Талевая система

Тяговое усилие с барабана лебедки подъемника передается на подъемный крюк стальным канатом через талевую систему.

Оснастка талевой системы, т. е. число шкивов, включаемых в ра­боту, определяется силой тяжести поднимаемого груза.

Рис. 169. Оснастки полиспаста.

На рис. 169 изображены четыре вида оснастки полиспаста.

При подъеме груза по схеме I, т. е. напрямую, сила Р, требуемая для подъема груза (), теоретически должна быть равна силе тяжести груза <?; при этом длина наматываемого на барабан каната будет равна высоте Я, на которую поднимается груз.

При подъеме груза по схеме II, т. е. с одним шкивом на талевом блоке, величина поднимаемого груза распределяется на два каната, причем натяжение каждого из них будет равно половине силы тя­жести поднимаемого груза — ¹/₂(?. Такое же натяжение будут испы-

тывать неподвижный и ходовой концы каната. Следовательно, при подъеме груза на талях с одним подвижным шкивом по схеме II величина силы Р равна половине силы тяжести поднимаемого груза. Однако в этом случае, чтобы поднять груз на высоту Я, на барабан надо намотать канат, длина которого будет в два раза больше высоты подъема, т. е. 2Я. Следовательно, в данном случае на подъем груза нужно затратить в два раза больше времени, чем при подъеме по схеме I.

На схеме III подъем груза производится также при помощи од­ного подвижного шкива, но неподвижный конец каната в этом случае закреплен не в стороне, а за серьгу подвижного шкива, т. е. груз (? висит на трех канатах и натяжение каждого из них равно ¹/₈@. Сила, необходимая для подъема груза @, при данной оснастке равна Р = = ¹/₃(?- Длина наматываемого на барабан каната будет в три раза больше высоты, на которую поднимается груз, т. е. ЗЯ.

Наконец, на схеме IV талевый блок имеет два подвижных шкива. Сила тяжести поднимаемого груза распределится на четыре каната, и сила натяжения каждого из них будет равна ¹/₄@. Тогда и сила, необходимая для подъема груза, будет, очевидно, равна одной четверти величины груза: Р = ¹/$. Длина наматываемого каната будет равна 4Я.

Для любой оснастки, т. е. для любого числа струн, длина наматы­ваемого на барабан лебедки каната

I = тН, (199)

а сила, требуемая для подъема груза, теоретически будет равна

Р = -^-_г (200)

где т — число струн оснастки талей; Р и () — сила в ньютонах.

В действительности благодаря наличию сил сопротивления в та­левом механизме (трение шкива о вал и щеки, трение каната и пр.) сила Р, прилагаемая к рабочему концу каната для подъема груза (?, будет несколько больше. Чтобы убедиться в этом, проделаем сле­дующий опыт.

Через шкив, подвешенный на серьге, перекинем канат. На одном конце каната подвесим груз в 100 кг. Чтобы поднять этот груз, нужно, оказывается, тянуть за другой конец каната с силой не 1000 Я, а 1030 Я, т. е. на 30 Я больше. Излишек в 30 Я затрачи­вается на преодоление разных сопротивлений в самом шкиве. Отно­шение получаемой работы к затрачиваемой, или в нашем случае отношение силы тяжести груза к затрачиваемой на подъем его силе, называется коэффициентом полезного действия системы.

В нашем случае к. п. д. шкива равен отношению

Талевые канаты изготовляют диаметром от 11 до 28 мм. Диаметр каната подбирается в зависимости от веса поднимаемого груза и мощности подъемного механизма. Канаты малых диаметров на про­мыслах обычно называют тартальными, так как они в основном при­меняются для тартания и поршневания скважин.

Канаты, применяемые для спуско-подъемных операций при под­земном ремонте скважин, должны иметь запас прочности не менее 2,5.

где п — число шкивов в оснастке.

Величина т] берется из таблицы в зависимости от числа роликов.

Кронблоки. Неподвижная часть талевой системы — крон-блок (рис. 170) располагается на верхней площадке вышки или мачты и состоит из шкивов, свободно насаженных на одном общем валу, покоящемся на металлической раме.

Рис. 170. Кронблок грузоподъемностью 500 кН.

Опоры шкивов в последних конструкциях кронблоков — шарико­подшипники. Кронблоки изготовляют с тремя, четырьмя или пятью шкивами, грузоподъемностью 150, 250, 500, 750 кН.

Талевые блоки. Талевые блоки изготовляют с числом шкивов от одного до четырех на грузоподъемность 100, 150^ 250, 500, 750 кН.

Как видно из рис. 171, шкивы блока сидят на общем валу. Щеки блока в верхней части соединены серьгой, к которой в случае необ­ходимости может прикрепляться конец талевого каната.

К нижней части щек подвешивается нижняя серьга, к которой подвешивается подъемный крюк.

Подъемные крюки. Подъемные крюки предназначены для подвешивания элеваторов, вертлюгов и другого оборудования при спуско-подъемных операциях. Крюки выпускаются грузоподъем­ностью 100, 150, 250, 500 и выше кН.

Талевый канат. Для оснастки талевой системы при под­земном ремонте и освоении скважин применяют канаты, изготовляе­мые из стальной проволоки с пределом прочности на растяжение от 14-10^е до 19-Ю⁸ Па (от 140 до 190 кгс/мм²).

Рис. 171. Талевый блок грузоподъемностью 500 кН. 1 — верхняя серьга; г — ось; з — канатный шкив; 4 — подшипник качения; 5 — нижняя серьга; 6 — болт-шарнир.