2020-04-07
236
Принятые обозначения и исходные параметры при расчете барабана лебедки ЛБУ 1100 представлены в таблице 2, а расчетная схема барабана - на рис. 1.
Рисунок 1. Расчетная схема барабана
2 Принятые обозначения и исходные параметры при расчете барабана лебедки ЛБУ 1100
Табл.
Расчет:
Эквивалентные напряжения в стенке барабана, в середине и у лобовины определяются по теории прочности энергии формоизменения в плоско-напряженном состоянии, при этом
(1)
где
(2)
Если учесть только сжимающие окружные напряжения, то будем иметь
где φ = α · n – определяется в первом приближении по табл. 3.
Толщина стенки барабана будет равна
Коэффициент φ зависит от соотношения жесткости каната на растяжение (Eк · Fк) и стенки барабана на сжатие (Eб · δ ·t) и определяется через параметры
а также параметра Ф, учитывающего количество слоев при навивке каната на барабан и соотношения диаметров каната и барабана
|
|
|
Для нашего случая
Таблица 3. Коэффициент α (в первом приближении)
Согласно таблице 4 определяем коэффициент α = 0,458.
Следовательно, φ = α · n = 1,832.
Второе приближение φ = 1,832.
δ = 5 см.
Таблица 4. Коэффициент α (второе приближение)
Расчет на устойчивость барабана лебедки
Найдем наименьшую критическую нагрузку
При расчете на устойчивость принято считать, что
σкр = 0,8 · σТ ; σкр = 0,8 · 4880 = 3904 кг/см2.
Коэффициент запаса на устойчивость равен
где
Учитывая, что полученный коэффициент запаса на устойчивость меньше допускаемого, необходимо увеличить толщину стенки барабана или установить кольцо жесткости толщиной не менее
Однако, в данном примере устойчивость барабана была повышена за счет увеличения толщины стенки барабана. Примем δ = 6 см.
| rср | > 3 ÷ 5 |
| δ |
Определение напряжений в стенке барабана лебедки. На достаточном расстоянии от торцов цилиндрическая стенка барабана может рассматриваться как тонкостенная оболочка под действием внешнего давления
В продольном направлении напряжения растяжения возникают от нагрузки Н = с · п · Т, действующей на лобовине барабана,
Таким образом, σэкв по энергетической теории прочности
Напряжения в стенке барабана у лобовины. При расчете эвкивалентного напряжения в стенке барабана у лобовины определяются напряжения в зоне стыка от изгиба и растяжения
и в окружном направлении
Где М0 – изгибающий момент, действующий на стенку барабана в зоне стыка; σхр – напряжение растяжения стенки от осевой нагрузки, определяемой по формуле.
|
|
|
Изгибающий момент
Где θq – угол поворота края лобовины; kл, kт - коэффициенты; k, β – параметры.
Параметр β определяется по формуле
Параметр k определяется по формуле
Угол поворота равен
где т – параметр.
Жесткость лобовины Dл определяется по зависимости
Где ν = 0,3 – коэффициент Пуассона.
Параметр т определяется по формуле
Где
| ηл = | 1 | - параметр, причем αл = | α |
| αл | R |
Радиус навивки второго слоя каната равен
Коэффициент kл вычисляется следующим образом
где
- приведенная толщина стенки лобовины
Коэффициент kт определяется по формуле
Где sт – толщина торцевой стенки;
| αm = | rc | - параметр |
| α |
Подставляя исходные и пропуская промежуточные данные, будем иметь напряжение в стенке барабана в зоне стыка от изгиба и растяжения
Напряжение в окружном сечении
2.3.3 Организационный раздел
(в задании на курсовое (дипломное) проектирование – раздел 3)
В этом разделе студент раскрывает организационные и технологические
вопросы, связанные с эксплуатацией, обслуживанием, ремонтом и монтажом нефтегазового оборудования, изготовлением узлов машин и механизмов, а также организацию и проведение буровых, эксплуатационных и ремонтных работ на нефтегазовых месторождений. То есть в организационном разделе раскрывается сущность проекта, сформулированного в названии темы.
Если тема связана с ремонтом оборудования, то основными вопросами раздела являются:
-структура ремонтного цикла и график плановых ремонтов;
-технологический процесс ремонта (организация и техническое оснащение мойки узлов и деталей, разборка оборудования, диагностика узлов и деталей, процессы ремонта деталей, сборка и испытание отремонтированного оборудования).
-проверочные специальные технологические расчеты процессов бурения добычи нефти и газа, аварийных работ с использованием проектируемого оборудования.
-воспроизведение работы оборудованием с включением в процесс новейших технологий и техники с проведением тренажерных стендовых (лабораторных) имитаций.
Для закрепления материала по направлениям подготовки «Техническое обслуживание и ремонт детали машин» большое значение имеет включение вопросов по ремонту (реставрации) деталей и вопросы по поверхностному их упрочнению. Причем студент может самостоятельно разработать технологический процесс ремонта оборудования и деталей разными методами.
Далеко не на всех ремонтных предприятиях существуют действующие испытательные стенды для контроля параметров и работоспособности отремонтированного оборудования или воспроизводящие его работу. Проектирование или воспроизведение технологического процесса с помощью эксплуатационных стендов эксплуатационных стендов, испытательных стендов, тренажеров-имитаторов и т.д. рассматривается в разделе 3.2.
В разделе могут быть воспроизведены с применением тренажеров имитаторов технологические процессы с проектированным оборудованием.
Проверочные и специальные технологические расчеты процессов бурения добычи нефти и газа, аварийные работы с использованием проектируемого оборудования. Воспроизведение работы оборудования с включением в процесс новейших технологий и техники с проведением тренажерных стендовых (лабораторных) имитаций.
Вопросы охраны труда, правил безопасности, безопасности жизнедеятельности и промышленной безопасности в соответствии с ФЗ-116 ”О промышленной безопасности опасных производственных объектов” (практически все объекты в нефтегазовой промышленности являются опасными и подконтрольными Ростехнадзору РФ) также включаются в организационный раздел. Их назначение - раскрыть безопасные приемы выполняемых работ, требования к оборудованию и инструменту, мероприятия по безопасному ведению работ в зависимости от того, какое конкретное оборудование рассматривается и какие работы производятся. Причем, достаточно значимым заданием является раскрытие вопросов промышленной безопасности.
|
|
|
Если тематика проекта связана с монтажом оборудования, то рассматриваются вопросы его транспортировки, сооружения фундаментов, крепления оборудования к основаниям и фундаментам, оснащенности монтажных бригад грузоподъемными средствами, землеройной техникой, сварочным оборудованием и т. д. Внимание в этом случае необходимо уделять подбору и обращению, например со стальными канатами, проведению сварочных работ, работ производимых на высоте.
Проект, рассматривающий вопросы изготовления приспособлений и оборудования, в организационном разделе раскрывает технологические процессы обработки заготовок, режимы последующих поверхностных упрочнений деталей (поверхностная закалка, химико-термическая обработка, наплавка и металлизация износостойких композиционных материалов).
В организационном разделе рассматриваются вопросы о влиянии процессов, проводимых при эксплуатации, обслуживании и ремонте, монтаже, изготовлении оборудования, на окружающую среду. Это особенно важно, когда речь идет о сооружении трубопроводов, буровых установок, транспортировке крупногабаритного оборудования волоком, перекачивания легко испаряемых агрессивных сред. Описывается конкретное вредное влияние проводимых мероприятий (процессов) на окружающую среду. Рассматриваются применяемые меры и технические средства по предотвращению загрязнений почвы, водоемов и атмосферы. Причем эти вопросы увязываются с тематикой проекта. Причем, проектируемое оборудование, препятствующее разливам и утечки нефти и газа, относится к разряду эффективно применяемых новых средств охраны окружающей среды.
|
|
|
Примечание. Студенты СПО (специальность) и ВПО выполняют все пункты организационного раздела, студенты СПО рабочих профессий на 2 пункта меньше.
