Документ: Элияшевский, И. В. Типовые задачи и расчеты в бурении учеб. пособие, страницы 216-220

Задача

126.

Рассчитать палец

штропа

вертлюга на прочность

(рис. 21),

если максимальная

нагрузка

на

крюке

QKp =

150 тс,

материал пальца — сталь 40ХН.

Решение. Палец штропа работает на

деформацию изгиба и среза. Более опас

ной является деформация изгиба.

Рас

считываем палец штропа на прочность

при деформации изгиба. Данные для

расчета:

Ъ =

100

мм;

Z2 =

88

мм;

1Х= 72

мм;

ав =

75

кгс/мм2;

а0и =

Рис. 21. Схема усилий, дей

= 45 кгс/мм2.

RB неодинаковы,

ствующих на

палец

штропа

Реакции

RA и

вертлюга.

так как 1Х< 12.

Определяем

реак

относительно опоры А,

ции Ra и R b. Взяв сумму моментов всех сил

определяем

реакцию

RB.

R b (h + h) ~~ -тр- h —0.

Rb -

<?крБ

150 000 • 72

^34000 кгс.

2 (l\ + h)

2(88 + 72)

Ra + Rb

(?кр

отсюда

Qkp

Rj

•i?B = 75 000— 34 000 = 41000 кгс.

Определяем максимальный изгибающий

момент

м„

■RBk-

*?КРЬ

.

. О /

А Л Л

О О

150 000-10

204 000 кгс•см.

16

■34 000*8,8'

16

Находим

напряжение

изгиба

М из

204000

1370 кгс/см2.

W

0,Id®

0,1 ■11,5®

Определяем

коэффициент запаса

прочности

* = ^ Г = 1 ! у = 3’28’

что вполне

достаточно.

Задача 127. Рассчитать внутреннюю трубу вертлюга на прочность

при максимальном

давлении,

развиваемом буровым насосом р =

= 200 кгс/см2. Материал для

изготовления

трубы — сталь 40СХ,

предел прочности которой св = 75 кгс/мм2. Данные для

расчета

см. на рис.

22.

219

Решение. Внутренняя труба рассчитывается на прочность при растяжении от давления глинистого раствора, который проходит через нее.

’'(-Sr)'

Jh.

■i

d 2

где р — максимальное

давление,

развиваемое

буровым

насосом;

— внутренний

диаметр

трубы,

D 2 — 101

мм;

D x — внешний

диаметр трубы

в

наиболее

опасном

сечении,

т. е. наименьший диаметр,

D x =

119

мм.

Подставив

значения

в

вышеприведенную

формулу,

получим

/

11,9

\ 2

1290

кгс/см2.

\

10,1

)

Определяем предел усталости на растяжение

при пульсирующем цикле нагрузки.

а0р = 0,5сгв =

0,5 • 75 =

37,5 кгс/мм2.

Действительный коэффициент запаса проч

Рис. 22. Внутренняя

ности

равен

0 ор

37,5

К-

=2,92.

труба вертлюга.

12,9

Задача 128. Рассчитать упорный подшипник с коническими

роликами вертлюга на

прочность,

если

максимальная

нагрузка

(осевая), которая воспринимается

им,

составляет

QKp =

150 тс.

Решение.

Согласно

рис. 23 имеем:

D = 460

мм;

d = 210 мм;

1Р = 75 мм;

dp =

47,5 мм;

р =

15°.

на один

ролик,

по

формуле

Определяем усилие,

действующее

г .

С к р

2 COS Р ’

где QKP — осевая

нагрузка

на

подшипник,

QKp =

150 тс;

z — ко

личество роликов,

z =

12;

Р — угол

конусности,

р =

15°.

150 000

=13 000 кгс.

12 • cos 15°

Максимальные контактные напряжения в местах касания кольца с роликами можно определить по формуле

0 ш а х 860 у

PUP

220

где lp — рабочая длина ролика, 1р = 75 мм; dp — средний диаметр ролика,

j

+ + ^2

ар—

2

Здесь d 1 — наибольший диаметр

ролика,

dx — 57,5

мм; d2 — наи

меньший

диаметр

ролика, d2 =

37,5

мм.

57+ 2 37'5 -4 7 .5

„м.

Оmax = 860l l /

13 000

=16 500

кгс/см2

тт

контактное напряжение

г

1

Рис. 23. Основной упор-

Допустимое

[<г]„

Ныйподшипник вертлюга.

равно 35 000

кгс/см2.

16 500 <

35 000

(кгс/см2),

т. е. макси

Таким

образом,

мальные контактные

напряжения меньше допустимых.

ВЫБОР ТИПА ЛЕБЕДКИ

Задача 129. Исходя из максимальной нагрузки на крюке, которая

составляет QKp =

120

тс, выбрать тиц лебедки,

если

предполагается

оснастка

талевой системы 5 X 6 .

Решение. Тип лебедки выбирается по максимальному натяжению

ходового конца каната при подъеме колонны.

Натяжение ходового конца каната определим по упрощенной

формуле

D

(?кр + Роб

>

*х. к —

ZTZ,

где QKp — максимальная нагрузка на

крюке, QKp =

120 тс; Роб —

вес подвижных частей талевой системы, включая штропы и элеватор,

принимаем Роб — 5 т;	п — число	рабочих струн талевой системы,
при оснастке 5 X 6	п = 10; г)т.	с — коэффициент полезного дей

ствия талевой системы, который в основном зависит от оснастки. При оснастке 5 X 6 т)ти. = 0,85.

Подставив имеющиеся значения в приведенную выше формулу,

получим
120 + 5	= 14,7	тс.
10 ■0,85

Таким образом, исходя из максимального натяжения ходового конца каната, которое составляет Рх к = 14,7 тс, выбираем ле бедку У2-2-11, у которой Рх к при подъеме колонны равно 15,3 тс

(табл. 41).

221

Т а б л и ц а 41

Техническая характеристика буровых лебедок

Наименование

			Тип лебедки
ВУ-75	Л1-4М2	У2-2-5	У2-4-8	У2-2-11	У2-5-4	У2-5-5

Номинальная грузоподъемность		75	130	130	125	125	200	200
на крюке, т ...........................
Допустимое (максимальное) на-		10,7	15	14,5	15,3	15,3	24,5	24,5
тяженпе, тс...............................
Диаметр талевого каната, мм .		26	28	28	28	28	33	33
Мощность на подъемном валу,		630		500	500	910	900	900
л. с...............................................			4
Число скоростей подъема . .		4		4	4	6	5	5
Число скоростей передач ротору		2	1	3	3	3	4	4
Диаметр бочки барабана, мм . .		600	650	650	650	650	800	800
Диаметр тормозных шайб, мм		1180	1170	1180	1180	1180	1450	1450
Ширина тормозных шайб, мм		250	250	250	250	250	250	250
Скорость подъема	крюка при
оснастке 5 X 6 ,	м/с:		0,978	1,55	1,97	1,86	1,97	1,97
наибольшая.......................
наименьшая.......................		—	0,17	0,13	0,354	0,32	0,19	0,235
Скорость вращения стола ро
тора, об/мнн:			63	15	68	62	44	44
минимальная	...................
максимальная....................		13,7	122	218	187	199	260	260
Вес лебедки, т .......................			И	20	20,7	21,3	26,2	26,6

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА ОБОРОТОВ ПОДЪЕМНОГО ВАЛА ЛЕБЕДКИ

Задача 130. Определить число оборотов подъемного вала лебедки в 1 мин по схеме, приведенной на рис. 24, если число оборотов двигателя гадв — 1500 об/мин. Передача от двигателя осуществля ется через трансмиссию с двумя редукторами, которые имеют пони жающие передаточные отношения i x = 1,53, i2 — 3. Вращение от редуктора с передаточным отношением i2 = 3 передается на транс

миссионный вал лебедки через звездочки z3e и z40.

П р и м е ч а н и е . Звездочка z36 закреплена на тихоходном валу редуктора, а звездочка z40 — на трансмиссионном валу лебедки. Редуктор с гД = 1,53 на рис. 24 не показан.

Решение. На рис. 24 приведена схема лебедки У2-4-8, которая является результатом модернизации лебедки У2-4-5. Все механизмы лебедки смонтированы на станине сварной конструкции, состоящей из горизонтальной рамы-салазок и четырех вертикальных стоек, связанных вверху горизонтальной трубой, являющейся одновременно масляным баком для смазки цепных передач. На стойках смонтиро ваны трансмиссионный вал 1, промежуточный вал 2 и вал барабана 3. На этих валах установлены цепные колеса I, II, III и IV скоростей,

222

Материал: Элияшевский, И. В. Типовые задачи и расчеты в бурении учеб. пособие

Смотрите также: