Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Нефтепромысловые машины и механизмы

..pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
13.11.2023
Размер:
25.01 Mб
Скачать

стрелы. При этом две ноги нижней грани шарнирно соединяют с рам­ ным брусом и вышку поворачивают вокруг этих шарниров.

Монтаж эксплуатационных вышек сверху вниз при помощи подъемника Кершенбаума применяют только для вышек ВЭТ 75 х24

на морских участках. В обычных условиях, на суше, этот способ невыгоден, так как на монтаж и демонтаж подъемника затрачи­ вается больше времени, чем на монтаж самой вышки. После установ­ ки башни вышки ее центрируют так, чтобы спускаемый груз бъиь

Мачта .МЭСН 15 х 15 снабжена двухмаршевой лестницей, а мачта МЭСН 22 х 25 — трехмаршевой. Мачта МЭСН 15 х 15 имеет спе­ циальную лестницу для подъема верхового рабочего в люльку*

Рис. 181. Мачта эксплуатационная МЭСН 15 X 15.

^ -- н и ж н я я плита;

2 — люстра; 3 — оттяжка; 4 — ролик;

5 — козлы;

6 — крон-

илок; 7 — верхняя

плита;

8 — палец для установки труб;

9 — нога; Ю

— попере-

 

чипа;

11 — лестница для верхнего рабочего.

 

а в мачте МЭСН 22 х 25 для этой цели предназначена средняя пло­

щадка Г-образной формы.

В табл. 40 приведены основные технические данные некоторых конструкций вышек и мачт. Мачту перевозят обычно к месту мон­

Как будет видно из дальнейшего (§ 110), натяжения ходового и «мертвого» концов каната неодинаковы; при подъеме груза натяже­ ние ходового конца каната больше натяжения «мертвого» конца каната, а при спуске груза наоборот.

Величина

Рх определяется по формуле (VI. 10), а величина Р м

но формуле

(VI. И), если подразумевать, что

 

Q =

Р « .

Величины Р ти Р в определяют

из соответствующих технических

характеристик элементов талевой системы и вышки.

К горизонтальным нагрузкам, действующим на вышку, относятся ветровая нагрузка и горизонтальная составляющая от веса труб, установленных за палец (при применении так называемой новой технологии спуско-подъемных операций). Ветровая нагрузка на вышку зависит от географического района. Норму ветровых нагру­ зок определяют по «Техническим условиям расчета высоких сооруже­ ний на ветровую нагрузку» СН 40-58.

Для расчета вышки в рабочем состоянии (при подъеме или спуске груза) принимают скорость ветра v & 20 м/сек, учитывая, что спуско-подъемные работы ограничиваются 8 — 9 баллами.

Этой скорости соответствует расчетный скоростной напор ветра

<?р = =25 к Г / м 2.

Согласно ГОСТ 1451-42 на подъемные краны этот напор прини­ мают постоянным по высоте вышки. Прочность вышки в нерабочем состоянии, когда спуск или подъем груза не производят, проверяют на ураганный ветер. При этом расчетный скоростной напор ветра Ор принимают равным 84 кГ/м2. Ветровую нагрузку на вышку

определяют по формуле

?в = $ k Q vS ,

(V I. 1)

где Qр — скоростной напор ветра, в соответствии с изложенным выше равен 25 или 84 кГ/м2\ S — площадь проекции вышки на плоскость, перпендикулярную к направлению ветра, в м2\ к — коэффициент лобового сопротивления (аэродинамический коэффициент) для про­ странственной фермы, определяемый в свою очередь из выражения

к = M l + Л).

где кф — коэффициент лобового сопротивления плоской фермы, зависящий от числа Рейнольдса Re; ц — коэффициент, учитываю­ щий влияние подветренной грани пространственной фермы, опреде­ ляемый по графику, приведенному в технических условиях СН 40-58 и зависящему от коэффициента сплошности или коэффициента ф

По формуле (VI. 1) можно найти Рв — общую ветровую нагрузку

р'

на трубы, а составляющая нагружающая вышку будет равна -у- .

Эту горизонтальную нагрузку прикладывают к соответствующему узлу вышки.

Расчет вышки на горизонтальную нагрузку

Определив по методу, указанному выше, горизонтальные нагруз­ ки на узлы вышки, можно определить усилия, возникающие в ее стержнях.

Вследствие того, что диагонали вышки имеют значительную длину и большую гибкость, а следовательно, не могут сопротивляться сжа­ тию, в расчет принимают только растянутые диагонали.

В результате решетка вышки становится статически определи­ мой системой и усилия в стержнях могут быть найдены методом гра­ фостатики, например при помощи диаграммы Кремоны или способом Риттера.

Рассмотрим в качестве примера расчет вышки ВЭМ-24 (рис. 183), пользуясь диаграммой Кремоны. Как известно, диаграмма Кремоны представляет собой многоугольник сил, построенный последователь­ но для всех внешних и внутренних сил фермы так, что силы, пере­ секающиеся в конструкции в одной точке, образуют на диаграмме замкнутый многоугольник. Для облегчения расчета правая опора вышки принята перемещающейся (рис. 183). Построение начинаем с определения реакции опор А и В. Для этого все действующие на узлы силы последовательно, начиная сверху, откладываем в масшта­

бе по горизонтальной

прямой,

а затем находим расстояние h равно­

действующей горизонтальных сил до плоскости опор А В :

 

h

2^ W i h i »

где hi — расстояние

любой силы Щ от плоскости опор. Проведя

вертикаль ВО, а затем наклонную АО, находим направления реакций опор. Величину этих реакций находим графически, строя да силовом многоугольнике сил линии А'Р и Р В ', соответственно

параллельные АО и ВО.

Определение усилий в стержнях начинаем с верхней панели. На рис. 183 цифрами обозначаем стержни, а буквами треугольники решетки. Рассмотрим верхний треугольник. Сила wi действует на стержень 31, сжимая его. На верхнюю грань действует также сила

\рх давления на подветренную сторону. Сумма wi + wx замыкает треугольник сил 2930; стержень 28 не несет нагрузки. Затем пере­ ходим к треугольнику fc, потом к треугольнику с и так далее. При переходе к каждой следующей панели в расчет вводим действующие

После этого проводим через точку g линию, параллельную стерж­ ням 14 и 25, которая пересекает линии on и от в точках к и £. Далее заканчиваем построение диаграммы, переходя последовательно к тре­ угольникам Z, /с, т и гс.

Таким образом, путем построения диаграммы определяем усилия во всех стержнях, по длине соответствующие отрезкам в масштабе сил.

По найденным усилиям в стержнях решетки вышки можно опре­ делить напряжения, возникающие в них под действием этих усилий.

Напряжения в растянутых стержнях определяют по формуле

Напряжения в сжатых стержнях определяют из расчета на про­ дольный изгиб.

Величину напряжения а при продольном изгибе определяют по формуле

(VI. 2)

где Р — общая нагрузка на рассчитываемый стержень в кГ\ F — площадь поперечного сеченпя стержня (в смг) за вычетом ослабляю­ щих отверстий; ср — коэффициент продольного изгиба.

\ Величина этого коэффициента приводится в справочных пособиях

в зависимости от гибкости X стержня, где X =

1/Q. Здесь

I — длина

стержня в см\ Q — наименьший радиус

инерции

сечения

стержня.

В

свою очередь

 

 

 

 

 

 

где

J — наименьший

экваториальный

момент

инерции

стержня

В СЛ44.

обычно изготовляемых из труб,

 

Для поясов вышек,

 

 

/ =

Ь4

(Р4 - сР) ~ 0,05 (2>4 -

(Р).

 

 

 

4

 

 

 

 

Таким образом, для расчета стержней вышки на продольный из­ гиб от общей нагрузки Р необходимо определить площадь попереч­ ного сечения F и момент инерции стержня / , найти радиус инерции о. Затем находят гибкость ^ при известной длине стержня I. По гибкости X находят по таблИЦ0 Ф и, подставляя найденную величину Ф в (VI. 2), определяют напряжение стержня сг.

Расчет вышкЯ на вертикальную нагрузку

Вертикальную нагрузку воспринимают ноги вышки. Для рабо­ чего состояния вышки на ее ногу действуют нагрузки, возникающие от:

а) нагрузки на крюке Рк\

23 Заказ 298.

си л ь ­

б) натяжения

ходового конца талевого каната Рх,

 

в)

натяжения

«мертвого»

конца талевого каната JPM;

 

г) веса талевой системы Рт;

 

 

 

д)

собственного веса вышки

Р в;

по диаграмме

Кре­

е)

от ветровой

нагрузки

Р 3,

определенной

моны, как было указано выше.

 

 

 

Если обозначить

P i — Рв + Рт,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р2 = Рк + Р* “Ъ-Рм»

 

 

получим общее расчетное усилие на одну ногу

 

 

 

 

N =

+

Р 2п2+ Р 3п2,

(VI. 3)

где ш — коэффициент

перегрузки от действия

собственного

веса,

принимаемый равным

1,1;

пч — коэффициент

перегрузки от

дей­

ствия нагрузки на крюке, принимаемый равным 1,4—1,7; пз — коэф­ фициент перегрузки от действия ветровой нагрузки, принимаемый равным 1,2.

Общая максимальная вертикальная нагрузка на вышку, отне­ сенная к ее четырем ногам, будет равна 4N.

Определим предельное сопротивление Ф вышки по формуле

ф = m ср RFб;

•рутто»

Здесь тп — коэффициент условия как для центрально сжатых колонн, продольного изгиба стержня (ноги);

работы' вышки, принимаемый, равным 0,9; ср — коэффициент R — расчетное сопротивление

сооружения; R = к о^ах (& — коэффициент однородности материала, принимаемый равным 0,9); /'"брутто — площадь поперечного сече­ ния четырех ног вышки брутто; о^ах — наинизший предел текучести стали, применяемой для ног вышки.

Значения для

ср и а ^ х

могут быть приняты по таблицам «Норм

и технических

условий

проектирования стальных конструкции»

Н и ТУ 121-55 Госкомитета Совета Министров СССР по делам строи­ тельства.

Запас прочности вышки определяют сопоставлением предельного сопротивления Ф с максимальной вертикальной нагрузкой A N

Коэффициент запаса прочности

Расчет оттяжек

Усилия в стержнях вышки определяют без учета оттяжек. От­ тяжки ставят для предотвращения опрокидывания вышек при ных ветрах, когда талевая система не нагружена.