1.1.2 Типы оснасток талевых механизмов

Правильный выбор кратности и схемы оснастки талевого механизма имеет важное значение. От кратности оснастки зависят диаметр и длина используемого каната, кинематика и нагруженность всей подъемной части бурового комплекса, включающей талевый механизм, буровую лебедку и ее привод. С увеличением кратности оснастки уменьшаются усилия в струнах каната и пропорционально возрастает длина каната, необходимая для подъема талевого блока на заданную высоту. При снижении усилий в струнах каната можно уменьшить его диаметр и соответственно диаметры барабана лебедки и шкивов талевого блока и кронблока.

Однако при увеличении длины каната возрастает необходимая канатоемкость барабана. Рост числа перегибов каната на шкивах, вызываемый увеличением кратности оснастки, можно компенсировать некоторым повышением запаса прочности каната, что более существенно влияет на его усталостную прочность, чем число перегибов.

Скорости подъема крюка υ_кр, определяются по формуле

υ_кр=π ∙ D_ср∙ (n_дв/60)∙i_тс∙i_тр, (1.2)

где D_СР- средний (расчетный) диаметр навивки каната на барабан, м;

n_ДВ- частота вращения вала двигателя лебедки, об/мин;

i_ТС- число подвижных струн талевой системы;

i_ТР- передаточное число трансмиссии (от вала двигателя до лебедки).

Из приведенной формулы имеем

i_тр= πD_срn_дв/60ּi_тсυ_кр, (1.3)

Как видно, необходимое передаточное число трансмиссии буровой лебедки уменьшается с увеличением кратности оснастки талевой системы. Благодаря меньшему редуцированию упрощается конструкция и снижается металлоемкость трансмиссии. Важно также отметить, что с увеличением кратности оснастки уменьшаются изгибающие и крутящие моменты, которые действуют на детали подъемного механизма, расположенные между лебедкой и двигателями, и возрастают запас сцепления фрикционных муфт и запас торможения ленточного тормоза лебедки, что благоприятно влияет на срок их службы. Поэтому при выборе кратности оснастки следует не только исходить из прочности каната, но и учитывать влияние кратности оснастки на конструк­тивные и эксплуатационные качества всего подъемного механизма буровой установки.

Последовательность огибания канатом шкивов кронблока и талевого блока определяется схемой оснастки талевого механизма. Различают параллельную и крестовую схемы оснастки. При параллельной оснастке оси кронблока и талевого блока располагаются в пространстве параллельно, а при крестовой перекрещиваются под углом 90°. Предпочтительнее крестовая схема оснастки, представленная на рисунке 1.2, при которой ходовая струна каната располагается на среднем шкиве кронблока и поэтому обеспечивается более равномерная и плотная навивка каната на барабан лебедки.

а – при ручной расстановке свечей (кронблок соосный):

НК – I – 5 – VI – 1 – II – 4 – V – 2 – III – 3 – IV – ХК;

б – при работе с комплексом АСП (кронблок несоосный):

НК – I – 5 - V – 1 – II – 4 – IV – 2 – III – 3 – VI – ХК; НК – неподвижный конец талевого каната; ХК – ходовой конец талевого каната

Рисунок 1.2. Развернутая схема и последовательность крестовой оснастки талевой системы

При параллельной оснастке ходовая струна располагается на одном из крайних шкивов кронблока, что ухудшает намотку каната из-за сравнительно большой разницы углов отклонения каната от плоскости вращения ходового шкива в крайних положениях каната на барабане лебедки. Опыт показывает, что при крестовой оснастке значительно уменьшаются раскачивание не нагруженного талевого блока при СПО, а также момент от сил упругости каната, вызывающей закручивание талевого блока.