2.14. Расчет и выбор талевой оснастки

Диаметр талевого каната выбирается в соответствии с расчетом на статистическую прочность по формуле:

P_p=K_ЗП∙P, (2.45.)

где: P_p – разрывное усилие каната, кН;

K_ЗП > 2,5 - коэффициент запаса прочности;

P – максимальное усилие, развиваемое лебедкой на минимальной скорости, кН:

, (2.46.)

где: N – номинальная мощность двигателя, кВт;

 - коэффициент перегрузки двигателя, для электродвигателей =1,5-2;

 = 0,97 – КПД передач от двигателя до барабана;

V_min= 1м/с – минимальная скорость навивки каната на барабан станка СКБ-4А;

кН;

кН;

Задаваясь пределом прочности проволоки на растяжении (обычно принимается в пределах (157166)∙10 Па) и, зная величину разрывного усилия 155,7 кН, выбираем талевый канат стальной, диаметром 17,5 мм, грузового назначения, нераскручивающийся, левой крестовой свивки с расчетным пределом прочности проволоки 108 МПа, из проволоки марки В, оцинкованный по группе СС, по ГОСТ2688-80 (разрывное усилие 286,6 кН, сопротивление разрыву 1666 МПа).

Проверочный расчет талевого каната на прочность заключается в определении суммарного напряжения, которое возникает в проволоке каната.

, МПа, (2.47.)

где: _Р и _изг – напряжение соответственно при растяжении и изгибе, МПа;

F – площадь поперечного сечения каната, F=202,02 мм²;

K_ - коэффициент, учитывающий напряжение кручения в проволоках, трение между отдельными проволоками и условия работы каната:

E = 2∙10¹¹ – модуль продольной упругости, МПа;

d – диаметр проволок каната, м;

Д_В – диаметр барабана лебедки, м; Д_В=320 мм.

МПа;

Коэффициент запаса прочности для талевых канатов:

; (2.48.)

_В – предел прочности проволок – временное сопротивление разрыву, МПа;

;

Расчет числа струн талевой оснастки:

, (2.49.)

P_Л – грузоподъемность лебедки, т; P_Л = 2,5т = 25кН;

 = 0,96 – КПД лебедки;

Q_кр - нагрузка на крюке (расчет ведем для наиболее тяжелой колонны бурильных труб, диаметром 50 мм. Ниппельного соединения, L=215 м).

кН; (2.50.)

,

Для установления датчика измерителя нагрузки МКН-2 на неподвижном конце каната, необходимое число струн талевой оснастки =2,т.е. должна быть применена оснастка талевой системы 1×2.

Минимально необходимая длина талевого каната:

L_К=m_Т∙H+5∙∙Д_Б, (2.51.)

где: Н = 14 м – высота вышки;

m_Т = 2 – число струн талевой оснастки;

Д_Б = 0,32 – диаметр барабана лебедки, м,

L_К=2∙14+5∙3,14∙0,32=39 м.[ 2 ].

2.15. Расчет буровой вышки (мачты)

L =79 м КДТ – 93

ρ =7850 кг/м ρ =1110 кг/м

q =6,04 кг P =26 кН

СКБ-4

1 Длина свечи

l =9м из расчета на не повреждения резьбовых соединений «нипельное».

2Ориентировочная высота.

м (2.52)

k - коэффициент учитывающий длину подъемной гарнитуры и высоту для маневрирования

k=1,3 1,5

3 Нагрузка на крюке (рабочая)

кН (2.53)

- коэффициент прихвата 1,2 1,8

- масса 1 метра БТ

=9,81 м/с

-плотность материала БТ кг/м

4 Число струн талевой системы

(2.54)

P -грузоподъемность лебедки станка на 1 передаче

-кпд 0,9 0,94

Так как m<2 выбираем оснастку на прямом канате

кН (2.55)

Выбираем мачту МРУГУ -18/20

>1,2 т

Расчет для выбранной мачты МРУГУ – 18/20 на нагрузку показал что, нагрузка на крюке возникающая при бурении не превышает предельно допустимых значений.