Монтаж, техническая эксплуатация и ремонт оборудования отрасли

Динамические нагрузки от машин  определяются направлением действия и законами изменения во времени их главного вектора и главного момента. Динамическая нагрузка характеризуется: видом (сила, момент), законом изменения во времени ее величины (гармоническая, периодическая, импульсная, внезапно приложенная, ударного воздействия и т. д.), положением (неподвижная, движущаяся с постоянной или переменной скоростью

и др.); направлением (вертикальная, горизонтальная и др.), а так же распределением по конструкции (сосредоточенная, распределенная по заданному закону).

Динамические  нагрузки в зависимости от продолжительности  вызываемых ими колебаний и периодичности  действий делятся на эпизодические и систематические. К первым относятся одиночное импульсы и удары, кратковременные перегрузки в аварийных режимах, нагрузки, возникающие при пуске и остановке машины во время перехода через резонанс (при числе пусков в сутки менее пяти), и т. д. Ко вторым относятся периодические и непериодические нагрузки при регулярной работе машин и установок в рабочем режиме, а также многократные импульсы и удары, при действии которых необходимо учитывать усталостные эффекты.

Динамические  нагрузки, развиваемые большинством машин непрерывного действия, изменяются по гармоническому закону и только в отдельных случаях являются некоторыми периодическими (негармоническими) функциями времени. Эти функции  распределяют в тригонометрические ряды, в которых для динамического расчета используют первые, а иногда и высшие гармоники. Указанные нагрузки вычисляют как геометрические суммы сил и моментов сил инерции движущихся частей, ускорения которых определяются кинематикой механизма машин.

Классификация машин по частотности вызываемых ими колебаний приведена в табл. 11.

Прочность и выносливость облегченных  конструкций фундаментов под тяжелое оборудование рассчитывают на статические нагрузки, учитывая совместную работу системы «фундамент— основание». Расчетные схемы таких фундаментов приводят к системам продольных и поперечных рам, лежащих на упругом основании, или к пространственным плитно-стоечным конструкциям, лежащим на упругом основании, для которых имеются программы расчета для разных моделей ЭВМ. Элементы облегченных конструкций фундаментов под оборудование рассчитывают при действии нагрузок: постоянных, в которые включаются вес машины (в том числе движущихся частей), вспомогательного оборудования и собственный вес частей фундамента;

временных, включающих нагрузки, заменяющие динамическое действие движущихся частей машин и особые характерные для  машин данного вида (например, моменты  короткого замыкания электродвигателя, разрывы шпинделя при аварийных  ситуациях).

Прочность отдельных элементов  верхнего строения (главным образом, консольных) проверяется также на действие монтажных нагрузок.

Временная (динамическая) расчетная  нагрузка [19]

Коэффициент динамичности вводится в связи с тем, что фактическая динамическая нагрузка может превышать ее нормативное (среднее) значение вследствие возможных отклонений параметров машин от нормы (особенно велики отклонения амплитуды перемещений центра массы для машин с вращающимися частями).

Перегрузки, учитываемые коэффициентом  динамичности, в подавляющем большинстве случаев длительны и поэтому должны приниматься во внимание при расчете на выносливость. Но если перегрузка связана с экстренным режимом работы машины или установки (например, обрыв молотка в молотковых дробилках, промывание осадка в некоторых типах центрифуг и т. п.), то она носит случайный характер и должна учитываться только при проверке прочности поддерживающих конструкций.

Расчетные сопротивления материалов конструкций фундаментов, воспринимающих динамические нагрузки от машин и оборудования, принимаются как сопротивления при статическом нагружении.

При расчете сооружений на динамические нагрузки учитывается «динамическая» жесткость элементов строительных конструкций, определяемая при достаточно быстрых циклических процессах деформирования конструкций (обычно по частотам собственных колебаний). При расчете на умеренные динамические нагрузки (периодические и импульсные) эту жесткость можно определять исходя из упругой стадии работы материала, считая равной произведению динамического модуля упругости на соответствующую геометрическую характеристику поперечного сечения элемента (исключение представляют случаи мощных динамических нагрузок, вызывающих появление макропластических деформаций). При динамическом расчете изгибаемых железобетонных элементов расчетные динамические жесткости можно приравнивать к жесткости сплошного бетонного сечения (без учета арматуры); при этом динамический модуль упругости бетона равен нормативному значению Еб (при сжатии).

При колебаниях конструкций часть  энергии деформаций необратимо поглощается и рассеивается в виде тепла во внешнюю среду вследствие внутреннего трения в материале, сухого трения в опорах сборных железобетонных конструкций, выполняемых по разрезной схеме, и внутреннего трения в деформируемом основании. Внутреннее трение в строительных конструкциях играет важную благоприятную роль, являясь причиной быстрого затухания свободных колебаний конструкций, возбуждаемых ударами, и ограничения амплитуд резонансных колебаний при действии периодических нагрузок.

Способность материала конструкций поглощать энергию колебаний вследствие внутреннего трения, обусловливающего затухание свободных колебаний, учитывается в динамических расчетах коэффициентов неупругого сопротивления. Для Ненапряженного железобетона при динамической нагрузке I и II категорий коэффициент v равен 0,05, а при динамической нагрузке III и IV категорий равен 0,1

Фундаменты под неуравновешенные машины, подвергающиеся систематическому воздействию циклических напряжений (амплитуды которых не очень малы в сравнении со статическими напряжениями), рассчитываются на выносливость. Они должны обладать способностью противостоять усталости, т. е., не разрушаясь, выдерживать определенный уровень переменного циклического напряжения при заданном числе циклов напряжения. В результате усталости материала возникают локальные очаги разрушения (усталостные трещины) вследствие длительного действия переменного циклического напряжения данного вида, которое может быть значительно меньше соответствующего предела статической прочности материала и тем меньше, чем больше амплитуда циклического напряжения в сравнении с его постоянной статической составляющей. Расчет на выносливость железобетонных конструкций производится только для изгибаемых элементов.

При расчете колебаний фундаментов машин вводятся следующие допущения:

не учитываются инерционные  свойства основания, рассматриваемого как линейно-деформируемый идеально упругий материал, свойства которого определяются коэффициентами упругого равномерного и неравномерного сжатия и упругого неравномерного сдвига;

не учитываются эксцентриситеты  в распределении масс фундамента; упрощается расчетная схема (приводится к системе не более чем с тремя степенями свободы).Предельно допустимые значения амплитуды колебаний устанавливаются для фундаментов под машины (исходя из условий нормальной эксплуатации) и для грунта вблизи места установки машины (исходя из условий нормальной эксплуатации расположенных на этом участке оборудования и приборов, чувствительных к сотрясениям).

Нормируемые параметры вибрации —  среднеквадратические величины колебательной  скорости в октавных полосах частот или амплитуды перемещений, возбуждаемых работой оборудования и передаваемых на рабочее место у фундамента под оборудование (СН 245—71).

Допустимые величины параметров вибрации на постоянных рабочих местах в производственных помещениях при непрерывном ее действии в течение рабочего дня (8 часов) приведены в табл. 13. Амплитуды перемещения нормируются для гармонических, а также полигармонических вибраций (когда в пределах каждой активной полосы находится не более одной гармонической составляющей) раздельно по активным полосам. Для промежуточных значений частот гармонических колебаний амплитуды допустимых перемещений следует определять линейной интерполяцией. Если в активную полосу попадает более одной гармонической составляющей или вибрации имеют сплошной спектр, то нормируется среднеквадратическая колебательная скорость для каждой из активных полос.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вопрос 5. Решить задачи данного  варианта.

 

Задача 1.

 

Определить  усилия натяжения в ветвях стропов  и подобрать канат при следующих  условиях:

Дано:  

Масса груза: Q = 2860 кг – 2, 86 т

A = 2630 мм – 2, 63 м

В = 2630 мм – 2, 63 м

С = 1040 мм – 1, 04 м

 

К = 1,35 – Коэффициент 

неравномерности распределения  по ветвям стропов.

Решение:

1. Определяем  усилия на каждую нить с  учетом горизонтального усилия  сжимающее конструкцию.

S_гор = _* = _* = 0,564 т

2. усилия  на каждую нить стропа:

S_н = 1, 35 _{* *} = 1, 35 _{* *} = 0,965 т

3. Определяем  разрывное усилие каната стропа.

R_p = S_{н *} К = 0,965 _* 4 = 3,86 т

4. По разрывному  усилию подбирается диаметр каната, временное сопротивление разрыву,  масса каната.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 2.

Определить  количество тяговых тракторов, необходимых  для перевозки крупных блоков буровых установок на тяжеловозах  и санях.

Дано:

Энергоблок  с основанием  - БУ 2500 ЗУ

Масса блока  – Q = 14740 кг

Скорость  движения – V = 2,0 м/с

Угол наклона  трассы – α = 15 º

Способ передвижения – сани

Мощность  двигателя трактора – N = 130 л.с

КПД передачи от двигателя к гусеницам трактора – η = 0,7

Коэффициент трения скольжения при движении стальных саней по поверхности грунта - µ = 0.3

Поправочный коэффициент – К = 1,3

Коэффициент неравномерности работы тракторов  – К₁ = 1,2

Решение:

1. Определяем  тяговую силу трактора:

P = = = 4641 кВт

где 102 –  переводной коэффициент в киловатты

2. Определяем  силу R для транспортировки груза:

R = Q _* (sinα + µ _* cosα) = 14740 _* (0,258 + 0, 3 _* 0,965) = 8070, 15

3. Определяем необходимое количество тракторов:

n =   _* K _* K₁ = _* 1,3 _* 1,2 = 2,7 = 3

Для перевозки  блока необходимо 3 тяговых трактора.

 

 

 

 

 

 

 

Литература:

 

1. Раабен А.А., Шевалдин П.Е., Максутов И.Х.  «Ремонт и монтаж нефтепромыслового оборудования»; М; Недра. 1989г.-382стр.
2. Бухаленко Е.И., Абдуллаев Ю.Г. «Монтаж, обслуживание и ремонт нефтепромыслового оборудования»; М; Недра 1985г.- 350стр.
3. Кузнецов В.С. «Обслуживание и ремонт бурового оборудования»; М; Недра, 1973г. –306стр.
4. Положение о техническом обслуживании и плановом ремонте бурового и нефтепромыслового оборудования в нефтяной отрасли. М; - ВНИИОЭНГ, 1982г.
5. Денисов П.Г. «Сооружение буровых» М; Недра, 1989г.-396стр.
6. Палашкин Е.А. «Справочник механика по глубокому бурению» М; Недра 1981г. 508стр.
7. Авербух Б.А. и др. «Ремонт и монтаж нефтепромыслового оборудования» ; М; Недра. 1976г. -  258стр.
8. Скрынник С.Г. «Индустриальный метод сооружения буровых»;  М; Недра, 1972г.