2.2 Коробка скоростей.

В чугунном корпусе коробки скоростей смонтированы валы с шестернями, механизм переключения скоростей смонтированы валы с шестернями, механизм переключения скоростей, механизм включения лебедки, вращателя (прямое и обратное вращение). К коробке скоростей прифланцован двухскоростной редуктор. Сочетание четырехскоростной коробки с двухскоростным редуктором позволяет сообщать лебедке и вращателю по 8 скоростей.

Таблица 5.

Кинематическая характеристика бурового станка зиф-650м

Скорость	Сцепление шестерен при прямом ходе	Частота вращения шпинделя, об/мин	Частота вращения барабана, об/мин	Окружная скорость барабана, м/с	Скорость навивки каната на 2-м слое, м/с	Частота перемещения вала лебедки, об/мин
		Прямой ход
I		87	33	0,605	0,7	129
II		118	45	0,825	0,95	174
III		188	71	1,3	1,5	277
IV		254	97	1,78	2,04	375
V		340	129	2,37	2,72	501
VI		460	175	3,21	3,7	678
VII		576	218	4,00	4,6	862
VIII		800	296	5,44	6,25	1151

Рис.4. Коробка скоростей с редуктором.

1,3 – манжета; 2 – венец; 4 – вал с венцом в сборе; 5 – вилка редуктора; 6 – муфта;

7,8 – валы шестерни; 9 – муфты первичного вала; 10 – вторичный вал; 11 – двухвенцовый блок;

12 – шестерня z=75; 13,14 – вилка в сборе; 15 – шестерня обратного хода; 16 – вал;

17 – шестерня z=22; 18 – шестерня z=63; 19 – шестерня z=42; 20 – шестерня z=20;

21 – промежуточный вал; 22 – шестерня z=33; 23 – шестерня z=44; 24 – промежу-

точная шестерня z=53; 25 – шестерня z=40; 26 – промежуточный вал редуктора;

27 – шестерня z=45.

3. Параметры лебедок

Основными параметрами буровых лебедок являются скорости навивки каната на барабан, скорость подъема крюка, грузоподъемность, размеры и канатоемкость барабана.

3.1 Грузоподъемность лебедки

Номинальную грузоподъемность лебедки определяют из выражения:

(3.1)

где N – номинальная мощность двигателя, не превышающая 0,7-0,8 номинальной величины, Вт; к.п.д. передач от двигателя до барабана, ; минимальная скорость навивки каната на барабан, м/с;

.

Получившиеся значение соответствует паспортному значению установки ЗИФ-650М.

3.2 Размеры и канатоемкость барабана

Барабан - одна из наиболее ответственных деталей подъемного вала.

Размеры барабана должны быть рассчитаны на навивку всей рабочей длины каната. Момент инерции барабана лебедки дол­жен быть по возможности небольшим, чтобы облегчить разгон при спуске ненагруженного элеватора.

Барабан следует выполнять из стальной или литой обечайки, сваренной с литыми стальными дисками и ступицами, что обеспечивает прочную, легкую и технологическую конструкцию, обладающую небольшим моментом инерции.

Рис.5. Бочка барабана лебедки

На рис.6 приведена конструкция бочки барабана подъ­емного вала. Для обеспечения правильной укладки на барабан, на бочке следует сделать параллельные канавки. Переход из одной канавки в соседнюю в этом случае можно выполнить в виде ступенек с шагом, равным половине или полному шагу навивки каната.

Диски барабанов сварной конструкции изготавливают из углеродистой стали марки З0Л или 36Л. Для бочек барабанов, лебедок лучше выбирать стали слабо легированные марганцем хромом и кремнием - 20ХГ.

Диаметр барабана лебедки определяют в зависимости от диаметра каната , для установок геологоразведочного бурения:

(3.2)

;

.

По геометрически характеристикам диаметр барабана лебедки станка ЗИФ – 650 М равен 450 мм.

Длина барабана влияет на плотность укладки витков каната в слоях навивки. По мере отклонения от средний линии (рис. 6 а) горизонтальная составляющая усилия в канате возрастает, вследствие чего плотность навивки от середины барабана к реборде увеличивается.

Рис. 6. Отклонение каната при навивке на барабан а и расположение слоев каната на барабане б.

Однако при обратном направлении навивки витки каната у реборды могут укладываться неплотно, с зазорами. При навивки последующего ряда канат врезается между витками нижерасположенного слоя, что приводит в быстрому его износу.

Для обеспечения равномерной навивки на барабан угол отклонения каната рекомендуется принимать в пределах 45’ – 1⁰.

Расчетная длина барабана:

(3.3)

где H₀ – расстояние от оси барабана до кронблока или направляющего ролика, примем H₀=11 м ; угол отклонения каната, .

Расчетная канатоемкость барабана определяется длиной каната, навиваемого на барабан при верхнем положении талевого блока:

(3.4)

где H – расстояние от пола буровой до кронблока, 14 м; m – число струн талевой оснастки, m=2; длина витков, необходимых для ослабления натяжения каната в месте крепления его к барабану; в соответствии с правилами безопасности при нижнем положении талевого блока число таких витков на барабане должно быть не менее трех.

.

Число витков каната в одном слое навивки:

(3.5)

где - коэффициент, учитывающий зазоры между витками и поперечную деформацию каната.

Длина каната по слоям навивки (рис. 6б.):

(3.6)

.

.

.

Рекомендуемое число слоев навивки каната на барабан буровой лебедки z 3, так как при большем числе слоев возрастает износ каната.

Общая длина каната на барабане при z слоях навивки:

(3.7)

где коэффициент, учитывающий уменьшение расстояния между слоями вследствие деформации каната при навивке.

.

Расчетная канатоемкость определяет минимально допустимый диаметр реборд барабана. Фактическая канатоемкость обычно значительно выше расчетной, поскольку окончательно диаметр реборд устанавливается в зависимости от размера тормозных шайб. Радиус тормозных шайб выбирают в пределах

.