Расчет бочки барабана.

3.1 Определим длина барабана: мм.

3.2 Рекомендуемое соотношение между диаметром барабана и каната для буровых лебедок:

имеем существующий барабан:

3.3 Для толщины стенки бочки примем коэффициент:

тогда:

мм.

3.4 Найдем величину коэффициента навивки каната на барабан:

где λ — коэффициент, зависящий от диаметра каната, модуля его упругости Е_к и толщины стенки барабана.

где: Е = 2,1х10⁵ МПа —модуль упругости стали;

Е_к- модуль упругости каната, МПа.

МПа

где: а=0,33…0,35 ([1], с.157).

Диаметр на 1-ого ряде навивки каната:

Диаметр на 2-ом ряде навивки каната:

Диаметр на 3-ем ряде навивки каната:

3.5. Найдем коэффициент для трех рядов навивки каната:

при 1-ом слое навивки каната:

при 2-ом слое навивки каната:

при 3-ом слое навивки каната:

3.6. Для двух значений натяжения ведущей струны каната, найдем удельную нагрузку на барабан.

имеем что:

при 1-ом слое навивки каната:

;

при 2-ом слое навивки каната:

при 3-ом слое навивки каната:

3.7 Рассчитаем нормальные напряжения в стенке бочки, рассматривая её как толстостенный сосуд под внешней удельной нагрузкой.

3.7.1 Найдем напряжения на волокнах внутренней поверхности:

где R_v - внутренний радиус барабан:

При номинальной рабочей нагрузке:

3.7.1.1 при 1-ом слое навивки каната:

3.7.1.2 при 2-ом слое навивки каната:

3.7.1.3 при 3-ем слое навивки каната:

3.7.2 Найдем напряжение на волокнах наружной поверхности:

При номинальной рабочей нагрузке:

3.7.2.1 при 1-ом слое навивки каната:

3.7.2.2 при 2-ом слое навивки каната:

3.7.2.3. при 3-ем слое навивки каната:

3.8 Эквивалентные напряжения определим по энергетической теории прочности для трёхосного напряженного состояния ; ; ;

где: ; ; ;

тогда: эквивалентные напряжения на наружных волокнах будет равны:

;

Эквивалентные напряжения на наружных волокнах будет:

при номинальной рабочей нагрузке:

3.9 Определим запас прочности по пределу текучести материала:

; ;

Вывод: При толщине стенки бочки барабана s=32 мм,

Запас прочности при рабочей номинальной нагрузке 80т. на 1-ом ряде намотки соответствует min значению установленного коэффициента запаса прочности буровых лебедок n=1.4. длина намотки каната на 1-ом ряду 34м.

Если при рабочей номинальной нагрузке канат переходит на 2-й ряд намотки, происходит сжатие барабана канатом, запас прочности не соответствует установленным нормам запаса прочности n=0.5. длина намотки каната на 2-ом ряду из расчета канатоемкости на АПР60/80 38м.

На 3-ем ряду намотки барабана соответствует min значению установленного коэффициента запаса прочности на буровые лебедки n=1.4.

Список используемой литературы:

1. Северенчик Н.А. Машины и оборудование для бурения скважин М.: Недр 1986г. – 368с.

2.

Дата добавления: 2015-09-02