![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Необходимый тормозной момент
Расчет ленточного тормоза проводится с учетом следующих условий: предполагается, что при опускании буровых и обсадных труб торможение проводится только ленточными тормозами. Максимальная нагрузка применяется при опускании в скважину обсадных труб. Тормозной момент, необходимый при опускании буровой или обсадной колонны определяется по следующей формуле:
М=К (М1+М2 +М3), (2.1)
где М1–статический момент на барабане лебедки, возникающий от вибрации при опускании буровой колонны в процессе натяжения ходового конца талевого каната, Нм
М1=((Q+Gтс) hт.с.Dp) / iтс.2, (2.2)
где М2–динамический момент от вибрационного водействия торможения поступательно движущихся подвижных масс, дополнительно возникающий в процессе натяжения ходового конца талевого каната, Нм
M2=((Q+Gт.с) Vmax.hтс.Dp) / g.t.iтс.2, (2.3)
где М3–динамический момент, возникающий на подъемном валу барабана лебедкиот натяжения ходового конца при торможении вращающихся масс подъемного вала и талевой системы, Нм. В соответствии с техническими характеристиками буровой лебедки и его грузоподъемности можно принять, что скорость подъема и скорость опускания равны. Момент инерции первого слоя талевого каната:
I1=h [(p. D1 . q) / д]=D21 / 4, (2.4)
где n–количество слоев на барабане; n=(длина бочки / ход)–1=840 / 28–1=29; D1=0, 706 м–диаметр первого слоя; q=3, 38–масса первого погонгой метра; д=9, 8 м/с2–уменьшение ускорения свободного падения.
I1=29 [(3, 14 . 0, 706. 3, 38) / 9, 81]=0, 7062 / 4=27, 60 Нм.
Момент инерции второго слоя каната:
I2=n [(p. D2 . q) / g] . D22 / 4; I2=29 [(3, 14 . 0, 758. 3, 38) / 9, 81]. 0, 7582 / 4=34, 2 Нм.
Момент инерции третьего слоя каната:
I3=n [(p. D3 . q) / g] . D23 / 4; I3=29 [(3, 14 . 0, 81. 3, 38) / 9, 81] . 0, 812 / 4=41, 7 Нм.
Момент инерции четвертого слоя каната: I4=n [(p. D4 . q) / g] . D24 / 4;
I4=29 [(3, 14 . 0, 862. 3, 38) / 9, 81] . 0, 8622 / 4=50, 2 Нм.
Суммарный момент инерции слоев талевого каната:
I=I1 + I2 + I3 + I4. (2.5) I=27, 6 + 34, 2 + 42, 7 + 50, 2=153, 7
Тормозной момент при спуске обсадных колон:
М1=((Q + Gтс) hт.с. Dp) / iтс. 2 (2.6) М1=((200 000 + 5500) 0, 957 . 0, 785) / 10 . 2=77190 Нм. M2=((Q + Gт.с) Vmax.hтс. Dp) / g . t . iтс. 2 (2.7) M2=((200 000 + 5500) 0, 2 . 0, 957 . 0, 785) / 9, 81 . 3 . 10 . 2=520 Нм. M3=I .е =72 .1, 7=1220 Нм (2.8) M= М=1, 2 (77190 + 520 + 1220)=94720 Нм.
Тормозной момент при спуске буровой колоны:
М`1=((Q + Gтс) hт.с. Dp) / iтс. 2; М`1=((100 000 + 5500) 0, 849 . 0, 785) / 10 . 2=35160 Нм; M`2=((Q + Gт.с) Vmax.hтс. Dp) / g . t . iтс. 2; M`2=((100 000 + 5500) 0, 43 . 0, 849 . 0, 785) / 9, 81 . 3 . 10 . 2=510 Нм; M`3=I .е =72 . 3, 6=2630 Нм; M=
Расчетный тормозной момент:
M=94720 Нм.
Окружная сила приходящаяся на каждый тормозной шкив:
P0=M / Dm=94720 / 1, 18=80270 Н, (2.10)
где Dm–диаметр тормозного шкива
tw=Р0 / ℓ ma – 1=80270 / 4, 107 – 1=25 (2.11)
где ℓ –натуральный логарифм, ℓ =2, 718; m=0, 3–коэффициент трения по стали; a–угол обхвата ленты; a=2700. 3p/2=4, 71 радиан.
Натяжение верхнего конца ленты:
Т=tw. ℓ m=25830 .4, 107=106080 Н. (2.12)
Удельное давление на поверхности тормозных колодок на набегающем конце ленты:
q=2Т / (Dm. В)=2.106080 / (118.23)=0, 78 МПа (2.13)
где В=23 см–ширина ленты.
Удельное давление на поверхности тормозных колодок на сбегающем конце ленты:
q=2 . tw / (Dm . В)=2 . 25840 / (118 . 23)=0, 19 МПа (2.14)
qmax< [q]=1, 5 МПа.
Крутящий момент на коленчатом валу привода тормоза:
Mк= 2 tw. hк (2.15) Mк=2·25830 . 0, 04=206640 Нм,
Где hk=40 мм–вращающее движение стягивающей силы. Усилие необходимое для воздействия на рукоятку тормоза:
Pp=Mк / hp=206440 / 145= 1420 Н, (2.16)
где hp–145 см–плечо стягивания. Усилие необходимое для приведения в движение рукоятки тормоза превышает человеческое физическое усилие, поэтому необходимо применение дополнительно при опускании обсадных колон применять пневмоцилиндры. Сила возникающая при работе пневмоцилиндра:
Pц=Mк / h=206640 / 12, 1=17080 Н, (2.17)
где h–плечо стягивания пневмоцилиндром. Давление воздуха необходимое для работы пневмоцилиндра: Р=Р4 / (hц. Fn)=17080 / (0, 85 . 254)=0, 79 МПа, (2.18)
Где hц – К.П.Д. пневмоцилиндра і=0, 85; Fn –площадь поршня пневмоцилиндра; Fn =254.
В этом случае сила, возникающая в пневмоцилиндре:
P`ц = p . Fn.hц. (2.19) P`ц = 0, 8 . 0, 85. 254 = 17270 Н.
Сила возникающая при опускании обсадной колонны на кинематических элементах ленточного тормоза. Расчетный тормозной момент:
М = 45960 Нм.
Окружная сила на каждом тормозном шкиве:
P0 = M / Dm = 45960 / 1, 18 = 38950 Н.
Натяжение нижнего конца ленты:
tw = Р0 / ℓ ma – 1 = 38950 / 4, 107 – 1 = 12540 Н.
Натяжение верхнего конца ленты:
Т = tw. ℓ ma = 12540 . 4107 = 51490 Н.
Удельное давление на поверхности тормозных колодок на сбегающем конце ленты: qmax = 2Т / (Dm . В) = 2 . 51490 / (118 . 23) = 0, 38 МПа.
Удельное давление на поверхности тормозных колодок на набегающем конце ленты:
qmax = 2 . tw / (Dm . В) = 2 . 12540 / (118 . 23) = 0, 092 МПа.
Крутящий момент на коленчатом валу:
Mк = 2 tw. hк = 2 . 12540 . 4 = 100 320 Нм.
Усилие необходимое на тормозной рукоятке:
Pp = Mк / hp = 100 320 / 145 = 6920 Н.
И в данном случае усилие, необходимое для приведения в движение рукоятки тормоза требует усилий больше человеческих, поэтому необходимо использовать дополнительно пневмоцилиндр. Усилие возникающее в пневмоцилиндре:
Pц = 1000320 / 12, 1 = 8290 Н.
Необходимое давление в пневмоцилиндре:
P = Pц / (Fn.hц) = 8290 / (254. 0, 85) = 0, 38 МПа.
При опускании обсадных труб давление в пневмоцилиндре не должно быть ниже 0, 4 МПа. Тогда в пневмоцилиндре возникает усилие:
P`ц = p . Fn.hц = 0, 4 . 254. 0, 85 = 8650 Н.
|