элеватора при спуско-подъеных операциях. Крюк первым воспринимает нагрузку, что указывает на его особое место в талевой системе (рисунок 105).
1-серьга; 2-корпус; 3-ствол; 4-подшипник; 5-пружина; 6-палец; 7-рог
Рисунок 105-Схема крюка
Применяются крюки типов КН – 15, КН-25, КН-50, КН-75. Состоят из серьги 1, подствола 3, опирающегося на подшипник 4 и пружину 5, пальца 6, служащего для подвески рога 7. При конструировании крюков исходный диаметр является диа-метр зева, который должен быть достаточным для размещения штропов элева-тора. Техническая характеристика крюков в таблице 33.
Таблица 33- Техническая характеристика крюков
№ п/п | Показатели | КН-15 | КН-25 |
Грузоподъемность, кН | |||
Диаметр зева рога, мм | |||
Усилие пружины при рабочей деформации, Н | |||
Длина рабочего хода пружины, мм | |||
Просвет серьги, мм | |||
Масса, кг | 34,7 |
Рог выполняется цельнокованым. Наличие шарикоподшипников обеспечивает свободное вращение рога при работах по свинчиванию и развинчиванию. Пружинный амортизатор обеспечивает плавный подъем трубы до полного выхода ниппеля их муфты при отвинчивании.
Расчет крюка сводится к определению прочности рога крюка, пальца серьги, пружины, упорного подшипника.
Рисунок 106-Расчетная схема рога крюка
Суммарное напряжение от действия изгибающего момента и нормальной силы на крюк равно:
(139)
где Р – нормальна сила, Н;
F – площадь поперечного сечения, см2;
- радиус нейтрального слоя, см;
- расстояние нейтрального слоя до рассматриваемых волокон, см;
, (140)
где - радиус центра тяжести, см.
По теории кривых стержней наибольшее напряжение испытывает сечение, перпендикулярное линии действия внешней нагрузки. В нем действует изгиба-ющий момент:
(141)
(142)
Радиус кривизны нейтральной линии определяется по формуле:
(143)
Радиус кривизны центра тяжести сечения равен:
(144)
Расстояние нейтральной линии от центра тяжести сечения:
(145)
Расстояние от нейтральной линии до наиболее удаленных растянутых во-локон:
(146)
Расстояние от нейтральной линии до наиболее удаленных сжатых волокон:
(147)
Изгибающий момент:
(148)
Напряжение в растянутых волокнах от действия изгибающего момента:
(149)
Напряжение в растянутых волокнах от действия растягивающей силы:
(150)
Суммарное напряжение от действия растягивающей силы
(160)
Напряжение в сжатых волокнах
(161)
Суммарное напряжение в сжатых волокнах
(162)
Материал рога крюка – 12хН2.
Рисунок 107-Расчетная схема пальца рога крюка
Палец рога крюка рассчитывают как балку на двух опорах со сплошной нагрузкой на пролете «в».
(163)
(164)
, (для круга)(165)
где - максимальной изгибающий момент, Н см;
W – момент сопротивления, см3;
Р – сила действующая в пролете «в», Н;
- длина пролета, см;
q – рассмотренная нагрузка, Н;
d – диаметр пальца, см.
Напряжение смятия:
(166)
где f – площадь сечения пальца, см2.
Ствол крюка рассчитывают по сечениям проушины:
(167)
Корпус рассчитывают на растяжение силой Р:
(168)
где F – кольцевая площадь сечения корпуса, см2.
Расчет серьги ведут как балки с защемленными концами и приложенной к середине сосредоточенной нагрузкой
(169)
где – изгибающий момент, Н см;
- момент сопротивления сечения «в», см3.
Рисунок 108- Сечение корпуса крюка
(170)
где Р – сила, действующая в сечении «в», Н;
- расстояние между проушинами, см.
, (171)
где b – ширина серьги в сечении, см;
h – высота сечения, см.
Напряжение в сечении проволоки при нагрузке :
(172)
где - средний диаметр пружины, см;
n – число витков пружины;
d – диаметр проволоки, см.
Прогиб одного витка при нагрузке Q равен:
, (173)
где G – модуль сдвига ( )
Рисунок 109- Серьга
Рисунок 110-Пружина
Прогиб всей пружины:
(174)
Дата добавления: 2015-04-15; просмотров: 1920;