Тормозной момент барабана лебедки определяется выражением
Обновлено: 22.12.2024
Напряжение сжатия в стенке барабана буровой лебедки
После того, как определены основные размеры барабана , производится расчет напряжения сжатия в стенке барабана буровой лебедки . При навивке каната в стенках бочки барабана возникают напряжения сжатия, изгиба и кручения. В связи с тем, что осевой и полярный моменты сопротивления барабана больше, напряжениями изгиба и кручения, возникающими в стенке барабана можно пренебречь. Под действием сжимающих усилий каната оболочку рассматривают как трубу, нагруженную внешним равномерным давлением.
Виток каната, навитый на барабан, сжимает оболочку, уменьшая ее диаметр в зоне, прилегающей к витку. Диаметр барабана при навивке следующего витка еще более уменьшается, в результате чего натяжение каната в нем снижается. Каждый последующий виток изменяет натяжение в ранее навитых витках, поэтому при расчете напряжения в стенке барабана вводят коэффициент а z , учитывающий уменьшение среднего давления оболочку.
Решение . Определяется отношение жесткостей каната и оболочки из выражения
Определястся безразмерный параметр
Теперь можно определить коэффициент а z по слоям навивки:
для первого слоя (12.71)
для второго слоя (12.72)
Напряжение сжатия в стенках барабана по формуле (12.68), приведенной выше
Для торможения барабана (подъемного вала) при спускоподъемных операциях, а также при подаче инструмента на забой в процессе бурения служат тормозные устройства буровых лебедок.
В планетарных лебедках тормоза подъема служат для подъема инструмента, а тормоза спуска - регулирования скорости движения спускаемой колонны, полного ее торможения и удержания в подвешенном состоянии. В качестве тормозов подъема и спуска применяют фрикционные, колодочные и ленточные тормоза.
Тормоза спуска работают в более тяжелых условиях. Для облегчении их работы, для бурения скважин на нефть и газ, тормозные устройства оснащают регулирующими тормозами, ограничивающими скорость спуска бурильной колонны.
В лебедках буровых станков для геологоразведочного бурения наибольшее распространение получили двухколодочные тормоза.
Расчет тормоза спуска . Тормозной момент при спуске колонны:
Эквивалентный радиус (12.77)
Рис. 12.10. К расчету силы трения на элементарной площадке тормозного шкива
Рис.12.11. Схема сил, действующих на тормозные колодки.
Равнодействующая нормальных давлений на колодки (12.79)
Нагрузки, действующие на колодку 1, находят из следующих выражений
Максимальное давлении р 0 между обкладкой и шкивом (12.83)
где b - ширина обкладки.
Среднее давление на обкладке (12.84)
Величина среднего допускаемого давления между обкладкой и шкивом зависит от материала фрикционной пары и назначения тормоза. Дня тормозов спуска, работающих в более тяжелых условиях, допускаемые давления меньше, чем для тормозов подъема.
Наиболее распространены обкладки из вальцованных материалов, а в тяжелонагруженных тормозах - из ретинакса. Обкладки из тканых материалов имеют меньшую износостойкость, особенно при напряженных режимах работы.
Расчет ленточного тормоза ( рис. 12.12 ).
Натяжение набегающего на барабан лебедки ведущей ветви каната при торможении (в МН)
Вращающий момент на барабане (12.86)
Окружное тормозное усилие (в кН) определяется по формуле (12.87)
Натяжение S н (в кН) набегающих концов лент с достаточной для практических расчетов точностью определяется по известной формуле Эйлера, устанавливающей соотношение между усилиями на концах гибкой нити
Читайте также: