Проверочные расчеты на прочность наиболее нагруженных

Элементов кронблока

Расчет опорных реакций на валах

Рисунок 2.3. Расчетная схема (1 скорость)

 

R_H1 = (2 ^.M_ведущ.) / d¶₁₇ = (2 ^. 0,0949_.) / 0,27646 = 65,80 кН (2.50)

S M_A = 0; S M_A = R_H1^. 763 – R_B^. 996 = 0

 

R_B = (R_H1^. 763) / 996 = (65,80^. 763) / 996 = 50,40 кН (2.51)

S Rj = 0; – R_A + R_H1 – R_B = 0

 

R_A = R_H1 – R_B = 65,80 – 50,40 = 15,40 кН (2.52)

 

Рисунок 2.4. Расчетная схема (2-скорость)

 

R_H2 = (2 ^.M_ведущ.) / d¶₂₀ = (2 ^. 9,0949_.) / 0,32474 = 56,01 кН

 

S M_A = 0; S M_A = R_H2^. 233 – R_B^. 996 = 0

 

R_B = (56,01^.233) / 996 = 13,10 кН

 

R_A = R_H2 – R_B = 56,01 – 13,10 = 42,91 кН

 

Расчет подшипника ведущего вала ведем по максимальной реакции в опоре R_max = R_B = 50,40 кН.

 

Расчет опорных реакций на ведомом валу

Рисунок 2.5. Расчетная схема (I-скорость – «быстрая» скорость)

 

R_H3 = (2 ^.M_ведущ.) / d¶₃₄ = (2 ^. 30,90_.) / 0,55057 = 112,25 кН

 

S M_A = 0; S M_A = Р_H1^.1739 + R_B^. 1972 = Р_H3^. 2322 = 0

 

R_B = (112,25^. 2322 + 65,80 ^. 11739) / 1972 = 74,15 кН

 

R_A = Р_H1 – R_B + Р_H3 = 65,80 – 74,15 + 112,25 = 103,90 кН

Рисунок 2.6. Расчетная схема (II-скорость – «быстрая» скорость)

 

R_H3 = (2 ^. 14,54_.) / 0,55057 = 52,82 кН

 

S M_A = 0; S M_A = Р_H2^.233 + R_B^. 1972 – Р_H3^. 2322 = 0

 

R_B = (52,82^. 2322 + 56,01 ^. 233) / 1972 = 55,58 кН

 

R_A = Р_H2 + R_B – Р_H3 = 56,01 + 55,58 – 52,82 = 58,77 кН

 

Рисунок 2.7. Расчетная схема (I-скорость – «тихая» скорость)

 

R_H4 = (2 ^.M_ведущ.) / d¶₁₃ = (2 ^. 30,90_.) / 0,30864 = 200,23 кН

 

S M_A = 0; Р_H1^. 1739 + Р_H4 ^. 233 – R_B^. 1972 = 0

 

R_B = (65,80^.1739 + 200,23 ^.233) / 1972 = 83,68 кН

 

R_A= – Р_H1 + R_B + Р_H4 = – 65,80 + R_B + 200,23 = 216,11 кН

 

Рисунок 2.8. Расчетная схема (II-скорость – «тихая» скорость)

 

R_H4 = (2 ^. 14,54_.) / 0,30864 = 94,22 кН R_H2 = 56,01 кН

SM_A = 0; Р_H2^. 233 + Р_H4 ^. 233 – R_B^. 1972 = 0

R_A= 55,96 кН; R_B = (56,01 ^. 233 + 94,22 ^. 233) / 1972 = 17,75 кН

Расчет опорных подшипников на долговечность ведомого вала ведем по максимальной реакции в опоре.

R_A= 103,90 кН – возникающий при подъеме бурильной колонны.

 

Расчет опорных реакций на подъемном валу

Канат находится на середине барабана:

 

Р_к = (2 ^.М_п.в.) / D_p (2.53)

 

где М_п.в – момент на подъемном валу при n = 97 об/мин;

D_p – расчетный диаметр барабана.

М_п.в = 593/97 = 59,61 кНм (2.54)

 

Р_к = (2 ^. 59,61_.) / 0,594 = 200,71 кН

 

Рисунок 2.9. Распределение нагрузок

 

Р₁/Р₂ = 479/437,5; Р_к / (Р_к – Р₁) = 479/437,5;

 

Р₁ = (479 ^. 200,71) / 916,5 = = 104,89 кН;

 

Р₂ = Р_к – Р₁ = 200,71 – 104,89 = 95,82 кН.

 

 

Рисунок 2.10. Расчетная схема

 

SM_A = 0; Р₁^. 614,5 + Р₂^. 1531 – R_B^. 1972 – Р_Н4 ^. 233 = 0

 

R_B = (104,89^. 614,5 + 95,82 ^. 1531 – 94,22^. 233) / 1972 = 95,94 кН

 

R_A= Р_Н4 + Р_к– R_B = 94,22 + 200,71– 95,94 = 198,99 кН

 

Р₁ = 73 Р_к / 916,5; Р₁ = (73 ^. 200,71_.) / 916,5 = 15,98 кН

 

Р₂ = 200,71 – 15,98 = 184,73 кН

 

Рисунок 2.11. Расчетная схема

 

SM_A = 0; Р₁^. 614,5 + Р₂^. 1531 – R_B^. 1972 ^. Р_Н4 ^. 233 = 0

 

R_B = (15,98^. 614,5 + 184,73 ^. 1531 – 94,22^. 233) / 1972 = 137,26 кН

 

R_A= 94,22 + 15,98 + 184,75– 137,26 = 157,69 кН

 

Канат находится у левой реборды.

 

Рисунок 2.12. Распределение нагрузок

 

Р₁ = 885 ^.Р_к / 31,5 ^. 885;

Р₁ = (885 ^. 200,71_.) / 916,5 = 193,81 кН

 

Р₂ = 200,71 – 193,81 = 6,9 кН

 

Рисунок 2.13. Расчетная схема

 

R_B = (Р₁^. 614,5 + Р₂^. 1531 – Р_Н4 ^. 233) / 1972

 

R_B = (193,81^. 614,5 + 6,9 ^. 1531 – 94,22^. 233) / 1972 = 54,61 кН

 

R_A= 94,22 + 200,71 – 54,61 = 240,32 кН

 

Расчет опорного подшипника на долговечность ведем по максимальному значению реакции R_A = 240,32 кН, возникающий при подъеме бурильной колонны.

 

Расчет долговечности подшипников ведущего вала

Опорный подшипник 3630 ГОСТ 5721-75

150 х 320 х 108С = 778 кН.

Q – расчетная нагрузка

 

Q = R_max^.K_s^.K_к

 

где K_s– коэффициент безопасности;

K_к – коэффициент вращения.

Q = 50,40^. 1,5 ^. 1,0 = 75,6 кН.

 

Долговечность

 

L = (C / Q)^10/3 = (778 / 75,6)^10/3 = (10,29)^10/3 = 2250 млн. об (2.58)

 

Ln = (10^6.L) / (60 ^.n) = (10^6. 2250) / (60 ^. 740) = 50675 час (2.59)

Опорный подшипник 3634 ГОСТ 5721-75

170 х 360 х 120С = 984 кН.

Q = R_max^.K_s^.K_к

 

Q = 103,90^. 1,5 ^. 1,0 = 155,85 кН.

 

L = (C / Q)^a = (984 / 155,85)^10/3 = (6,32)^10/3 = 460 млн. об

 

Ln = (10^6.L) / (60 ^. 199) = 38 526 час

 

160 х 340 х 114; С = 897 кН, С₀ = 1010 кН

n = 800 об/мин

4₂ 332А ГОСТ 8328 – 75

160 х 340 х 68; С = 8800 кН, С₀ = 6800 кН

n = 1500 об/мин

 

под звездочкой z = 34 ГОСТ 5721-75

200 х 360 х 96; С = 718 кН, С₀ = 935 кН

n = 800 об/мин

42240 ГОСТ 8328 – 75

 

200 х 360 х 58; С₀ = 485 кН; n = 1250 об/мин

под звездочкой z = 35 и z = 63 имеют скорости вращения 199… 423 об/мин без нагрузки, при нагрузке R = 112,25 кН скорость вращения n = 0.

Подшипники на долговечность не рассчитываются.

Опорный подшипник 3638 ГОСТ 5721-75

 

190 х 400 х 132 - 1190 кН

 

Q = 240,32^. 1,5 ^. 1,0 = 360,48 кН

 

L = (1190 / 360,48)^10/3 = (3,30)^10/3 = 70 млн. об

 

Ln = (10^6.L) / (60 ^. 97) = 12030 час.

 

Подшипники под звездочками z = 35 и z = 40 3534 ГОСТ 5721-75

 

170 х 310 х 86; С = 578 кН, С₀ = 703 кН

n = 1000 об/мин

 

имеет скорость вращения 46… 360 об/мин без нагрузки, при нагрузке R_max = 112,25 кН скорость вращения n = 0.

 

Специальный раздел