Лекция 12. Оборудование талевой системы
12.1. Назначение и конструкционные особенности талевой системы
Талевая система обеспечивает проведение спуско-подъемных операций.
Талевая система призвана уменьшить силу натяжения ходового конца каната за счет уменьшения скорости подъема груза на крюке.
В талевую систему входят: а) кронблок с группой канатных шкивов, устанавли-ваемый на верху вышки; б) талевый блок, образующий группу подвижных шкивов; в) крюк, подвешиваемый к талевому блоку; г) канат, пропускаемый через шкивы кронблока и талевого блока: первый (мертвый конец) прикрепляется к талевому блоку или к рамному брусу вышки, второй (ходовой конец) крепится к лебедке подъемника ; д) оттяжкой ролик, устанавливаемый на рамный брус вышки.
Рассмотрим отдельные элементы талевой системы (см. рисунок 104).
1-кронблок; 2-канат; 3-вышка; 4-талевый блок; 5-крюк; 6-ходовой конец ка-ната; 7-оттяжной ролик; 8-мертвый конец
Рисунок 104-Схема талевой системы
12.2.Кронблок
Выпускается с 3-5 шкивами, расположенными на одном валу на подшипниках качения. Шкивы устанавливают на раме и ограждают.
Типы выпускаемых кронблоков приведены в таблице 31.
Расчет кронблока ведут в такой последовательности:
а) определяют нагрузку на крюке; б) находят силу натяжения струн талевой ос-настки; в) рассчитывают ось; г) рассчитывают подшипники; д) рассчитывают раму.
Максимальная нагрузка на крюке:
,
(121)
где q – масса 1м колонны, кг/м;
- масса подвижной части талевой системы, кг;
L – длина колонны труб, м.
Силу натяжения в струнах определяется так.
В неподвижном состоянии нагрузка распределяется на струны равномерно.
,
(122)
где n – число струн.
При подъеме груза натяжение в струнах каната будет различно в следствии потерь на трение. При этом максимальная нагрузка будет в струне, наматываемой на барабан - , минимальная – в мертвом - .
Таблица 31 – Техническая характеристика унифицированных кронблоков
-
№ п/п
Показатели
Кронблок
КБЭ-12,5
КБЭ-20
КБЭ-32
КБЭУ-50
КБЭР-50
КБЭ-80
КБЭР-80
КБЭ-125
КБЭР-125
1
Грузоподъ-емность, кН
12,5
20
32
50
80
125
2
Исполнение
1
ll
1
ll
1
ll
3
Число канат-ных шкивов
2
3
4
6
4
Диаметр ка-натных шки-вов по дну желоба, мм
400
450
560
670
800
5
Диаметр та-левого ка-ната, мм
16
18,5
22,5
26
28
6
Габаритные размеры,мм:
длина
ширина
высота
342
540
498
420
600
558
484
720
688
64,2
850
800
2225
672
967
780
1020
940
840
2225
1045
895
1020
940
1055
2225
1070
7
Масса , кг
102
162
390
529
764
700
1000
1120
1520
Тогда усилия в
каждой струне талевого каната 
составят:
(123)
(124)
(125)
………………………..
(126)
где n – число струн;
η – КПД шкива.
Усилие в ходовом конце каната для случая крепления мертвого конца за рамный брус вышки
,
(127)
где - КПД талевой системы, зависящее от числа шкивов (таблица 32)
При креплении мертвого конца к талевому блоку:
(128)
Таблица 32 – КПД талевой системы
число шкивов |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
КПД тал.сист. |
0,97 |
0,94 |
0,92 |
0,9 |
0,88 |
0,87 |
0,85 |
0,84 |
0,82 |
0,81 |
При применении оттяжного ролика
,
(129)
где 
– КПД оттяжного ролика.
Общий КПД талевой системы при этом
(130)
При спуске труб в скважину усилия в струнах перераспределяются.
Для выбора оснастки,
исходя из прочности каната - 
,
число струн определяется:
(131)
Величина разрывного усилия определяется по формуле (наибольшее усилие передает ходовая часть каната):
(132)
где 
– разрывное усилие каната, Н;
- запас прочности (по правилам котлонадзора
= 4-5).
Расчет подшипника ведется, исходя из эквивалентной нагрузки, приведенной к числу оборотов канатных шкивов, при переменных нагрузках и переменном числе оборотов.
,
(133)
где 
- коэффициенты, составляющие долю времени
работы подшипника
на данном режиме от общего времени;
… - коэффициенты, равные отношению:
где 
-частота вращение на данном режиме;
- частота вращения при преобладающем режиме;
- нагрузка на крюке, соответствующая
данному режиму.
Число оборотов канатных шкивов определяется по формуле:
(134)
(135)
где Д – диаметр шкива, мм;
– линейная скорость крюка при преобладающем
режиме, м/с;
n – число струн каната.
(136)
где v – скорость ходового конца ( в технической характеристике подъёмника ука-
зывается), м/с;
n – число струн.
Нагрузка на шкив определяется для каждого шкива:
(137)
где – усилие на ходовом конце каната, кг;
-
нагрузка на первой струне (
),
кг.
Коэффициент работоспособности подшипника определяют по формуле:
(138)
где С – коэффициент работоспособности;
– эквивалентная нагрузка, кг;
- коэффициент, учитывающий характер нагрузки на подшипник;
- коэффициент, учитывающий какое кольцо подшипника вращается;
- расчетная частота вращения шкива в мин.;
h – долговечность в часах.