Анализ существующих конструкций подъемников для сборки башенных вышек (стр. 4 )

Подъемная часть включает четыре спаренные стойки со своими полиспастами, и сгруппирована в два транспортно-монтажных узла. Каждый узел представляет собой опорную раму санного типа, на которую параллельно уложены и шарнирно закреплены своими опорами две спаренные стойки (колонны). Внутренние и наружные четыре стойки посредством верхних поясов и диагональных тяг собирают в две панели и с помощью стрел, входящих в комплект подъемника, поднимают в вертикальное положение. Каждую поднятую панель крепят двумя подкосами к опорам на шарнирах. Подкосы устанавливают на наголовники и опоры, приваренные на рамах. Передняя и задняя грани подъемника содержат несущие балки (опорные балки), на которые перпендикулярно несущим балкам и параллельно друг другу установлены несущие трубы (подъемные балки), снабженные стропами для строповки секций вышки. Для предотвращения перемещения несущих труб с обеих сторон труб на

опорные балки вручную подставляют деревянные клинья. В комплексе подъемника предусмотрены монтажные лестницы, которые могут навешиваться на верхние пояса и использоваться при монтаже.

Несмотря на наличие двух транспортно-монтажных узлов устройство обладает низкой монтажеспособностью, связанной с конструктивными особенностями устройства, в частности:

- сборка, подъем и установка панелей подъемного устройства требуют больших затрат времени при монтаже/демонтаже устройства;

- наличие полиспастной оснастки приводит к необходимости уравнивания натяжения и длины канатов, что приводит к дополнительным затратам времени;

- потребность в демонтаже устройства до транспортно-монтажных узлов

после окончания сборки вышки и последующем монтаже его для разборки вышки.

Кроме того, конструкция данного устройства не обеспечивает (кроме верхней секции) возможность подачи в рабочую зону подъемного устройства готовых или предварительно собранных секций вышки, что ограничивает возможность его применения, и приводит к увеличению трудоемкости и времени на монтаж/демонтаж башенной вышки.

Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в повышении монтажеспособности устройства и снижение трудоемкости технологических операций за счет конструктивных изменений, обеспечивающих уменьшение времени на монтаж/демонтаж самого устройства и монтаж предварительно собранных секций вышки. Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для монтажа буровых вышек башенного типа, содержащем подъемное устройство, включающее четыре колонны, две опорные балки, установленные с возможностью вертикального перемещения вдоль колонн, подъемные балки, расположенные перпендикулярно опорным балкам и установленные с возможностью перемещения вдоль опорных балок, привод подъемного устройства, вспомогательную лебедку, при этом подъемные балки снабжены элементами для строповки секций вышки, согласно полезной модели, колонны выполнены в виде четырех домкратов, каждый из которых снабжен опорной площадкой и приводом, приводы домкратов связаны между собой и образуют привод подъемного устройства, на опорных площадках закреплены опорные балки, при этом подъемное устройство снабжено рельсовыми путями, предназначенными для установки на пол буровой и монтажной площадок, и тележками, на которых установлена рама, снабженная элементами для фиксации секций вышки.

Таким образом, предложенная полезная модель позволяет обеспечить посекционный монтаж/демонтаж вышки, тем самым значительно снизить трудоемкость технологических операций, кроме того выполнение колонн подъемного устройства в виде домкратов значительно сокращает время на монтаж самого устройства исключая его демонтаж после монтажа вышки, что повышает монтажеспособность устройства [1].

Техническая характеристика подъемника ПВЛ-60 представлена в таблице 2.1

2.2 Расчет на прочность основных деталей вышечного подъёмника

Исходные данные для расчетов:

- усилие на один из четырех, участвующих в подъеме, полиспастов 

Q = 600 кН (60 тс);

- к. п.д. канатного блока η = 0,98;

- коэффициент неравномерности Кн = 1,2

2.2.1.Расчет действительного разрывного усилия каната

Определяют расчетное тяговое усилие одного полиспаста 

Q = Q · Кн; (2.1)

Q = 600 · 1,2 = 720 кН;

Подбирают обоймы блочные монтажные - ОБМ 240-4 с наибольшим тяговым усилием 2400 кН (240 тс), с числом канатных блоков n = 4 (см. ОСТ 36-54-81) и кратностью полиспаста 

m = 4n = 4 · 4 = 16;

Определяют расчетное усилие в подвижной ветви каната полиспаста:

По табл. ОСТ 36-54-81 или паспорту на ОБМ 240-4 определяют соотношение диаметра канатного блока по дну канавки (Д = 405 мм) к максимальному диаметру каната (по профилю желоба канатного блока d = 15):

По определенному Д/d = 15 по таблице 2.2 принимают значение Kз = 3,0.

Рассчитывают расчетное разрывное усилие каната в целом RT по формуле:

RT = S · Kз; (2.4)

RT = 49,5 кН · 3,0 = 148,5 кН = 148500 Н.

По ГОСТу 2688-80 канат марки 15-Г-В-Н-Р-Т-1770 с разрывным усилием каната в целом R = 152000 Н, что несколько больше требуемого значения RT.

 

2.2.2 Расчет полиспаста

Полиспаст является простейшим грузоподъемным устройством, состоящим из двух блоков, оснащенных стальным канатом, начальный конец которого закрепляется к одному из блоков, другой конец каната, пря последовательно через ролики блоков в виде сбегающей ветви, идет на барабан лебедки. Принцип расчета полиспаста сводится к подсчету усилий на блоки полиспаста (по ним находят технические характеристики блоков); расчету каната для оснастки полиспаста с определением технических данных и длины каната, подбору тягового механизма.

Исходные данные для расчетов:

-  максимальный вес одной секции башенной вышки ВБ 53х320м

G0 = 3,8 т;

-  масса траверсы G3 = 1,1 т;

-  число роликов в блоке полиспаста mn = 4;

-  коэффициент полезного действия полиспаста ƞ = 0,851;

-  длина полиспаста в полностью растянутом виде h = 2,2 м;

-  диаметр роликов в блоках dp = 0,4 м;

-длина сбегающей ветви от ролика блока, с которого она сходит, до барабана лебедки l1 = 11 м;

-  расчетный запас длины каната l2 = 10 м;

-  масса обоих блоков полиспаста, Gб = 0,562 т;

-  масса 1000 м каната = 0,844 т.

Расчетные схемы полиспастов, расположенных вертикально представлен на рисунке 2.1.

Определяем усилие, действующее на крюке подвижного блока полиспаста, кН: – при подъеме груза

; (2.5)

;

где		–	масса поднимаемого груза, т;
		–	масса захватного устройства (траверсы), т.

Находим усилие, действующее на неподвижный блок полиспаста, кН:

–при направлении сбегающей ветви с неподвижного блока

; (2.6)

Pн = 1,15 49 = 56,3 кН;

где величина коэффициента, учитывающего дополнительную нагрузку от усилия в сбегающей ветви полиспаста и масс подвижного блока и рабочих нитей полиспаста, назначается, исходя из данных представленных в таблице 2.3.

–при направлении сбегающей ветви с подвижного блока

; (2.7)

Pн= 49 - 0,15 49 = 41,6 кН;

где

–

усилие в сбегающей ветви полиспаста, кН;

Назначается ориентировочно в зависимости от грузоподъемности полиспаста: до 50 т = 0,15 ;

от 50 до 150 т = 0,1 ;

более 150 т = 0,08 .

Находим усилие в сбегающей ветви полиспаста, являющееся наибольшим, кН

где		–	общее количество роликов в полиспасте без учета отводных блоков;
		–	коэффициент полезного действия полиспаста, учитывающий потери на трение роликов на осях и сопротивление от жесткости каната при огибании им роликов; коэффициент зависит от общего количества роликов (с учетом отводных), а также типа подшипников роликов.

Определяем разрывное усилие (кН) в сбегающей ветви полиспаста, по которому подбирают канат для его оснастки

Pp = Sn K3; (2.9)

Pp = 14,4 кН;

где

K3

–

коэффициент запаса прочности для стропа в зависимости от типа стропа для строп с обвязкой или зацепкой крюками или серьгами

K3=6 для витых строп K3=5

Подсчитываем длину каната для оснастки полиспаста, м