Студопедия КАТЕГОРИИ: АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Добір перерізу елементів вежіСтр 1 из 2Следующая ⇒
Вибір типу вежі Згідно вихідних даних на проектування приймаємо бурову вишку баштового типу з вантажопідйомністю, що дорівнює максимальному навантаженню на гак F2=4,1 МН. Вибір технологічного обладнання Виходячи з максимального навантаження на гак F2, підбираємо основне технологічне обладнання бурової вишки. Таблиця 1.1. – Характеристика технічного обладнання
Для вибору типу талевого каната попередньо визначаємо максимальне зусилля в одній струні:
де uтс – число робочих струн в оснастці (кратність поліспасту); uтс = 12; hтс – ККД талевої системи: hтс =1- 0,02 uтс = 1-0,02·12=0,76
За величиною розривного зусилля за таблицею підбираємо канат потрібного діаметру: Rр>gf×F3 де γf – коефіцієнт надійності за міцністю каната при СПО; γf =3; gf×F3=3·449,56=1798,244 kH Таблиця 1.2. – Характеристика талевого стального каната ЛК-РО
1.3. Визначення основних розмірів вишки Основні розміри вишки визначаємо, виходячи з заданих розмірів основи, довжини свічки та габаритів обладнання. Визначаємо висоту бурової вежі: h=h1+lсв+h2+h3 де h1 – відстань від підлоги вежі до торця замка підвішеної свічки; h1=1м; h2 – довжина штропів, крюка і талевого блока: h=39м. Приймаємо h=39 м. 2. Збирання навантажень на бурову вишку 2.1. Класифікація навантажень Навантаження за тривалістю дії поділяються на постійні та тимчасові. До постійних належи тать ті, які діють на конструкцію безперервно з часу її виготовлення. Тимчасовими називаються навантаження, які діють лише певний час. Вони в свою чергу поділяються на довготривалі, короткочасні та особливі. Навантаження на бурову вишку поділяють на горизонтальні та вертикальні.
- вага талевої системи; - максимальне навантаження на гак; - вертикальне навантаження від натягу ведучої і нерухомої струн каната; - власна вага вишки; - вага кронблока; - горизонтальне навантаження на наголовник; - горизонтальна сила від свічок; - вітрове навантаження на вишку; - вітрове навантаження на свічки. Рисунок 2.1. – Схема навантажень на бурову вежу Вертикальні навантаження Вертикальне навантаження, яке діє на підкронблочну раму вишки: F’=F1+F2+F4+F5
Рисунок 2.2. – Кінематична схема підйомної системи де – вага талевої системи:
де Gг – вага гака; Gг=48 kH; Gв – вага вертлюга; Gв=39.9 kH; Gб – вага блока; Gб=125 kH; – вага талевого каната: Gтк=lтк·gтк де – довжина талевого каната в оснастці: lтк=lб·uтс де – відстань між кронблоком і талевим блоком у нижньому положенні гака: lб=h-h2=39-12=35 м; lтк=27*12=600 м; Gтк=27*0,082=2,2146 kH; F1=48+33,9+2*2,214/3=89,371 kH. Приймаємо F1=89,371kH. – вага крон блока. 2.3. Горизонтальні навантаження Горизонтальне навантаження на наголовник, вираховується для двох випадків: - гак нерухомий: T1=131.45кН - при русі гака : = ( 961,38 ·24)/2·23= 30.53 кН.
де і - кути відповідно між ведучою і нерухомою струнами каната та вертикальною віссю вишки. Приймаємо =131.45 kH; =30.53 kH. Горизонтальна сила від ваги свічок:
Рисунок 2.3. – Схема знаходження горизонтальної складової сили, діючої на кронблок від натягуталевого каната де – загальна вага свічок на підсвічнику: 1102.5 kH; Згідно норм проектування визначаємо вітрове навантаження на бурову вишку для трьох значень нормативного вітрового тиску: кПа; кПа; кПа за формулою:
де А – площа навітряної частини вишки: ; k – коефіцієнт, що враховує зміну вітрового навантаження по висоті; k=1,6; φ – коефіцієнт заповнення панелі; φ=0,15. Результати записуємо до таблиці 2.1. Рисунок 2.4. – Схема вітрових навантажень на бурову вежу Вітрове навантаження на повний комплект свічок: ; де Acв – площа бурильних труб, які сриймають вінроае навантаження:
де n – кількість свічок; n = 15; - діаметр свічки; =0,168; - частина довжини свічки, на яку діє вітрове навантаження; =18 м;
Рисунок 2.5. – Схема знаходження горизонтальної складової навантаження від ваги свічок, встановлені за пальці ; Визначення зусиль в елементах вишки 3.1. Визначення розрахункових зусиль у вежі Від кожного навантаження знаходимо зусилля для розрахункового перерізу, який приймаємо на рівні опорної частини вишки. Таблиця 3.1. – Зусилля від навантажень
Розрахункові зусилля визначаємо для чотирьох варіантів поєднань навантажень з урахуванням коефіцієнта сполучень .
Рисунок 3.1. – Схеми дії навантажень на вежу Таблиця 3.2. – Розрахункові зусилля у вежі
3.2. Зусилля в ногах вежі Повне зусилля в нозі бурової вишки від вертикального та горизонтального навантаження:
де N1i – поздовжні зусилля в нозі вежі від вертикальних навантажень: ; N2i – поздовжні зусилля в нозі вежі від горизонтальних навантажень: ;
3.3. Зусилля в решітці Зусилля в поясі решітки приймаємо:
Розкоси розраховуємо на сумарне зусилля від поперечної сили та обмину ніг вишки поздовжньою силою . Зусилля стиску – розтягу в розкосах становить: - від поперечної сили Qmax:
- від сили обмину N:
За наявності невідомих величин подальший розрахунок проведемо в пункті 4.3.2. Розкоси приймаємо із круглої сталі. Тому необхідно, щоб зусилля стиску від обмину не перевищувало розтягуючого зусилля від поперечної сили для будь-якої комбінації навантажень на вишку. Для цього розкоси попередньо розтягують на зусилля Npp = 30 кН. Розрахункове зусилля в розкосі решітки вишки буде: Np = Npp + Npt = 30+294=324kH.
Добір перерізу елементів вежі 4.1. Вибір матеріалу Вибираємо сталь С345 з приблизним значенням розрахункового опору Ry = 335 МПа . 4.2. Розрахунок ніг вежі
Орієнтовано визначимо площу перерізу ноги:
З сортаменту вибираємо трубу Тр. 377х10: DH = 325 мм, t =65 мм, A =60 см2, i = 11 см Знаходимо максимальну гнучкість ноги вишки:
Залежно від знаходимо коефіцієнт повздовжнього згину jmin= 0,58. Виконуємо перевірку стійкості ноги вишки:
Підбір проводиться за максимальним напруженням.
4.3. Розрахунок решітки вежі 4.3.1. Розрахунок пояса
Орієнтовано визначимо площу та радіус інерції перерізу пояса:
З сортаменту вибираємо трубу Тр. 244,5х6 мм: DH =244,5 мм, t =6 мм, A =44,95см2, i =8,419 см. Знаходимо максимальну гнучкість ноги вишки:
Залежно від знаходимо коефіцієнт поздовжнього згину jmin=0,35. Виконуємо перевірку стійкості пояса вишки:
Підбір проводиться за максимальною гнучкістю.
4.3.2. Розрахунок розкосів
Визначаємо необхідну площу перерізу розкосу:
Визначаємо діаметр розкосу:
Приймаємо затяжку з кругляком d=45 мм, площа якої Ap=15,89 см2. Виконуємо перевірку на міцність:
Перевірка гнучкості не потрібна, бо гнучкість елементів, що підлягають попередньому натягу, не обмежується.
4.4. Стійкість позацентрово-стиснутої вежі Знаходимо максимальну гнучкість вишки:
де µ1 – коефіцієнт для визначення розрахункової довжини:
Рисунок 4.1. – Схема для визначення гнучкості та схема поперечного перерізу
Знаходимо приведену гнучкість вишки:
Вираховуємо відносний ексцентриситет за формулою:
де – відстань від головної осі перерізу до осі ноги вишки; a=550 cм; – момент інерції перерізу вишки відносно головної осі:
де Iвл – власний момент інерції ноги вежі:
е – ексцентриситет:
Визначаємо умовну гнучкість:
Виконуємо перевірку стійкості вишки у цілому за формулою:
де φe=0,770;
Стійкість вишки забезпечена.
4.5. Розрахунок елементів вежі на витривалість Розрахунок ноги вишки на витривалість виконують за формулою:
де – коефіцієнт, який враховує кількість циклів навантажень; =0,77; – розрахунковий опір втомі, який залежить від міцності сталі та виду концентратора; Rv=100 MПа; - коефіцієнт, який ураховує асиметрію напружень:
Втомна міцність ноги вишки забезпечена. 4.6. Розрахунок підкронблочної балки На підкронблочну балку вишки передає6ться навантаження від балок рами кронблока. Можна вважати, що на кожну з двох підкронблочних балок передається зосереджене зусилля:
Для підкронблочної балки приймаємо сталь С245, для якої 240 МПа. Розрахункові та нормативні зусилля в балці:
Рисунок 4.2. – Розрахункова схема та поперечний переріз підкронблочної балки Вирахуємо потрібний момент опору:
Підбираємо двотавр 50Ш4: Wx = 3838 см3, Ix =96149,984 см4, Sx=2173 см3 Виконаємо перевірку міцності та жорсткості вибраної балки:
Міцність і жорсткість підкронблочної балки забезпечена. Приймаємо 2 таких болки 4.7. Розрахунок вузлів вежі 4.7.1. Розрахунок зварного з’єднання Перевіримо напруження змину ноги вежі:
Катет шва приймаємо kf=6 мм.
Рисунок 4.3. – Схема вузла
Приймаємо конструктивно товщину з¢єднувальних фланців 45 мм. Зварювання напівавтоматичне дротом Св-08ГЛ ( 20 кН/см2). Знайдемо розміри шва Ш2 кріплення розкосів решітки до фасонок. Визначаємо коефіцієнти форми шва для напівавтоматичного зварювання: 0,9; 1,05. Розрахунковий опір кутового шва по границі сплавлення з основним металом визначається через тимчасовий опір сталі з'єднувальних елементів:
Довжина кожного з двох флангових швів дорівнює 9,75 см. 4.7.2. Розрахунок болтових з'єднань
1. Для роскосів приймаємо болти М42 класу міцності 8.8 діаметром d=42 мм: А=13,75 см2; 2. Коефіцієнт умов роботи з¢єднання γb=0,9. Несуча здатність одного болта на зріз:
Несуча здатність одного болта при зминанні:
Приймаємо для кріплення одного болта d=42мм.
2. Для пояса приймаємо болти класу міцності 8.8 М30 діаметром d=30 мм: A=7,07 см2; Несуча здатність одного болта на зріз:
Несуча здатність одного болта при зминанні:
Приймаємо для кріплення 1 болт d=30 мм. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2018-05-29; просмотров: 174. stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда... |