Оснастка талевой системы подъемных агрегатов

Оснастка талевой системы - это последовательность навивки каната на шкивы кронблока и талевого блока исключающая трение ветвей друг о друга. Оснастка определяется числом шкивов, находящихся в работе (рис. 7).

Если «мертвый» конец каната закрепляется на низ вышки, то поднимаемый груз распределяется на 2 z струн каната, если же «мертвый» конец закрепляется на подвижный блок, то груз распределяется на 2 z + 1 струн, где z - число подвижных шкивов талевого блока.

 

Рисунок 7 - Оснастка талевой системы: а - однострунная; б — двухструнная;

       в — трехструнная; г — четырехструнная; д – шестиструнная.

 

 

Расчет талевой системы рассмотрим исходя из рис. 7 с подвешенным грузом в состоянии покоя. Примем следующие обозначения:

· Q - нагрузка на крюк с учетом веса подвижной части талевой системы;

· Рх - натяжение ходового конца каната, набегающего на барабан лебедки;

· Р1, Р2, Р3,..., Рn - натяжения в отдельных струнах талевого каната;

· Рм - натяжение «мертвого» конца каната;

· η - КПД канатного шкива;

· - коэффициент сопротивления шкива;

· n - число струн подвижных шкивов.

При подъеме или спуске груза (инструмента) нагрузка распределяется между отдельными струнами неравномерно вследствие трения в системе и жесткости каната. При подъеме максимальное натяжение будет в ходовом конце каната, а минимальное в «мертвом».

Усилия в других струнах определятся следующим образом:

(5.1)

Усилие в ходовом конце определится по формуле:

(5.2)

Усилие в «мертвом» конце определится по формуле:

(5.3)

Общий коэффициент полезного действия талевой системы определится по формуле:

(5.4)

При спуске груза натяжения в струнах каната талевой системы перераспределяется в порядке, обратном подъему. При расчетах талевой системы обычно принимают η = 0,97.

 

Стальные канаты оснастки талевой системы, расчет каната

Для оснастки талевой системы применяют стальные канаты диаметром 16,5...22,5 мм с пределом прочности на растяжение 1400...1900 МПа.

Канаты, применяемые при подземном ремонте скважин, свиваются на канатовьющих машинах из светлой или оцинкованной проволоки высокой прочности. Проволоки свиваются в пряди, а пряди свивают в канат вокруг органического (полимерного) или металлического сердечника.

Канаты (рис. 7) выполняют с линейным касанием проволок в прядях и с проволоками одинакового диаметра, а канаты (рис. 8) - с точечным касанием отдельных проволок между слоями прядей; проволоки могут быть одинакового и разного диаметра.

                               

Рис. 7. Канат типа ЛК-О                                             Рис. 8. Канат типа ТК

 

По роду свивки канаты подразделяются на:

· обыкновенные;

· нераскручивающиеся.

По направлению свивки верхнего слоя проволок – на канаты:

· правой свивки (если идут слева вверх направо);

· левой свивки (если идут справа вверх налево).

По виду свивки - на канаты:

· крестовой односторонней свивки;

· комбинированной свивки.

Расчет каната.

Расчет каната ведется на сложное сопротивление, учитывающее совместное действие растяжения и изгиба.

1) Вначале выбирают канат, по разрывному усилию исходя из усилия в ходовом конце каната.

Р_р = Р_х · К, (5.5)

  где К - коэффициент запаса прочности, который принимается равным 4...5.

2) Напряжение от растяжения определяют по формуле:

         (5.6)

            где δ - диаметр проволоки в канате в м; i - количество проволок в канате.

3) Напряжение изгиба можно определить по формуле:

            (5.7)

             где Е - модуль упругости материала проволоки, равный 2,1 · 10¹¹ Па;

           D - диаметр шкива кронблока.

4) Суммарное напряжение σ_сум от растяжения и изгиба:

(5.8)

5) Запас прочности К определяется из соотношения:

                  (5.9)