Расчет параметров буровой лебедки

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

[pic 1]

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра бурения

Практическая работа №2

По дисциплине:                        Монтаж и эксплуатация бурового оборудования

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)[pic 2]

Тема:        Расчет параметров буровой лебедки[pic 3]

Автор: студент гр.        НБ-18-1                                                                                               /Ли В.Ю./

(подпись)        (Ф.И.О.)[pic 4][pic 5]

ОЦЕНКА:[pic 6]

Дата:        [pic 7]

ПРОВЕРИЛ:        доцент        /Кузнецова Н.Ю./

         (должность)        (подпись)        (Ф.И.О.)[pic 8][pic 9][pic 10]

Санкт-Петербург

2021

Исходные данные:

2.1 Кинематический расчет

По исходным данным выбираем лебедку ЛБУ-1400.

Рассчитаем аналогично 1-ой задаче вес подвижных частей талевой системы:

[pic 12]

[pic 13]

[pic 14]

Коэффициент сопротивления шкива талевой системы равен:

[pic 15]

Далее рассчитаем вес бурильной колонны:

[pic 16]

Зная значения весов подвижных частей талевой системы и бурильной колонны можем рассчитать необходимую мощность на барабане лебедки.

[pic 17]

Тогда мощность привода:

[pic 18]

Теперь перейдем к расчету скоростей подъема крюка. Минимальную скорость можем принять, как 0,2 м/с. Так как кратность нашей оснастки 12, то максимальную скорость рассчитаем, как:

[pic 19]

Промежуточные скорости подъема крюка рассчитываем с помощью знаменателя геометрической прогрессии, который рассчитывается следующим образом:

[pic 20]

[pic 21]

[pic 22]

[pic 23]

[pic 24]

[pic 25]

Также рассчитаем нагрузки на крюке, преодолеваемые лебедкой на каждой скорости. Для этого изначально определим диаметр барабана:

[pic 26]

Диаметр выбранного нами прототипа 800мм, что соответствует расчету.

Тогда диаметр конечного слоя навивки:

[pic 27]

Теперь можем вычислить средний диаметр барабана:

[pic 28]

Зная средний диаметр барабана, можем вычислить число оборотов барабана при промежуточных скоростях:

[pic 29]

[pic 30]

[pic 31]

[pic 32]

[pic 33]

[pic 34]

Длина бочки барабана:

[pic 35]

Данный показатель также подходит под характеристики прототипа (1445 мм).

Число витков каната в одном слое:

[pic 36]

Рассчитаем длину каната, используемого на барабане лебедки:

[pic 37]

Наконец можем рассчитать нагрузку на крюке, преодолеваемую лебедкой на каждой скорости:

[pic 38]

[pic 39]

[pic 40]

[pic 41]

[pic 42]

[pic 43]

Вывод:

Исходя из проведенных нами расчетов, можем сделать вывод, что выбранный нами прототип лебедки удовлетворяет заданным условиям. Диаметр барабана лебедки и длина бочки барабана входят в рассчитанный диапазон.

2.2 Проверочный расчет бочки барабана лебедки

Исходные данные для расчета:

-материал бочки барабана - сталь 30 с пределом текучести =300 МПа;[pic 44]

-натяжение ведущей ветви каната Рхк-260 кН;

-оснастка талевой системы 6х7;

- диаметр талевого каната 35 мм.

Проверочный расчет проводится по нормальному напряжению в стенке бочки барабана.

Толщину стенок барабана следует выбирать с учетом конструктивных соображений в пределах:

 = мм[pic 45][pic 46]

Удельная нагрузка:

[pic 47]

где R6 - радиус бочки барабана;

t – шаг навивки каната, t=dк+2 мм;