Гидромотормен жетектелетін екі жылдамдықты көтеру агрегаттың тарту сипаттамасы мен кинематикалық сұлбасын салу

Төмендеткіштің беріліс санын таңдау үшін гидромотордың айналу жиілігі 1200 айн/мин кездегі төменгі жылдамдықта көтерілуін м/сдеп қабылдаймыз, сонда төменгі жылдамдықтағы барабанның айналу жиілігі мынадай: тең:

айн/мин,

редукторға қажетті беріліс саны:

.

жылдамдық кезіндегі көтерілетін күшсалмақ:

Көтеру күшсалмақ өте көп сондықтан да, оны көтеру жылдамдығын арттыру арқылы кемітуге болады. Рауалв күшсалмақты 2100кН деп қабылдайық. Ол мына жылдамдықпен көтерілу мүмкін:

м/с

Бұл кездегі барабанның айналу жиілігі:

айн/мин

және де төмендеткіштің беріліс саны келесідей:

Гидромотордың айналу жиілігі 2650айн/мин болған кезіндегі ілмектің көтерілу жылдамдығы:
м/с

Бұл кездегі көтерілетін жүктің салмағы:

Гидромотордың айналымы 3500айн/мин кезінде ілмектің көтерілу жылдамдығы (шартты түрдегі) бұл кезде тең.

Жоғары жылдамдықта БАҚ-ның беріліс санын табу үшін, гидромотордың 2650айн/мин айналу жиілігіне, ілмектің көтерілу жылдамдығынасәйкес келетін 3-ші нүктені қабылдаймыз (7.16-сурет). Бұл кездегі көтерілетін жүксалмағы:

тең болады.

Жүктелмеген элеваторды көтеру барысында гидромотордың 2-ші нүктедегі жұмыс режимінпайдаланамыз. Бұл кезде жүктелмеген элеватор жылдамдығы абе және сде үшбұрыштары ұқсастығынан анықтайды:

ал, жүктелмеген элеватордың ең жоғарғы жылдамдығы:

.

−ші нүктедегі n_ГМ = 1200 айн/мин кезіндегі ілмектің жылдамдығы мынаған тең:

м/с,

ілмектегі көтерілетін жүктеме

.

Жоғары жылдамдықтағы төмендеткіштің беріліс қатынасы мынаған тең

.

Екі жылдамдықты көтеру агрегатының тарту сипаттамасы 7.16-суретте көрсетілген.

Екі тарту шекті тәл жүйесіне арналған, гидромотордан жетектелетін екі жылдамдықты көтеру агрегатының кинематикалық сұлбасы 7.17-суретте көрсетілген.

Шығырдың жұмысы. Т₁ және Т₂ тежегіштері – қалыпты тұйықталған жабық дискілі. Осындай қалыпты күйде барабан тежелген.

Жоғары жылдамдыққа (V^ІІ) көтеру кезінде Т₂ тежегіші ажыратылған, Т₁ тежегіші тұйықталған. U_ΣP=8 гидромотордан берілетін момент цилиндрлі тісті редуктормен сомаланып, орталық дөңгелекке және сателлитке арқылы жетекке әрі қарай барабанға беріледі. Төменгі жылдамдықта Т₁ тежегіші ажыратылған, Т₂ тежегіші тұйықталған. Гидромотордан таралатын момент цилиндрлі тісті беріліс арқылы білікке беріліп, әрі қарай орталық дөңгелекке және сателлит арқылы жетек пен барабанға беріледі. Мұнымен қоса сателлиттері еркін айналады.

Жүктелмеген элеваторды төмен түсірген кезде Т₁ және Т₂ тежегіштері де ажыратулы болуы керек. Тарту шектеріне (сымдарына) түсірілетін күштердің арқасында барабан айналады, және тәждері еркін айналады, ал , және сателлиттері тоқтатылған орталық доңғалақтардың (айналмайтын) тістеріне қатысты айналады.

Жүктелмеген элеватордың, бұрғылау және шегендеу құбырларының төмен түсірілуі негізгі және қосалқы тежегіш ретінде, тежеу режимінде жұмыс істейтін гидромоторлардың І және ІІ жылдамықтарында жүзеге асырылады. Бұл жағдайда олардың шығару сызығында дроссельдер немесе электрогенераторларды айналдыратын гидромоторлар болуы тиіс.

7.17-сурет. Екі тарту шекті тәл жүйесіне арналған, гидромоторлармен жетектелетін екі жылдамдықты көтеру агрегатының кинематикалық сұлбасы (планетарлы ендірменің тәуелсіз жұмысы): , - көтерудің төменгі жылдамдығына арналған, планетарлық ендірмеге іштей ілініскен орталық доңғалақ, сателлит және тісті тәж; , - көтерудің жоғарғы жылдамдығына арналған, планетарлық ендірмеге іштей іліккен орталық доңғалақ, сателлит және тісті тәж; Т1, Т2 – апатты тежегіштер; ГМ – гидромоторлар; ZГМ – гидромотордың тісті доңғалақтары; ZСК – сомалаушы тісті доңғалақ.

7.17-суретте көрсетілген схеманың артықшылықтары:

-сұлбаның жинақылығы;

-басқару органдарының аз болуы – Т1 және Т2 тежегіштері;

Схеманың кемшіліктері:

- тек Т1 және Т2 қуатты тежегіштерінің көмегімен сұлбаның жұмысы жүзеге асырылады.

7.18-суретте екі тежегіштің орнына шинно-пневматикалық муфталар (М1 және М2) және жеңіл режимде жұмыс істейтін бір тежегіш Т енгізілген, ауыр режимде жұмыс істейтін кинематикалық схема көрсетілген. Жоғарғы және төменгі жылдамтардың қосылуы М1 және М2 муфталарының көмегімен жүзеге асырылады.

Көтеру агрегатының трансмиссиясының беріліс саны:

Төменгі берілісте:

Жоғарғы берілісте:

мұндағы, - суммалаушы жұптың беріліс саны;

- жоғарғы және төменгі жылдамдықтарға сәйкес планетарлық ендірмелердің беріліс саны.

7.18-сурет. Екі шекті тәл жүйесіне арналған, гидромотормен жетектелетін екі жылдамдықты көтеру агрегатының кинематикалық схемасы (планетарлық ендірмелердің тәуелсіз жұмысы): М1, М2 – сәйкес көтерудің төменгі және жоғарғы жылдамдығына шұғыл жалғастырғыштар; , - көтерудің жоғарғы жылдамдығына арналған планетарлық ендірмеге іштей ілініскен орталық доңғалақ , сателлит және тісті тәж; , - көтерудің төменгі жылдамдығына арналған планетарлық ендірмеге іштей ілініскен орталық доңғалақ, сателлит және тісті тәж; Т – апатты тежегіш; ГМ – гидромоторлар; ZГМ – гидромотордың тісті доңғалағы; ZСК – суммалаушы тісті доңғалақ

7.19-суретте қажетті беріліс сандары U^І ≈ 51,2 және U^ІІ ≈ 18,8 көтеру агрегатының кинематикалық сұлбаларына (7.17 және 7.18-суреттер) арналған гидромоторлардың сомалаушы тісті жұптарының және планетарлық ендірмелердің беріліс сандарының тәуелділіктері көрсетілген. Үзік сызықтармен мүмкін болатын берілістер сандары , , көрсетілген.

7.19-сурет. Қажет етілген және жылдамдық беріліс санында -нің -ге араларындағы тәуелділік

7.18-сурет бойынша көтеру агрегатының жұмысы.Қалыпты жағдайда Т тежегіші тұйықтылған М1 және М2 муфталары ажыратулы, барабан айналмайды. Жоғары жылдамдықта көтерілуі кезінде Т тежегіші ажырайды , М2 жалғастырғышы қосылып, гидромотордан шығатын момент сомалаушы төмендеткіш арқылы орталық доңғалағына беріліп, әрі қарай жетектеуші арқылы барабанға беріледі. Төменгі жылдамдықта көтерілгенде Т тежегіші ажыратулы, М1 жалғастырғышы қосылып, гидромотордан шығатын момент сомалаушы төмендеткіш арқылы орталық доңғалаққа беріліп, әрі қарай жетектеуші арқылы барабанға беріледі. Жүктелмеген элеватордың төмен түсуі кезінде М1, М2 жалғастырғыштары ажыратулы, Т тежегіші ашық, Р_т екі сымына түсірілетін күштердің әсерімен барабан айналымы жүзеге асырылады. Бұрғылау және шегендеу құбырларының төмен түсірілуі Т тежегішінің ажыратулы, М1 және М2 жалғастырғыштарының қосылуы кезінде жүзеге асады. Бұл кезде гидромоторлар қосалқы тежегіш ретінде гидросорап режимінде жұмыс істеуі қажет. Бұл кезде олардың шығару сызығында дроссель немесе электрогенераторды айналдыратын гидромотор болуы қажет.

7.20-суретте басқаларына қарағанда қарапайым екі жылдамдықты көтеру агрегатының сұлбасы көрсетілген. Бұл да 7.18-суреттегі сұлбаға ұқсас М1, М2 жалғастырғыштарынан және Т апатты тежегішінен тұрады.

Берілген сұлба бойынша төмендеткіштің беріліс сандары келесі тәуелділіктермен анықталады:

(а)

(б)

және кезіндегі және беріліс сандарының мүмкін варианттары (а) және (б) теңдеулерінен табылады

,

Мысалға, кезінде .

7.20-сурет бойынша көтеру агрегатының жұмысы.Жоғары жылдамдықта көтеру кезінде М2 жалғастырғышы қосылуы (М1 жалғастырғышы ажыратулы), Т тежегіші ашық. Сомалаушы төмендеткіштен шығатын момент орталық білік пен М2 жалғастырғышы арқылы барабанға беріледі. Ал төменгі жылдамдықтағы жұмысы кезінде М1 жалғастырғышы қосылып (М2 жалғастырғышы ажыратулы), Т тежегіші ашық. Жүктелмеген элеватордың төмен түсірілуі М1 , М2 жалғастырғыштары ажыратулы және Т тежегішінің ашық кезінде жүзеге асырылады. Ал бұрғылау және шегендеу құбырларының төмен түсірілуі Т тежегіші ашық және М1 немесе М2 жалғастырғыштарының бірі іске қосылғанда жүзеге асырылады. Бұл кезде гидромоторлар гидросорап ретінде қосалқы тежегіш режимінде жұмыс істеуі қажет.

7.21-суретте бір ішекті тәл жүйесіне арналған, гидромотормен жетектелетін екі жылдамдықты көтеру агрегатының кинематикалық сұлбасы көрсетілген.

Берілген сұлбада жоғарғы жылдамдық сомалаушы тіктісті беріліс пен М2 жалғастырғышымен қосылған орталық білік арқылы іске асырылады. Ал төменгі жылдамдық сомалаушы төмендеткіш пен және М1 жалғастырғышы арқылы планетарлық ендірменің тізбектей қосылуымен орындалады.

Тұрақтық-апатты тежегіш Т ретінде, Z_а белгілейтін орталық доғалақты тоқтататын, дискілі-қалыпты тежегішті қолдану ұсынылады. Сонымен қатар тежеу М1 және М2 жалғастырғыштарын бір сәтте қосылуымен орындалуы да мүмкін.

Планетарлық беріліс элементтеріне әсер ететін моменттерінің анализдері.

Планетарлық беріліс сұлбасы 7.22-суретте көрсетілген.

Планетарлық беріліс түйініне әсер ететінмоменттер қатынасы келесідей:

, (7.7)

мұндағы, – орталық доңғалақтағы момент (а); – жетектеуіштегі момент; - орталық доңғалақтың радиусы (а); - ішкі іліністегі доңғалақтың радиусы.

, (7.8)

, (7.9)

7.17-сұлбада барабандағы момент М_б жетектеуіштегі моментке М_н тең, яғни М_н= М_б

М_н ≈ (0,6÷0,8)М_б ,

яғни, Т1 және Т2 тежегіштеріндегі момент бұрғылау шығырларында қолданылатын екі тежегіш таспаның жиынтық моментінен аз емес.

7.18 және 7.20-суреттеріндегі сұлбаға сәйкес тежегіштегі Т момент тең болады:

М_н ≈ (0,15÷0,2)М_б ,

яғни, тежегіштегі Т момент бұрғылау шығырларының тежегіш таспаларының біреуінде қолданылатын тежегіш моментінен аз болады.

Бұдан да жеңіл жұмыс режимі 7.21-суреттегі тежегіш сұлбасында көрсетілген.

7.8. Барабанға оралған, бір немесе екі тарту шекті, тәл жүйелеріне арналған планетарлық БАҚ-ы жылдамдықты бұрғылау шығырлары

Бұрғылау қондырғыларының жинақтау-кинематикалық сұлбасын талдай отырып, мынадай тұжырым жасауға болады, отандық заводтар тісті берілісті жетекті бұрғылау шығырларын шығаруға көшкен, оның ішінде ВЗБТ көтеру агрегаттарын планетарлық беріліс ауыстыру қораптарымен (БАҚ) жабдықтайлады. Уралмаш заводының тісті трансмиссияслы ЭТ сериялы шығырының кинематикалық сұлбасы 7.23-суретте көрсетілген. Шығырларды көтерудің екі жылдамдықты беріліс сандары =10,95 және =3 болады.

Кинематикалық сұлбадан көріп отырғандай, кәдімгі тәл жүйелерінде жоғары =3 және төменгі =10,95 жылдамдықта қажетті беріліс сандары, 7.20-суретте келтірілген, көтеру агрегаты сұлбасы бойынша қамтамасыз етіледі, онда барабанға тек бір шегі оралады, гидромотор мен сомалық төмендеткіштің орнына тұрақты токы электрқозғалтқышы (мысалға 4ПС-450-1000 УХЛ – аналогі ЛБУ-1100-ЭТ-3) қондырылған, ал екі планетарлық ендірменің әрқайсысының беріліс сандары 3,3 (бірдей) (7.24-суретті қараңыз).

Егер Уралмашзаводының, кинеметикалық сұлбасында барабандық таспалық тежегіші жоқ, оперативті шинно-пневматикалық жалғастырғыштар, екі көтеру жылдамдығын алуға мүмкіндік беретін, «оперативті емес» тісті жалғастырғыштармен ауыстырылған, ЭТ сериялы бұрғылау көтеру агрегаттарын игеру мен пайдалану тәжірибелерін ескерсек, онда планетарлық берілістерді қолдану агрегаттарының жинақы сұлбасын алуға мүмкіндік береді. Сонымен 7.25-суретте, жылдамдықты ауыстыратын тісті жалғастырғыштар қолданылған, екі тарту шекті гидромотормен жетектелетін тәл жүйесіне арналған көтеру агрегатының сұлбасы келтірілген. Сұлбаның артықшылығы, шапшаң жүрісті планетарлық ендірменің орталық дөңгелегінде орналасқан, момент бойынша жеңілдетілген тежегіштің Т жұмыс режимі, және де планетарлық ендірмелердің жасау технологиясын жеңілдететін, олардың ұқсастығы.

7.23-сурет. ЛБУ-1100-ЭТ-3 шығырының кинематикалық сұлбасы

Бір тарту ішекті тәл жүйесінің тұрақты ток электрқозғалтқышты жетекті ұқсас көтеру агрегатының кинематикалық сұлбасы 7.26-суретте көрсетілген.

Екі тарту ішегі ұштары бір уақытта оралатын бұрғылау шығырларының планетарлық ендірмесінің беріліс саны екі есеге үлкеюі керек.

Екі тарту шекті тәл жүйесіне арналған жетектегі тұрақты ток электрқозғалтқышты көтеру агрегаты үш сұлбада орындалуы мүмкін.

Бірінші екі сұлбада шығыр барабанымен бір блокта орындалған. Бірінші сұлба (7.27-суретті қара) – БАҚ-ның үш планетарлық ендірмесі бар, олардың екеуінің беріліс сандары бірдей – 2,61. Бірігіп жұмыс істеу кезінде екеуі жалпы беріліс санымен ( =6,8) көтерудің жоғарғы жылдамдығын қамтамасыз етеді. Беріліс саны =22 үш ендірмені тізбектей қосумен төменгі беріліс қамтамасыз етіледі. Тежегіш дискісіндегі тежеу моменті мынаған тең:

.

Екінші сұлба (7.28-суретті қара). БАҚ-ның – беріліс сандары =2,61 және =3,23 екі планетарлық ендірмесі болады. Үшінші планетарлық ендірме =2,61 беріліс санымен білік соңындағы тіректен кейін орналасқан.

Беріліс саны қамтамасыз етіледі

= * =6,8, = * * =22.

Барлық секциялар (планетарлық ендірмелер) әр түрлі болады.

Дискідегі тежеу моменті тең болады

.

Үшінші сұлба. Көтеру агрегатының тірегінде барабан және өзара тұрақты іліністігі жалғастырғышпен жалғанған планетарлық БАҚ (мысалға, тісті) болады. Планетарлық БАҚ-да екі планетарлық ендірме болады, олардың біреуі 6,8, екіншісі – 3,23 беріліс санымен. Жоғарғы жылдамдық =6,8, ал төменгі жылдамдық =22 беріліс сандарымен тізбектей жалғанған екі ендірменің жұмысында қамтамасыз етіледі. Өте үлкен беріліс саны =6,8 болғандықтан жүк көтергіштігі 3200 кН және одан да көп бұрғылау қондырғысына іштей ілініскен үлкен диаметрдегі (1400 мм және одан да көп) түптік доңғалақ қажет.

Дискідегі тежеу моменті мынаған тең:

.