Схема усилий на канаты при опускании вышки.

a                Sпп

                                            L                    l                        Sпд

                                                                   b

                                                        Sн           S­н

                                                                  Qкр

Рис. 1.2

Определяем силы, действующие на опору стойки.

Усилие от поперечной силы:

,

где h = 12,5 – высота стойки,

1,8 м – ширина опоры стойки.

Усилия от продольной силы:

,

где 9 м – длина стойки.

Расчёт на прочность пальцев стойки:

,

где d = 90 мм – диаметр кольца,

b = 112 мм – расстояние между опорами кольца. Материал пальцев – сталь норма­лизованная [ Gп ] = 540 МПа.

Запас прочности:

Расчёт на растяжение болтов крепления стоек:

где z = 8 – число болтов,

1,3 – коэффициент,

dб = 40 мм – диаметр болта.

 Запас прочности:

НИК.РМ.81.00.000.ПЗ.

Лист

1.4 Выбор подъёмного крюка талевой системы

Выбираем подъёмный крюк талевой системы и производим проверочный рас­чёт ствола крюка на прочность, подшипника – на статистическую грузоподъём­ность.

Исходные данные:

1. Рк = 2750 кН – нагрузка на крюке.

2. Данные по размерам деталей крюка см. рис. 1.3.

3. Материал ствола – сталь 40 XH.

Технические данные:

1. Максимальная нагрузка 320 кН.

2. Диаметр зева крюка под штроп вертлюга 220 мм.

3. Диаметр зева боковых рогов 150 мм.

4. Диаметр ствола крюка 180 мм.

Ствол:

1. Резьба ствола d0 × S = 220 × 20 мм (наружный диаметра × шаг);

2. Внутренний диаметр резьб d1 = 176 мм;

3. Радиус закругления D/2 = 175 мм;

4. Диаметр оси собственного крюка d = 150 мм;

5. Толщина ушка, b = 100 мм;

6. Ширина проушины B = 350 мм;

7. Подшипник № 8282

Крюк подъёмный.

                                             d0

                                             d1                                      t

                                                                                 S

                                                                                 S

                                                                   I                    I    

                                     dc           d1

                                                                d0

                                                                           B                  d 

                                                                                               III      

                                                                 II                      II  

                                                                                              B/2

                                                      b                  III

Рис. 1.3

НИК.РМ.81.00.000.ПЗ.

Лист

Подъёмный крюк является ответственной деталью талевой системы буровой установки, поэтому расчёт деталей крюка проводится особенно тщательно.

Расчёт ствола крюка производится по следующим опасным сечениям:

а) По впадине первой нитки резьбы, I – I,

б) По основанию зубца резьбы,

в) По сечению II – II вилки,

г) По сечению III – III вилки (на смятие).

Упорный подшипник рассчитывается только на статическую грузоподъём­но­сть.

1.В сечении I – I расчёт напряжения на растяжение производим по формуле:

,

где dТ – предел текучести стали 40 ХН,

n ³ 3 – коэффициент запаса прочности, регламентируемый Госгортехнадзором.

.

2.Трапециидальная резьба рассчитывается на деформации изгиба среза и смя­тия первого, наиболее напряжённого витка. Определяем изгибающий момент дей­ст­вующий на виток резьбы, рассматриваемой, как защемлённая консольная балка, на которую действует сосредоточенная сила.

,

где a = 0,43 – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения растягивающей нагрузки по виткам резьбы,

.

Определяем напряжение изгиба в первом витке резьбы:

,

где  – момент сопротивления сечения изгибу,

b = 0,75 – коэффициент, учитывающий что высота сечения меньше шага резьбы.

.

Рассчитываем резьбу на деформацию среза.

Напряжение среза:

,

где Fср = p × d1 ×b 2 × S 2 – площадь среза витка резьбы по его основанию,

.

Рассчитываем резьбу на деформацию смятия по боковой поверхности витка резьбы:

,

НИК.РМ.81.00.000.ПЗ.

Лист

где – площадь сечения смятия витка,

.

3.Рассчитываем на разрыв по боковым поверхностям вилочную проушину в се­чении II – II:

,

где F2 = ( B – d ) × b – площадь сечения ушка,

.

4.Рассчитываем вилочную проушину на условный изгиб по формуле Ляме. Ин­тенсивность нагружения двойной проушины:

.

Тангенциальные напряжения на внутренней поверхности проушины:

,

,

dt = 132,92 МПа <  [d ] = 333,33 МПа

Вывод: Условие прочности соблюдено.

НИК.РМ.81.00.000.ПЗ.

Лист

1.5 Подготовительные работы к транспортировке

вы­шек и блоков оборудования

Перед транспортировкой вышек и крупных блоков оборудования выполняют следующие подготовительные работы: выбираю на местности трассу движения, составляют оперативный проект на транспортировку, обозначают трассу на ме­ст­ности и подготовляют её при необходимости, готовят к транспортировке выш­ку, блоки и транспортные средства.

Современные буровые установки универсальной монтаже-способности позволяют перебазировать их любым способом: крупноблочным, мелкоблочным и отдель­ными узлами и агрегатами универсальным транспортом. Поэтому в процессе подго­товительных работ в первую очередь определяют возможность, выбора та­кой трассы на местности, по которой возможна крупноблочная транспортиро­вка оборудования.

1.5.1 Проектирование трассы

Для транспортировки блоков на большие расстояния трассу предварительно выбирают по топографической карте с крупным масштабом. Выбранную трассу уточняют на местности и корректируют с таким расчётом, чтобы объём работ по её подго­товке (засыпка оврагов, срезка рвов, вырубка леса, устройство мостов и др.) был минимальным.

По возможности трасса должна быть прямолинейной, бел крутых разворо­тов, боковых и двусторонних уклонов, резких переходов от спуска к подъёму и от подъёма к спуску. Уклоны не должны превышать допустимых для транспортиро­вки вышечных блоков. Трасса должна обеспечивать необходимую ко­лею для бло­ков, сво­бо­дные пути движения тракторов на стра­ховых оттяжках. От наземных соору­жений (зданий, железной дороги, ЛЭП и др.) трасса прокладывается на рас­стоя­нии, превышающем высоту вышки не менее чем на 10 м. Если это требование выпо­л­нить невозможно, то допускается уменьшать расстояние от трассы до на­земных сооружений. В этом случае при транспортировке вышки необходимо будет устана­вливать дополнительный трактор с оттяжкой с противоположной от сооруже­ния стороны, мимо которого пройдет трасса.

При необходимости выполнения работ по подготовке трассы вблизи ЛЭП сле­дует учитывать, что в охранной зоне линий электропередач выполнение каких-либо работ запрещается. Размеры охранной зоны ЛЭП зависят от напряжения линии и определяются двумя параллельными плоскостями, отстоящими от крайних прово­дов на следующем расстоянии: при напряже­нии линии до 20 кВ – не менее 10 м, до 35 кВ – 15 м, до 110 кВ – 20 м, до 500 кВ – 30 м.

В охранных зонах ЛЭП допускается выполнение работ в том случае, если рабо­тающим выдан наряд-допуск, определяю­щий безопасные условия работ с разреше­ния организации, экс­плуатирующей линию.

Выбранная и уточнённая на местности трасса наносится на карте или соста­вляется схема трассы с нанесением на неё ви­димых ориентиров, которая согласо­вывается с руководителями организаций, по чьей территории она будет проходить. Если трасса пересекает воздушную ЛЭП или около неё намечаются

НИК.РМ.81.00.000.ПЗ.

Лист

земляные рабо­ты, то карта или схема согласовывается с руко­водителями организа­ций, эксплуатирующих линию. Вместе с этим намечается дата и время транспорти­ровки блоков через ЛЭП для её заблаговременного отключения.

1.5.2 Составление проекта на транспортировку

Выбранная и согласованная схема трассы – составная часть проекта транс­пор­тировки вышек и блоков. Кроме этого, проек­том должно быть определено:

-   способ транспортировки вышки и блоков и используемые транспортные средст­ва (салазки, тележки, тяжеловозы);

-   число и марки тракторов, применяемых в процессе транспор­тировки, диаметр и длина тяговых, страховочных и поддержи­вающих канатов;

-   расстояние от оснований блоков до ближних к ним трак­торов;

-   объём работ для сооружений по преодолению рвов, ручьёв и оврагов, срезке и под­сыпке грунта, снятию снежного покрова, временному снятию линий связи и элект­ропередач и порядок переезда через них;

-   число землеройной и другой техники для подготовки трассы;

-   численность рабочих и расстановка их при движении, число средств сигнализа­ции для подачи команд.

Расстояние от оснований вышки и блоков до крайних к ним тракторов опреде­ляется с учётом местных условий передвижения.

Численность рабочих, участвующих в транспортировке, определяют с таким расчётом, чтобы была возможность непрерывно наблюдать за состоянием круп­ных блоков, тяжеловозов и буксирных тросов, а также за подачей своевременной команды для остановки движения.

Проект утверждается главным инженером предприятия после согласования трассы с заинтересованными организациями и передается непосредственному ру­ко­водителю работ по транс­портировке – начальнику вышкомонтажного цеха или прорабу.

1.5.3 Подготовка трассы

После утверждения проекта трасса транспортировки вышек и блоков обозна­чается на местности путём установки специаль­ных вешек с левой по ходу сторо­ны на расстоянии 5 м от трассы. Вешки должны обеспечивать хорошую видимо­сть трассы. На прямых и открытых участках вешки располагают на расстоянии не более 100 м друг от друга, а на поворотах трассы и закрытой местности – с учё­том их видимости. На участках местности с хорошо видимыми ориентирами нап­равления трассы установка вышек не обязательна. Ориентиры трассы долж­ны быть нанесены на схему.

Все предусмотренные проектом работы по подготовке трассы выполняют до начала транспортировки вышки и блоков. Овраги засыпают бульдозерами одно­вре­менно с двух сторон с целью ускорения работ. Спуск и подъём делают плавным с хо­рошим сопряжением уклонов местности. Насыпной грунт уплотняют трам­бо­ва­нием, укатыванием на всю ширину трассы в зависимости от размеров блоков. В зи­мнее время во избежание заносов трассу от снежного покрова чистят в день тран­спортировки с некоторым опережением во времени.

НИК.РМ.81.00.000.ПЗ.

Лист