CC BY
16
усталеному режи]Ш роботи в=1.5...1.6; при неусталених режимах в залежить вiд швидкост обертання i змiнюeться в межах 1.2<вдин<2.23 При максимальних зна-ченнях коефiцieнт динамiчностi досягае 2.0...2.23. Це потрiбно враховувати при шженерних розрахунках окремих елементiв привода.
Рис. 3. Залежтсть коефЩента динамiчностi привода вiд швидкостi обертання барабана:
1 - теоретична залежтсть; 2 - при встановленому режимiроботи; 3 - тд часрозгону двигуна;
4 - тд час гальмування
Параметр п, що характеризуе затухання, дорiвнюе 1.5...2.5, тобто для при-водiв такого типу практично ввдсутня можливiсть виникнення явища резонансу в процес !х експлуатаци.
Таким чином встановлено, що найбiльшi зусилля в елементах привода ви-никають на початку або в кшщ роботи привода установки. Ц зусилля в 2.0...2.2 рази перевищують зусилля при усталеному режимi роботи. При цьому коефщент динамiчностi приводiв залежить вiд режимiв роботи в межах 1.5<вдин<2.2.
Лггература
1. Мартинцiв М.П. Розрахунок основних елеменпв пiдвiсних канатних лiсотранспортних установок. Монографiя. - К.: Ясмина, 1996. - 175 с.
2. Удовицький О.М. Патент В61 В7/00 а.с. N 24173А "Канатна установка". - 1998.
3. Удовицький О.М. Установка для експериментальних дослщжень роботи приводiв канатних лiсотранспортних систем// Науковий вюник: Збiрник наук.-технiчних праць. - Львiв: Престиж 1нформ. - 1999, вип. 9.3 - С. 45-48.
4. Белая Н.М. Теоретические и экспериментальные исследования стальных канатов подвесных лесотранспортных установок: Автореф. дис. д-ра техн. наук./ Моск. лесотехн. ин-тут. -М., 1967. - 42 с.
5. Матвеев Э.Н. Динамика подъема и стопорения груза на подвесных канатных лесотранспортных установках: Дис. канд. техн. наук: 05.06.02. - Львов: ЛЛТИ, 1983. - 191 с.
УДК 622.242: 534-16 Астр. В.М. Левринець - НУ "Льв1вська полiтехнiка "
ПОР1ВНЯЛЬНИЙ АНАЛ1З РЕЗУЛЬТАТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ I ТЕОРЕТИЧНИХ ДОСЛ1ДЖЕНЬ ГАЛЬМ1ВНИХ РЕЖИМ1В РОБОТИ БУРОВО1 УСТАНОВКИ
Наведено результати експериментальних дослщжень гальмiвних режимiв роботи д> ючо'1 бурово'1 установки, обладнано'1 агрегатом ЗИФ-650М та щоглою МРУГУ-18/20, а та-
* наук. кершник - проф. €.В. Харченко, д.т.н.
Л1соексплуатац1я
63
_Украшський державний л1сотехн1чний ун1верситет
кож результати розрахунку процеав гальмування вказано! установки. Проводиться nopiB-няльний ан^з теоретичних та експериментальних даних.
V. Lavrynec -NU "Львшська полипехшка"
Comparative analysis of results experimental and analytical investigations of the braker modes of operation of drill unit
The results of experimental researches of the braker modes of operation of acting drill unit are reduced. It is arranged with the aggregate ЗИФ-650М and tubular derrick МРУГУ-18/20. Results of calculation of processes of braking of this drill unit also are reduced. The comparative analysis idealized and experimental data is conducted.
Процеси гальмування шдшмально! системи належать до найважчих i най-бшьш небезпечних режимiв роботи бурово! установки. Шд час опускання буриль-но! колони у свердловину виникають значш динамiчнi навантаження в бурильних трубах, талевому каната i опорах бурово! щогли [1, 2, 5].
З метою вивчення навантаженоста шдшмально! системи та висотно! спо-руди в гальмiвних режимах роботи установки проведено експериментальне досль дження процеив гальмування при спуску колони бурильних труб в свердловину на дтачш буровш установщ НВП "Захiдукргеологiя". Дослiджувана установка обладнана буровим агрегатом ЗИФ-650М та щоглою МРУГУ-18/20. Методом тен-зометрування визначалися зусилля в талевому каната i в ногах щогли, а також момент колодкового гальма лебвдки. З метою пiдвищення точноста дослiджень вимь ри проводилися для кожного випадку щонайменше п'ять разiв.
Для визначення динамiчних зусиль в нижньому перерiзi бурово! щогли на поверхш 11 нiг наклеювалися тензодатчики на ввдсташ 1 м ввд верхнього шарнiру регулювального домкрату. Для визначення навантаження на талевий канат було використано пристрш, який сконструйовано таким чином, щоб перетворювати силу натягу каната в деформащю згину спещально! вимiрювально! балки, котра закршлювалася на вiльнiй вiтцi канату.
Гальмiвний момент бурового агрегату вимiрювали за допомогою тензодат-чикiв, що були закршлеш на пружнiй пластинi гальма, яка втримуе гальмiвнi колодки. Перевагою такого способу е можливiсть визначення гальмiвного момента без застосування перетворюючих пристро!в. Вимiрювання зусиль в елементах установки проводилися при спуску в свердловину кожно! свiчки бурильно! колони довжиною 14,1 м. Максимальна довжина колони становила 510,43 м.
Для проведення експериментальних дослвджень використовувався комплект тензометрично! апаратури, до якого входили тдсилювач 8АНЧ-7М та свгг-ло-променевий осцилограф Н-115 iз вбудованим електронним годинником, що виконуе функци покажчика часу. Як давачi використовувалися дротянi тензорези-стори типу 2ПКП-30-400ГА з базою 50 мм.
Перед вимiрюванням зусиль в ногах бурово! щогли проводилося тарування вимiрювальних каналiв за допомогою тарувально! балки. Тарування пристрою для визначення зусилля в талевому каната, а також каналу вимiрювання гальмiвного моменту проводилося шляхом статичного навантаження шдшмально! системи установки бурильною колоною ввдомо! ваги. Тарувальш сигнали записували на фотос^чку осцилографа. Крiм осцилограм динамiчного процесу через кожнi 0,2 с записувалися сигнали покажчика часу.
64
Зб1рник науково-техн1чних праць
На рис. 1 зображено осцилограми зусиль в елементах шдшмально"" системи та момента гальма лебщки при довжиш колони бурильних труб / = 454,03 м.
Рис. 1. Осцилограми зусиль в талевому канатi (1), ногах буровог щогли (2-5) та гальмiвного моменту (6) при довжит колони 1 = 454,03 м
Як видно з осцилограм, до початку гальмування колони момент гальма i зусилля в елементах шдшмально'1 системи мають сталi значення, на як наклада-ються незначш коливання. Цей часовий вiдрiзок осцилограм вщповщае опускан-ню колони зi сталою швидкiстю. Гальмiвний момент при цьому зрiвноважуе вагу колони з шструментом i талевим блоком.
Процес гальмування розпочинаеться плавним наростанням гальмiвного моменту, який рiзко збiльшуеться протягом часового штервалу t1 до максимального значення, тсля чого вказаний момент протягом деякого промiжку часу t2 пе-реважно залишаеться сталим. Рiзке зростання моменту призводить до суттевого збшьшення зусиль в талевому канат^ колонi, а також збiльшення навантаження на щоглу. Пiсля повно"" зупинки барабана лебщки вiдбуваються iнтенсивнi коливання у мехашчнш системi, яю мають затухаючий характер. Через 3-5 с колона вста-новлюеться на пристрш для и згвинчування i момент гальма, а також зусилля на талевий канат i на вишку вiдповiдно зменшуються.
Необхiдно зауважити, що коливання зусилля в канат затухають значно швидше, нiж коливання зусиль у ногах щогли. Це свщчить про виникнення попе-речних коливань споруди тд час гальмування колони бурильних труб, а також про незначний вплив цих коливань на зусилля в канать
Середш значення статичних i максимальних зусиль в елементах шдшма-льно!" системи бурово!" установки, отриманi пiд час експериментальних досль джень, подано в табл. 1, де ¥с i Етах - вiдповiдно статичне i максимальне значення зусиль в талевому канатц i Е1тах - статичш i максимальнi зусилля в ногах ви-шки (г - умовний номер ноги); I - довжина колони.
Аналiзуючи значення, наведеш в табл. 1, можна побачити, що iз зростан-ням довжини колони коефщенти динамiчностi зусиль в елементах бурово!" установки зменшуються. На зусилля в канат суттево впливають коливання в шдшма-льному мехашзм^ а на зусилля в ногах споруди - коливання щогли. Малий вплив поперечних коливань щогли на зусилля в канат свщчить про слабкий взаемозв'я-зок динамiчних систем шдшмального механiзму i висотно"" споруди.
Лiсоексплуатацiя
65
Украшський державний л1сотехн1чний ун1верситет
Табл. 1. Експериментальш значення статичних i максимальних зусиль в талевому
канатi i ногах вишки
1, м Зусилля, кн.
Рс Ртах Р]с Р1тах Р2с Р2тах Р3с Р3тах Р4с Р4тах
59,23 2,03 12,88 1,35 -3,61 1,53 5,23 3,25 6,95 1,98 5,06
87,43 2,91 16,27 2,09 -8,23 1,96 10,72 4,70 12,41 2,87 9,40
115,63 3,78 18,54 2,58 -4,62 3,14 7,37 5,72 9,95 3,69 11,07
143,83 4,66 20,51 -1,31 -29,11 3,92 29,43 9,81 34,34 6,21 34,98
172,03 5,54 22,15 -3,64 -28,11 5,95 29,76 10,91 29,13 8,93 32,40
200,23 6,42 23,74 -3,13 -28,16 6,26 23,78 13,14 42,19 9,39 41,96
228,43 7,29 24,79 -3,53 -49,68 7,05 40,69 15,39 64,16 10,26 36,52
256,63 8,17 26,14 -3,84 -8,96 8,01 19,22 17,30 17,99 11,21 28,82
284,83 9,05 27,14 -4,20 -12,27 8,72 20,07 19,39 17,45 12,28 30,08
313,03 9,92 28,78 -4,69 -18,75 10,00 26,31 21,26 33,37 13,13 42,80
341,23 10,80 30,24 -6,12 -17,26 11,52 31,68 20,52 27,71 17,29 40,27
369,43 11,68 32,12 -7,31 -18,28 15,44 28,40 19,50 34,90 19,09 46,78
397,63 12,56 33,90 -5,78 -13,71 12,78 21,86 18,87 29,82 24,35 41,15
425,83 13,43 35,60 -4,70 -14,11 11,89 20,56 18,57 26,00 27,98 33,30
454,03 14,31 37,21 -5,83 -40,55 23,81 51,90 17,73 27,84 21,53 57,48
482,23 15,19 38,73 -9,35 -93,47 19,63 133,27 15,42 42,10 35,05 107,60
510,43 16,07 40,16 -7,39 -42,47 4,43 73,88 25,85 19,91 41,36 54,60
Зусилля на ноги несучо! конструкци розподшяються нерiвномiрно. Одна з них тд час гальмування навiть розвантажуеться. Це пояснюеться особливостями конструкци кронблока, специфшою запасовки талевого каната, а також наявшстю пакету свiчок у mдсвiчнику. Нерiвномiрному розподiлу зусиль мiж ногами щогли сприяе також те, що висотна споруда мае рiзну згинну жорстюсть у двох головних площинах. У цiлому динамiчна навантаженiсть тг бурово! щогли е бiльшою, шж навантаженiсть талевого канату, що можна пояснити суттевим впливом попере-чних коливань вишки.
Табл. 2. Розрахунковi значення статичних i максимальних зусиль в канат^ вишц i
гньому перерт колони бурильних труб
1, м Мс, Нм Мн, Нм Рс, кН Ртах, кН Рв с, кН рв max, кН Ркс, Кн. Рк max, кН
59,23 655,55 2257,00 2,34 15,14 12,29 64,10 4,67 30,27
87,43 929,89 2293,81 3,30 19,21 16,13 80,80 6,60 38,43
115,63 1210,62 2330,61 4,26 22,45 19,99 93,74 8,52 44,90
143,83 1491,36 2367,42 5,11 25,34 23,85 104,70 10,45 50,67
172,03 1772,10 2404,23 6,19 27,74 27,71 114,70 12,38 55,48
200,23 2052,83 2441,03 7,15 29,69 31,61 122,00 14,31 59,37
228,43 2333,57 2477,84 8,12 31,58 35,38 130,20 16,24 63,16
256,63 2614,30 2514,64 9,08 33,52 39,26 137,80 18,17 67,04
284,83 2895,04 2551,45 10,05 35,16 43,13 144,50 20,09 70,31
313,03 3175,78 2588,26 10,99 36,50 46,99 149,90 21,98 72,99
341,23 3456,51 2625,06 11,98 37,63 50,76 153,80 23,97 75,25
369,43 3737,25 2661,87 12,93 38,53 54,64 157,90 25,86 77,06
397,63 4017,98 2698,68 13,90 39,35 58,47 160,80 27,81 78,70
425,83 4298,72 2735,48 14,86 40,26 62,39 164,70 29,71 80,52
454,03 4579,46 2772,29 15,82 41,14 66,14 168,00 31,64 82,27
482,23 4860,19 2809,09 16,80 42,34 69,96 172,80 33,60 84,68
510,43 5140,93 2845,90 17,74 43,64 73,90 178,10 35,48 87,28
Теоретичне дослвдження гальмiвних режимiв роботи бурово! установки проводилося на основi математично! моделi, розроблено! в пращ [3]. Шляхом
66
Зб1рник науково-техшчних праць
розрахунку отримано статичш i максимальнi значення зусиль у талевому каната, буровш щоглi i верхньому крайньому nepepi3i колони бурильних труб, якi наведено у табл. 2 i позначено як F„ Fmax, Fe „ Fe тах, FK с, FK тах вiдповiдно. У цш же табл. подано значення довжини колони l, статичного Мс i надлишкового Мн моме-нтiв, що використовувалися як вихiднi данi для розрахунку.
Як видно з табл. 1 i 2, результати, отримат тд час дослiджень з викорис-танням математично! моделi [3], з достатньою точнiстю вiдображають дiйсний процес гальмування пiдiймального механiзму бурово! установки. Значення зусиль в талевому каната, отримаш при експериментальних i теоретичних дослвдженнях збiгаються з досить високою точнiстю (максимальне значення похибки становить близько 10 %). В процес розрахунку отримано значення зусилля в буровш щоглi без урахування ii поперечних коливань, яке е значно нижчим ввд фактичного. Для детальшшого дослiдження навантаженостi щогли у пращ [4] пропонуеться мате-матична модель нестацюнарних поперечних коливань споруди, що Грунтуеться на застосуваннi методу узагальнених перемщень.
Лiтература
1. Баграмов Р.А. Буровые машины и комплексы. - М.: Недра, 1988. - 501 с.
2. Ильский А.Л., Миронов Ю.В., Чернобыльский А.Г. Расчёт и конструирование бурового оборудования. - М: Недра, 1985. - 452 с.
3. Харченко £.В., Левринець В.М. Розрахунок гальмiвних режишв роботи тдшмально!' системи бурових установок// Динамка, мщнють та проектування машин i приладiв: Вiсник ДУ "Львiвська политехшка" № 396 - Львiв: Вид-во ДУЛП, 2000. - С. 98 - 103.
4. Харченко £.В., Левринець В.М. Розрахунок нестацюнарних поперечних коливань бурових вишок// Оптишзащя виробничих процеав i технiчний контроль у машинобудуванш i прила-добудуванш: Вiсник НУ "Львiвська полiтехнiка" № 412 - Львiв: Вид-во НУЛП, 2000. - С. 101 -104.
5. Юртаев В.Г. Динамика буровых установок. - М: Недра, 1987. - 155 с.
УДК 634.31 Доц. М.П. Мартинцв, к.т.н.; студ. В.М. Мартинщв - УкрДЛТУ
АНАЛ1З ДИНАМ1ЧНИХ ПРОЦЕС1В КАНАТНИХ Л1СОТРАНСПОРТНИХ СИСТЕМ
Встановлено основш критерií, що визначають ефективнiсть роботи канатних люо-транспортних установок, обгрунтовано вибiр функци мети для аналiзу динамiчних процеав канатних систем та отримано залежнють для визначення ii величини. Виконано граф> чний аналiз наведено1 залежност i сформульовано рекомендаци для вибору експлуатацш-них параметрiв установки.
Doc. M. Martynciv, V. Martynciv - USUFWT Analysis of dynamic processes cable timbertransporting systems
The basic yardsticks are determined, which determine an overall performance of cable timbertransporting plants, the selection of a function of purpose for the analysis of dynamic processes of cable systems is justified and the relation for definition of its value is obtained. The graphic analysis of reduced relation is executed and the guidelines for choosing functional parameters of the unit are formulated.
На лшозаготавлях в прських умовах для первинного транспортування де-ревини використовують шдвшш канатш лшотранспортш установки [1, 2]. Рiзно-
Лкоексплуатащя
67
