Расчет ноги вышки на прочность

Цель работы: Научиться выполнять проверочный расчет вышки на устойчивость.

 

Исходные данные:

· Нагрузка на крюке от веса наиболее тяжелой колонны (взять из практического занятия №1),

· собственный вес вышки G_в = 300 кН,

· высота вышки Н =45 м.

· Остальные данные взять из таблицы 4 согласно своего варианта.

 

Таблица 4

вариант	с, м	т, м	D, мм	d, мм	К, м	sпц, МПа	а, МПа	в, МПа	l, м
		2,5			1,25			11,4
		2,2			1,1			11,5
					1,0			11,1
		2,5			1,1			11,4
		2,2			1,0			11,4
					1,0			11,5
		2,2			1,1			11,1
					1,25			11,5
		2,5			1,25			11,1
		2,2			1,1			11,4
		2,5			1,0			11,4
					1,0			11,1
		2,2			1,25			11,5
					1,1			11,4
		2,5			1,2			11,4
		2,5			1,2			11,5
		2,2			1,25			11,4
					1,1			11,1
		2,2			1,0			11,5
		2,2			1,0			11,4
		2,5			1,1			11,4
		2,2			1,25			11,1
					1,1			11,5
		2,5			1,2			11,5
		2,2			1,25			11,1
					1,25			11,4
		2,5			1,2			11,1
					1,25			11,4
		2,2			1,1			11,5
		2,5			1,1			11,4

 

 

Порядок выполнения:

 

_1. Определяем вертикальную нагрузку на вышку. Q_в = Q_кр + Р_х.к + Р_н.к + Q_к.б + G_в

 

2. Определяем нагрузку на ногу вышки

где a - угол наклона ноги к вертикали, град.

где с и т соответственно размеры нижнего и верхнего оснований вышки.

 

3. Определяем радиус инерции сечения ноги

 

где J – момент инерции сечения, мм⁴;

F – площадь сечения стержня, мм²

 

где Д – наружный диаметр трубы, мм

d – внутренний диаметр трубы, мм

d = Д - 2d

где d - толщина стенки трубы, мм

 

4. Определяем гибкость ноги вышки

где m = 1 – коэффициент приведения длины

l – длина одной секции ноги, м

5. Определяем предельную гибкость

где Е = 2,1´10⁵ МПа – модуль упругости материала

s _пц – предел пропорциональности, МПа

6. Если l ³ l _пред, то критическую силу определяем по формуле Эйлера

если l < l _пред, то критическую силу определяем по эмпирической формуле Р_кр = (а - вl)4F, Н

где а, в коэффициенты, зависящие от материала, МПа

7. Определяем коэффициент запаса устойчивости

8. Делаем вывод о прочности ноги вышки. Если П_у ³ [ П_у ] – прочность соблюдается. Где [ П_у ] = 1,8 ¸ 3,0 – требуемый коэффициент запаса устойчивости.

Практическая работа 4

Выбор и проверочный расчет талевого каната

 

Цель работы: Научиться производить выбор талевого каната и выполнять его проверочный расчет

Учебные пособия:

1. Лесецкий В.А, Ильский А.Л. «Буровые машины и механизмы». М., Недра, 1980г.

2. Палашкин Е.А. «Справочник механика по глубокому бурению». М., Недра, 1981г.

Дополнительные указания:

Максимальную нагрузку на крюке от веса наиболее тяжелой колонны с учетом динамических нагрузок взять из практического занятия №1.

Тип оснастки талевой системы взять из практического занятия №1,

диаметр бочки барабана лебедки из таблицы 5.

 

Таблица 5

вариант

Дб, мм

вариант

Дб, мм

 

Порядок выполнения.

1. Определить коэффициент полезного действия талевой системы.

-коэффициент сопротивления шкива.

 

2. Определить натяжение ходового конца талевого каната

 

3. Определить разрывное усилие каната

Р_разр = Р_х.к [К], приняв [К] = 3,5 и по таблице 5 выбрать талевый канат.

 

Выписать необходимые данные каната

Р_разр = кН, d_к = мм, F_к = мм², d = мм (3-го слоя)

s_в = МПа

 

4. Определить суммарное напряжение в канате

принять модуль упругости каната Е_к = 1 × 10⁵ МПа

 

5. Определить фактический коэффициент запаса прочности каната

, [ К ] = 3­¸ 5

6. Сделать вывод о соответствии требованиям выбранного каната.

Таблица 6 - Характеристики талевых канатов

ЛК-РО 6´1+6+(6´6)+12=186 (ГОСТ 16853-79)

Диаметр каната, мм	Площадь сечения, мм	Удельная масса, кг/м	Разрывное усилие каната в целом в кН при временном сопротивлении проволоки, МПа	Диаметр проволок внешнего слоя, мм
41,3 44,5	300,6 370,3 464,99 564,23 671,6 -	1,9 2,66 3,38 4,25 5,05 5,98 6,6 8,2			1,6 1,8 2,2 2,4 2,6 2,8

 

Практическая работа 5