ГИДРОПРИВОД ВИНТОВЫХ НАСОСОВ

 

Винтовые насосы обеспечивают закачивание технологиче­ской жидкости в колонну гибких труб. Каждый из них имеет индивидуальный привод (рис. 3.14) от гидромоторов М6 и М7, которые питаются от насосов НА4 и НА5 через парал­лельно установленные распределители Р10, Р11 и Р12, Р13 с электрогидравлическим управлением.

Рис. 3.14. Гидропривод винтовых насосов

 

3.3. ТРАНСПОРТЕР КОЛОННЫ ГИБКИХ ТРУБ (ИНЖЕКТОР) КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

 

Цель расчетов, приведенных в данном разделе, заключает­ся в определении взаимосвязи скорости перемещения колон­ны гибких труб и подачи рабочей жидкости гидропривода к гидромоторам транспортера.

Два гидромотора, приводящие в действие цепи транспор­тера, получают рабочую жидкость от насоса того же типа, что и каждый гидромотор.

Подача насоса

 

Q _ф = q _к × n _ф × К_о/100,

 

где q_K - объем рабочей камеры насоса ( q _к = 112 см³);

n _ф -фактическая частота вращения вала гидромотора;

К_о - коэффици­ента подачи насоса К₀ = 0, 95.

 

При n _ф = 1500 об/мин Q _ф = 112 × 1500 × 0, 95/1000 = 159, 6 л/мин.

Угловая скорость вращения вала гидромотора

 

w _г = [( Q _ф /2) p × K _ом × 1000]/30 × q _к,

 

где K_{o м} - объемный КПД гидромотора ( K_{o м} = 0, 95).

 

Соответственно угловая скорость вращения звездочки ин­жекторного механизма

 

w _г = [( Q _ф /2) p × K _ом × 1000]/30 × i × q _к,

 

где i - передаточное отношение редуктора транспортера.

 

Скорость подъема непрерывной трубы

 

u = w_r × R,

 

где R - радиус звездочки, которая приводит в действие цепь инжекторного

механизма ( R = 114 мм).

 

В результате

 

u = [ R × ( Q _ф /2) × p × K _ом × 1000]/30 i × q _к.

Скорость перемещения трубы при номинальной частоте вращения вала приводного двигателя

 

u = [0, 114 × (159, 6/2) × 3, 14 × 0, 95 × 1000]/30 × 24 × 112 = 0, 336 м/с.

При работе приводного двигателя с максимальной час­тотой вращения n _ф = 1800 об/мин, подача насосов Q _ф = 191 л/мин и соответственно скорость перемещения трубы u = 0, 4 м/с.

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПУСКАЕМОГО УСИЛИЯ НА ПЛАШКИ

 

Усилие, с которым плашки воздействуют на трубу, одно­значно связано с величинами напряжений, возникающих в последней. Для определения максимально допустимого зна­чения усилий проследим взаимосвязь внутренних силовых фак­торов и внешней нагрузки.

Для оценки напряжений, возникающих в продольных се­чениях гибкой трубы, сжатой плашками, рассмотрим возмож­ные варианты их взаимодействия, которые определяют кар­тину приложения внешних сил к трубе.

В дальнейшем примем следующие допущения, которые, как показывает практика, достаточно обоснованы: плашка пред­ставляет собой абсолютно жесткий монолит, а труба - упру­гое тело, поведение материала которой соответствует диа­грамме растяжения-сжатия, представленной на рис. 4.1 (ли­ния 1).

При взаимодействии плашек с трубой возможны три вари­анта приложения сил:

• при R _тр.н < R_n возникает ситуация, изображенная на рис. 3.15, а;

• при R _тр.н > R _п имеет место вариант, представленный на рис. 3.15, в;

• при R _тр.н = R_n характерной является картина, изображен­ная на рис. 3.15, б.

Здесь R _тр.н - наружный радиус гибкой трубы, R _п - радиус кривизны контактной поверхности плашек.

 

при сжатии трубы:   а - двумя сосредоточенными силами,

б -равномерно распределенной на­грузкой,

в - двумя парами со­средоточенных сил

 

Рис. 3.15. Схема взаимодейст­вия плашек транспортера с гиб­кой трубой

Картины взаимодействия плашки и трубы, представленные на рис. 3.15, а, в, могут наблюдаться не только при несоответ­ствии размеров трубы и плашки, но и при деформации поперечного сечения трубы. Помимо этого встречаются и другие варианты приложения нагрузки, например, несимметричный. В этом случае каждая из плашек по-своему взаимодействует с трубой.

Для определения наиболее опасного с точки зрения проч­ности трубы случая взаимодействия плашки с ее поверхно­стью рассмотрим внутренние силовые факторы (см. рис. 3.15), возникающие при различных вариантах приложения сил [15].

Приложение двух сосредоточенных сил. Этот случай со­ответствует соотношению R _тр.н < R_п (см. рис. 3.15, а). При этом в поперечных сечениях трубы с угловой координатой j действуют следующие силы:

Нормальная

N ( j ) = 0, 5 × P × sin j;

Поперечная

Q ( j ) = 0, 5 × P × cos j;

Изгибающий момент

 

М( j ) = P × R _тр.н × (0, 3183 - 0, 5 × sin j ).                 (3.2)

 

Приложение двух пар сосредоточенных сил. Этот случай соответствует соотношению R _тр.н > R _п. Здесь также в качестве координаты рассматриваемого сечения принят угол j.

 

Нормальная сила:

интервал 0 £ j £ a

 

N( j ) = -(P/2) × [0, 3183 × cos j × (sin² b - sin² a )];

 

интервал a £ j £ b

 

N( j ) = -(P/2) × [0, 3183 × со s j × (sin² b - sin² a ) + sin j ];

 

интервал b £ j £ p

 

N ( j ) = -(Р/2) × [0, 3183 × со s j × ( sin ² b - sin ² a )].

 

Поперечная сила:

 

интервал 0 £ j £ a

 

Q ( j ) = (-Р/2) × [0, 31838 sin j × ( sin ² a - sin ² b )];

интервал a £ j £ b

Q( j ) = (-P/2) × [0, 3183 × sin j × (sin² a - sin² b ) + со s j ];

 

интервал b £ j £ p

 

Q( j ) = (-P/2) × [0, 3183 × sin j × (sin² a - sin² b )].

 

Изгибающий момент:

интервал 0 £ j £ a

 

М( j ) = ( PR _{т p .н}./2)[0, 3183( b × sin b + cos b - a × sin a - cos a -

- sin² a × со s j + sin² b × со s j ) - sin b + sin a ];                                      (3.3)

 

интервал a £ j £ b

 

M( j ) = (PR _{т p.н} /2) × [0, 3183( b × sin b + cos b - a × sin a - cos a -

- sin² a × со s j + sin² b × со s j ) - sin b + sin j ];                                  (3.4)

 

интервал b £ j £ p

 

М ( j ) = (PR _{тр . н} /2) × [0, 3183( b × sin b + cos b - a × sin a - cos a -

- sin a × со s j + sin² b × со s j )].                                                       (3.5)

 

В рассматриваемом случае нагружения трубы предполага­ют, что каждая из действующих сил равна половине усилия, приложенного к плашке.

Приложение распределенной нагрузки. Этот случай соот­ветствует соотношению R _тр.н = R _п (см. рис. 3.15, б). Значение j характеризует текущую угловую координату продольного сечения, в которой определяется изгибающий момент, а a - половину угла охвата трубы плашкой. Силовые факторы в поперечных сечениях определяются следующим образом.

Нормальная сила:

интервал 0 £ j £ a

 

N ( j ) = - q × R _{т p .н} × sin ² j,

 

интервал a £ j £ p - a

 

N ( j ) = - q × R _тр.н. × sin a × sin j.

Поперечная сила:

интервал 0 £ j £ a

Q ( j ) = q × R _тр.н × sin j × соs j;

 

интервал a £ j £ p - a

 

Q ( j ) = q × R _тр.н. × sin a × cos j.

 

Изгибающий момент:

интервал 0 £ j £ a

М( j ) = q × R ² _тр.н. {(1/ p ) × [(0, 5 a + a × sin ² a + 1, 5 × sin a × cos a )] -

- 0, 5 sin ² a - 0, 5 sin ² j };                                                             (3.6)

 

интервал a £ j £ p - a

 

М( j ) = q × R ² _тр.н. {(1/ p ) × [(0, 5 a + a × sin ² a ) + 1, 5 × sin a × cos a ] -

- 0, 5 sin ² a - sin a × sin j + 0, 5 sin ² a };                                            (3.7)

 

Для определения экстремальных значений изгибающих моментов в безразмерной форме были построены эпюры, ха­рактеризующие зависимости M ( j ) для различных условий приложения нагрузки. Для обеспечения возможности сопос­тавления получаемых величин по формулам (3.2) - (3.7) при распределенной нагрузке коэффициент выражен через вели­чину силы Р, приложенной к плашке, и ее ширину L _п = 2 × R × sin a. Тогда

 

q × R _тр.н. = R ² _тр.н. × Р/ L = R ² _тр.н. × Р/2 × R _тр.н. × sin a = P × R _тр.н. /2 × sin a

 

Отсюда величины безразмерных изгибающих моментов M ₁ ( j ) могут быть представлены следующим образом:

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: