Талевая система

Мачты подъемных установок двухсекционные, телескопические, с открытой передней гранью изготовлены из трубного проката. В рабочее положение сложенная мачта устанавливается гидравлическими домкратами, выдвижение верхней секции производится вспомогательной лебедкой агрегата через систему тросов. Мачта устанавливается с наклоном 4...6°. Устойчивость мачты обеспечивается двумя силовыми оттяжками, нижние концы которых закреплены на бампере, и четырьмя ветровыми оттяжками, закрепленными на якорях, расположенных по углам квадрата со стороной 28 м. Для уменьшения натяжения каната, наматываемого на барабан лебедки подъемника, которым осуществляются спуско-подъемные операции при ремонте скважин, применяется талевая система, представляющая собой обыкновенный полиспаст. Уменьшение натяжения каната достигается, таким образом, за счет уменьшения скорости спуска или подъема груза.

Талевая система состоит из неподвижной части - кронбло-ка, устанавливаемого на вышке или мачте, и подвижной части -талевого блока. Шкивы кронблока и тальблока попеременно огибает талевый канат, один конец которого направляется к барабану лебедки, на котором он закрепляется, а другой конец, называемый «мертвым», прикрепляется к верхней серьге талевого блока либо к рамному брусу вышки или боковой стенке станины лебедки.

Кронблок эксплуатационный является неподвижной частью талевой системы. Кронблоки типа КБН предназначены для работы в районах с умеренным климатом, типа КБ - с умеренным и холодным климатами. Последние изготавливаются двух видов:

- исполнение I - для передвижных подъемных установок и стационарных эксплуатационных мачт;

- исполнение II - с подкронблочной рамой для стационарных эксплуатационных вышек.

В зависимости от грузоподъемности кронблоки выпускаются с различным числом канатных шкивов, устанавливаемых на подшипниках качения. Конструктивно кронблоки всех грузоподъ-емностей не отличаются друг от друга. Шкивы у всех кронблоков расположены на одной неподвижной оси, покоящейся на опорах и закрепленной стопорными болтами. Канатные шкивы, посаженные на ось на двух роликоподшипниках, отделяются друг от друга стопорными кольцами. Во избежание перемещения шкивов ось кронблока имеет с одной стороны бурт, а с другой - навинченную на резьбу круглую гайку со стопорной шайбой.

Рис. 5.2. Кронблок: 1 - траверса; 2 - шкив; 3 - бурт; 4 - ось; 5 - кожух; 6 – рама

Смазка к роликоподшипникам поступает через продольное сверление внутри оси, которое связано радиальными сверлениями с полостью подшипников. Выходы продольного канала на концах оси закрываются шестигранными резьбовыми пробками. Шкивы снабжены крьшками, предотвращающими вытекание смазки и попадание грязи в подшипники.

Рис. 5.3. Талевый блок:

1 - щека; 2 - боковой кожух; 3 - ось шкивов; 4 — подшипник; 5 - шкив; б — серьга

Шкивы кронблоков закрыты быстросъемными ограждением и кожухом. Ограждение кронблока предотвращает соскальзывание талевого каната со шкивов.

Талевый блок является подвижной частью талевой системы. Талевые блоки всех типоразмеров представляют собой канатные шкивы, насаженные на роликоподшипниках на ось, неподвижно установленную в двух щеках, закрепленных гайкой. Канатные шкивы на оси отделены друг от друга распорными кольцами. Конструктивно талевые блоки отличаются друг от друга только числом канатных шкивов.

Подшипники смазываются индивидуально через продольное и радиальное отверстия в оси. На торцах оси выходы продольного канала закрыты пробками. По аналогии с кронблоками канатные шкивы талевого блока имеют боковые крышки, предохраняющие от попадания грязи и вытекания смазки. К нижней части щек подвешена серьга для соединения с крюком, в верхней части щеки соединены траверсой, служащей для транспортировки талевого блока. Канатные шкивы закрыты откидными съемными кожухами с прорезями и имеют ограничители, предохраняющие от соскакивания талевого каната.

Конструкция талевых блоков позволяет использовать их и в крюкоблоках, применяемых на подъемных установках. В этом случае серьга снимается и щеки талевого блока соединяются непосредственно с подвеской крюка.

Крюк подъемный эксплуатационный относится к подвижной части талевой системы, предназначен для подвешивания на нем штропов, трубных или штанговых элеваторов, вертлюгов и других приспособлений при монтаже и демонтаже наземного оборудования.

Крюки типа КН предназначены для работы в районах с умеренным климатом, а типа КР - с умеренным и холодным климатами. Крюки изготавливаются двух типов: однорогие (исполнение а) грузоподъемностью до 20 т и трехрогие (исполнение б) грузоподъемностью 32 т и более (рис. 5.4.).

Крюк состоит из рога, подвески и серьги.

Рог кованый включает сменное седло с защелкой для фиксирования при спуско-подъемных операциях. Вогнутая цилиндрическая поверхность седла соответствует размерам сопрягаемых с ним штропа элеватора или серьги вертлюга.

Подвеска, соединяющая рог крюка с серьгой, состоит из литого стального корпуса, амортизирующей пружины, ствола, установленного на упорном подшипнике. Конструкция подвески допускает свободное вращение рога крюка со стволом как под нагрузкой, так и без нагрузки. Амортизационная пружина и упорный подшипник помещены внутри корпуса и закрыты крышкой для предохранения от атмосферных осадков и загрязнения.

На боковые рога крюка подвешиваются удлиненные штро-пы для захвата элеватора балочного типа через проушины. С помощью серьги крюк подвешивается к талевой системе. В крюко-блоке удлиненные щеки талевого блока крепятся непосредственно в карманы корпуса крюка с помощью пальцев.

Оснастка талевой системы - это последовательная навивка каната на шкивы кронблока и талевого блока, исключающая трение ветвей друг о друга. Оснастка определяется числом шкивов, находящихся в работе (рис. 5.5.).

Если «мертвый» конец каната закрепляется на низ вышки, то поднимаемый груз распределяется на 2z струн каната, если же «мертвый» конец закрепляется на подвижный блок, то груз распределяется на 2z + 1 струн, где z - число подвижных шкивов талевого блока.

Рис. 5.4. Подъемный крюк: 1 — серьга; 2 — корпус с карманами; 3 - пружина; 4 - ствол с проушинами; 5 - крюк; 6 - защелка; 7 - боковые рога со скобами

Рис. 5.5. Оснастка талевой системы:

а - однострунная; б - двухструнная; в - трехструнная; г— четырехструнная; д - шестиструнная

Расчет талевой системы рассмотрим исходя из ее положе­ния с подвешенным грузом в состоянии покоя. Примем следую­щие обозначения: О - нагрузка на крюк с учетом веса подвижной части талевой системы; - натяжение ходового конца каната, набегающего на барабан лебедки; - натяжения в отдельных струнах талевого каната; - натяжение «мертвого» конца каната; - КПД канатного шкива; - коэффициент сопротивления шкива; п - число струн подвижных шкивов.

При подъеме или спуске груза (инструмента) нагрузка рас­пределяется между отдельными струнами неравномерно вследст­вие трения в системе и жесткости каната. При подъеме макси­мальное натяжение будет в ходовом конце каната, а минимальное - в «мертвом».

Натяжение ходового конца каната определяется по форму­ле:

(5.1)

Натяжение «мертвого» конца каната определяется по фор­муле:

(5.2)

Натяжения в других струнах определяются следующим об­разом:

(5.3)

гдеk= 1, 2, 3, ...,п.

Общий коэффициент полезного действия талевой системы определяется по формуле:

(5.4)

При спуске груза натяжение в струнах каната талевой сис­темы перераспределяется в порядке, обратном подъему. При рас­четах талевой системы обычно принимается КПД, равный 97 %.

Для оснастки талевой системы применяются стальные ка­наты диаметром 16,5...22,5 мм с пределом прочности на растяже­ние 1400...1900МПа.

Канаты, применяемые при подземном ремонте, свиваются на канатовьющих машинах из светлой или оцинкованной прово­локи высокой прочности. Проволоки свиваются в пряди, а пряди свиваются в канат вокруг органического или металлического сер­дечника.

Канаты типа ЛК-О (рис. 5.6.) выполняются с линейным ка­санием проволок в прядях и с проволоками одинакового диаметра, а канаты типа ТК (рис. 5.7.) - с точечным касанием отдельных проволок между слоями прядей; проволоки могут быть одинако­вого и разного диаметра.

По роду свивки канаты подразделяются на обыкновенные и нераскручивающиеся, по направлению свивки верхнего слоя про­волок - на канаты правой и левой свивки, а по виду свивки - на канаты крестовой, односторонней и комбинированной свивки. Если пряди в отвесном канате идут слева вверх направо, то они имеют правую свивку, а если идут справа вверх налево - левую свивку.

Рис. 5.6. Канат типа ЛК-О

Рис. 5.7. Канат типа ТК

Расчет каната ведется на сложное сопротивление, учиты­вающее совместное действие растяжения и изгиба. При этом вна­чале выбирается канат по разрывному усилию, исходя из усилия в ходовом конце каната.

где К - коэффициент запаса прочности, который принимается равным 4... 5.

Напряжение от растяжения определяется по формуле:

где - диаметр проволоки в канате, м; - количество проволок в канате. Напряжение изгиба определяется по формуле:

(5.7)

где Е - модуль упругости материала проволоки, равный Па;

D - диаметр шкива кронблока.

Суммарное напряжение от растяжения и изгиба опреде­ляется по формуле:

(5.8)

Запас прочности К определяется из соотношения:

(5.9)

где а_в - предел прочности материала проволоки при растяжении, МПа.