Расчет основных параметров талевого блока

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 8Следующая ⇒

Расчет основных параметров талевого блока включает в себя определение диаметра шкивов, выбор талевого каната и подшипников. Так как в талевом блоке и в кронблоке используются одинаковые шкивы, то возможно производить расчет, придерживаясь нижеприведенной последовательности.

Расчетная схема представлена на рисунке 4.

Рисунок 4-Расчетная схема

Наибольшее натяжение ходового конца талевого каната при подъеме колонны Рхкнаиб, кН

хк наиб=(Q_{кр макс}+q_тс)/(i_тс + η _тс )=12, 01 (1)

где Q_{кр макс}=100кН-допустимая нагрузка на крюке, кН; _тс- вес подвижных частей талевой системы, кН; _тс=0, 06Q_{кр макс}=6кН;

где i_тс - число подвижных струн талевой системы. При допускаемой нагрузке на крюке Q_{кр макс} выбирается оснастка из таблицы_тс=2n_тб=8_тб=4- количество шкивов талевого блока;

η _тс -к.п.д. талевой системы, η _тс =0, 825

Зная натяжение ходового конца талевого каната, можно определить нагрузку на каждую из струн

Р₁= Рхк η _шк =11, 64 (2)

Р₂=Рхк η _шк ² =11, 3

Р₃=Рхк η _шк ³ =10, 96

Р₄=Рхк η _шк ⁴ =10, 63

Р₅=Рхк η _шк ⁵ =10, 31

Р₆=Рхк η _шк ⁶ =10

Р₇=Рхк η _шк ⁷ =9, 7

Р₈=Рхк η _шк ⁸ =9, 4

Р_i= Рхк η _шк ⁱ.

Натяжение неподвижного конца талевого каната Р_нк, кН

Р_нк= Р₁ η _шк =11, 29 (3)

Р_нк= Р₂ η _шк =10, 96

Р_нк= Р₃ η _шк =10, 63

Р_нк= Р₄ η _шк =10, 31

Р_нк= Р₅ η _шк =10

Р_нк= Р₆ η _шк =9, 7

Р_нк= Р₇ η _шк =9, 4

Р_нк= Р₈ η _шк =9, 1

Р_нк= Р_i η _шк

где η _шк = 0, 97

Диаметр талевого каната определяется по ГОСТ 16853-81 исходя из разрывного усилия Р_р, кН

Р_р= Pхк наиб S=36, 03кН; (4)

где S - коэффициент запаса прочности, S = 3, 0

Схематическое изображение шкива с размерами показан на рисунке 5.

Определение основных размеров шкива талевого блока:

Диаметр шкива по дну канавки D_ш, м,

D_ш= 36d_к(5)

Высота канавки шкива H, м

Н = 1, 65d_к(6)

Радиус канавки шкива R, м,

R =0, 5d_к+0, 03d_к(7)

Наружный диаметр шкива D_н, м,

D_н=D_ш+2H (8)

Ширина обода шкива В, м

В ≥ (D_ш/12), ноВ< l_ст(9)

Толщина обода у края шкива S, м,

S =0, 01·D_н+0, 006 (10)

Угол развала шкива 2 φ =50°.

Внутренний диаметр ступицы d_ст.вн, м

d_ст.вн=D_подш,

где D_подш- наружный диаметр подшипника, м. Выбирается по грузоподъемности.

Наружный диаметр ступицы у края d_ст.н.кр, м

d_ст.н.кр=1, 25·d_ст.вн(11)

Наружный диаметр ступицы у основания d_ст.н.oc, м

d_ст.н.ocн=1, 02·d_ст.н.кр (12)

талевый блок надежность прочность

Уклон наружных диаметров ступицы 1: 50.-толщина обода у края шкива;

Н-высота канавки шкива;

В-ширина обода шкива; ₁, D₂-диаметры отверстий в шкиве; d_ш-диаметр шкива по дну канавки; d_н-наружный диаметр шкива; d_в.ст.-внутренний диаметр ступицы; d_{н.кр.ст.}-наружный диаметр ступицы у края; d_{н.осн.ст}-наружный диаметр ступицы у основания.

Длина ступицы l_сm, м,

l_сm=k·l_подш+2·l_k, (13)

где k - число подшипников на один шкив_подш - ширина подшипника, м, определяется по таблицам из справочников; _k - ширина крышки, м, l_k=0, 003 м.

Рисунок 5 - Схема к расчету шкива талевого механизма

Число спиц принимаем равным 6. Диаметры D₁, м, D₂, м, отверстий в шкиве

D₁₁=0, 8·D_н, ₂=0, 5·D_н, (14)

Выбор подшипника. Подшипник выбирается по динамической грузоподъемности.

Расчетная нагрузка R_n, кН, на опору быстроходного шкива кронблока R _n =(2(Q_крmax+q_тc))/(i_тc · η _тc ), (15)

Требуемая динамическая грузоподъемность подшипника шкива С_mp, кН,

С_mp=R_n·k_o·k_б·k_t·k_э, (16)

где k_o-коэффициент вращения, k_o= 1, 2; _б- коэффициент безопасности, k_б=1; _t- температурный коэффициент, k_t=1; _э- коэффициент эквивалентности подшипника, k_э=0, 675

По требуемой динамической грузоподъемности С_mp, кН, выбираем подшипник, у которого

С_mp ≤ С_o,

где С_о- динамическая грузоподъемность подшипника, кН, определяется по таблицам.

Определим расчетную долговечность подшипника шкива L_об, млн. об.,

L_об=( )p, (17)

где р- показатель степени, р=3, 33.

2.2 Определение коэффициента запаса прочности оси талевого блока

Определим натяжение в рабочих струнах талевого каната, если максимальная нагрузка на крюке составляет 75 т с учётом облегчения веса колонны при погружении в жидкость и с учётом коэффициента прихвата. Оснастка для нашего оборудования 4x5.

Рассматриваем подъем колонны. При подъеме колонны наибольшее натяжение несет ходовой конец каната, наименьшее -неподвижный. Пусть согласно рис. 3, Р_х.к -натяжение ходового конца каната, S₁, S₂, S₃, ..., S₈ -натяжение рабочих струн.

При подъеме колонны натяжение ходового конца каната определяется по формуле:

Р_х.к =( (18)

где - максимальная нагрузка на крюке.

=75 т =750 кН;

-вес постоянно поднимаемого оборудования. Принимаем =5 т =50 кН;

β - коэффициент сопротивления шкива. β =1, 03;

n -количество рабочих струн талевой системы.n=8.

(19)

Определяем натяжение неподвижного конца талевого каната:

(20)

Определяем натяжение рабочих струн:

₁ = = 114 (21)

Рисунок 6 - Схема распределения усилий в струнах талевой системы.

S₂= S₁ 0, 97 = 110, 58 0, 97=107, 26 кН ₃ = S₂ 0, 97 = 107, 26 0, 97= 104 кН

S₃ 0, 97= 104 0, 97=100, 9 кН

= 0, 97= 100, 9 0, 97= 97, 9 кН

=92, 11кН

Рассмотрим схему, изображенную на рисунке. 6. Здесь

А и В -опоры оси талевого блока;

Р₁ ’, Р₂ ’, Р₃ ’, Р₄ ’ -усилия, действующие на канатные шкивы талевого блока; - расстояние между опорами; ₁ -расстояние между вертикальными осями симметрии канатных шкивов; l₁= 130, 5 мм; _A иR_B -реакции, возникающие в опорах; диаметр оси=140 мм, количество шкивов 4.

Определяем усилия, действующие на ось талевого блока.

Р ₁ ’ = S₁+ S₂= 110, 58 + 107, 26 = 217, 84 кН (22)

Р ₂ ’ = S₃+ = 104 + 100, 9 = 204, 9 кН