§ 4. Расчет кронблоков и талевых блоков

Детали кронблоков и талевых блоков, подверженные действию основных нагрузок (оси, рамы, шкивы, боковые щеки, промежуточ­ные листы, подвески крюка, пальцы), рассчитываются на стати­ческую прочность но наибольшей возможной действующей нагрузке при наибольшей грузоподъемности. Коэффициент запаса прочности принимают не менее 3.

При статической нагрузке усилия, действующие на все шкивы, одинаковы; во время движения талевого блока усилия на каждом шкиве будут различны, а следовательно, силы действующие на про­дольные балки и оси кронблока талевого блока и ноги вышки, также будут различны.

Так как в условиях эксплуатации может осуществляться различ­ная оснастка, то при расчете принимают, что ведущая, наиболее

196

нагруженная ветвь каната проходит через шкив, находящийся посередине.

Детали талевых блоков и кронблоков, несущие основную нагрузку, рассчитываются на статическую прочность по пределу текучести вы­бранной марки стали при действии наибольшей нагрузки и по пре­делу усталости от действия эквивалентной циклически действующей нагрузки. Запас прочности выбирают при циклической нагрузке не менее 1,5.

Подшипники качения шкивов выбирают по конструктивным раз­мерам и определяют их теоретическую долговечность но эквивалент­ной нагрузке.

Если коэффициент эквивалентности нагрузки определен с учетом действия динамических сил, то общий динамический коэффициент запаса, принимаемый при расчете подшипников, должен быть соот­ветственно снижен.

Оси блоков подвержены пульсирующим нагрузкам изгиба. Про­веденные исследования показывают, что коэффициент эквивалент­ности нагрузки по напряжениям растяжения, сжатия, изгиба и кручения для талевых систем А' = 0,6 ч- 0,65.

При многоопорных осях реакции и моменты определяют как для статически неопределимых многоопорных балок с помощью уравне­ния трех моментов или других способов решении этих задач. Обычно конструктивно оси кронблоков и талевых блоков выбирают одного диаметра, так что производят расчет в опасном сечении только одной из осей, той у которой больше расстояние между опорами.

Диаметр оси выбирается с учетом возможности применения стан­дартных подшипников качения.

Рама рассчитывается на статическую прочность по максималь­ной нагрузке, а продольные и поперечные ее балки — на изгиб. При статическом нагружении на обе крайние продольные балки при­нимается, что действуют одинаковые нагрузки, так как заранее неиз­вестно их рабочее положение.

При подъемах и спусках груза на раму кронблока так же, как и на оси шкивов, действуют различные нагрузки; однако определяют, как указывалось, только наибольшую из них и по ней ведут расчет на статическую прочность. Рамы не рассчитывают на выносливость, так как еще не разработаны методы расчета, а прочность их обеспе­чивается за счет повышенного коэффициента запаса при статическом расчете.

Толщина шкива выбирается не менее толщины свариваемого основного металла. Для придания жесткости конструкции места сварки балок укрепляют накладными косынками, а для придания жесткости продольным балкам в сечениях действия наибольших нагрузок вваривают одно или несколько вертикальных ребер жест­кости.

Расчет шкивов кронблока и талевого б л о-к а. Профиль канатной канавки и диаметр шкива D_m определяют в зависимости от принятого диаметра каната d_K.

197

Расчетный диаметр шкивов по канавке выбирается по эмпири­ческой зависимости в пределах

По официальным нормам Госгортехнадзора СССР значение

Для буровых установок, рассчитанных на бурение глубоких скважин с большим количеством спусков и подъемов в целях умень­шения износа каната, диаметр шкивов выбирают в пределах

Расстояние между осями канавок соседних шкивов кронблока или талевого блока выбирается наименьшим с таким расчетом, чтобы отклонение каната от средней оси канавки шкива блоков было не более 1° 30' для уменьшения износа и трения о реборду.

Длина ступицы шкива определяется размерами подшипников и выбирается возможно меньшей. Выбирается она на несколько мил­лиметров больше наружной ширины шкива для обеспечения зазора между ними.

Диаметр вспомогательных шкивов принимают на 30—40% меньше диаметра рабочих шкивов.

При определении теоретической долговечности подшипников ка­чения шкивов в результате того, что на каждый шкив действуют различные нагрузки (скорости их вращения также неодинаковы), расчет ведут по эквивалентным нагрузкам.

Поэтому определяют теоретическую долговечность наиболее на­груженного и вращающегося с наибольшей скоростью подшипника шкива кронблока по нагрузке ведущей ветви. Нагрузка на подшип­ник

где К — коэффициент нагрузки.

За счет перестановки шкивов местами при эксплуатации факти­ческий срок службы подшипников может быть увеличен. Во время спуска и подъема колонны нагрузка и скорость движения ведущей ветви изменяются в зависимости от количества спускаемых или под­нимаемых свечей. При подъемах и спусках пустого элеватора ца-грузка и скорость движения принимаются для расчета одинаковыми и постоянными.

Проведенные исследования эквивалентных нагрузок на подшип­ники качения кронблока и талевого блока показали, что коэффици­ент нагрузки обычно находится в пределах 0,35 — 0,4 от номинальной грузоподъемности установки.

198