桅杆的主要结构形式是偏心压杆,其破坏形式主要是失稳破坏,所以稳定计算校核应按()进行。
A 、承受的轴向压力
B 、承受的偏心压力
C 、压弯组合
D 、受弯简支梁
【正确答案:C】
桅杆的基本参数包括:桅杆高度、顶部尺寸和底部尺寸、自重等。
1.桅杆高度和立根长度
桅杆高度是指桅杆底面支承面到天车轴线之间距离。
桅杆高度由下列公式计算(图3-16)
H=L+h1+h2+h3+h4+h5
式中:H为桅杆高度,m;h1为孔口夹持器高度,m;h2为立根卸开时所必需的最小距离,决定钻杆螺纹长度,m;h3为提引器高度,一般0.5~0.6m;h4为大钩与动滑车高度,一般0.8m;h5为过提安全高度,一般取2~4m,桅杆高12m时取3m;L为立根长度,一般可按表3-6取。
图3-16 桅杆高度计算图
表3-6 立根长度与孔深关系
初步确定桅杆时,可按下式计算:
H=PL
式中:P为系数,与起下钻工具和过提高度有关,一般P=1.25~1.4,立根短,提升速度快时,取大值。
由此可见,桅杆高度直接与立根长度有关。增加立根长度可以缩短起下钻作业时间,减少非生产时间,但加长立根长度使桅杆高度增加。考虑到桅杆强度和稳定性,必须增大桅杆尺寸,加大桅杆质量,增加了桅杆制造成本。立根长度增加,加大了立根柱的细长比,使其刚度变小,稳定性变差。必须找出最经济的立根长度,还要进行立根稳定性校核。
按立根的稳定性确定其长度,立根的细长比很大,过大的增长立根的长度,会使其在自重的条件下失去稳定。竖立在桅杆底座的立根可以近似地看成两端铰支的杆件。
立根的自重载荷是均匀载荷,用近似的计算法可以认为在其上端作用一个集中载荷,其值等于自重的一半。
两端铰支受集中载荷的压杆稳定计算公式为:
液压动力头岩心钻机设计与使用
式中:μ为由两端支点性质所决定的系数。
两端铰支时,μ=1,则临界长度应是:
液压动力头岩心钻机设计与使用
式中:q为立根每米重力,N/m;Li为立根的临界长度,m;E为管材的弹性模量,Pa;J为管材断面的轴惯性矩,m4。
实际选用的立根长度L小于临界长度Li时,立根柱是稳定的。否则便产生刚性不够,失去稳定。
液压动力头岩心钻机设计与使用
式中:η为稳定储备系数,η=1.2~1.3。
计算所得的结果,应圆整到标准钻杆长度。
2.桅杆上顶、底部尺寸
上顶尺寸取决于天车的尺寸及布置方法。如主卷扬的天车滑轮是采用大直径滑轮,还是采用小直径滑轮,其布置尺寸不同。
天车滑轮的直径D(mm)可根据钢丝绳的直径而决定:
D=(25-30)dk
式中:dk为钢丝绳直径,mm。
桅杆底部尺寸应考虑安装孔口夹持器与整个桅杆宽度尺寸来决定。
3.桅杆的自重
桅杆的自重与桅杆结构、天车载荷及材料有关。常用桅杆自重系数来衡量桅杆设计的优劣。自重系数是一项经济指标。它用下式表达:
液压动力头岩心钻机设计与使用
式中:K为自重系数;H为桅杆高度,m;Q为桅杆的起重能力,kN;G为桅杆自重,kN。
在保证桅杆有足够的强度和稳定性的前提下,降低自重系数可以节省钢材,降低制造成本。
在设计桅杆时,利用同类型,相同钻进能力的钻机桅杆初步估算自重载荷,以便根据桅杆杆件所受应力确定其断面尺寸。然后再将实际的桅杆自重与初步自重对比,如果其差值在计算的安全系数许可范围内,则无需调整,否则需进行适当修正。
货架的承载能力为P(总载重),货架材料的使用应力为[σ],横梁长度为L,抗弯截面模量为WZ。按简支梁承受均布载荷计算,其承载力为:p=12[σ]WZ/L。
货架立柱、横梁、支撑等组件的截面几何尺寸比其长度尺寸要小良多,如:粗浅货架立柱的截面尺寸为30×30mm~150×120mm不等,其节点长度尺寸在300mm~1200mm之间,基本比例在10倍以上;支撑的长宽比更大,有时可跨越100倍,故可将货架结构中的组件作杆件简化措置。
按发展分类
货架按货架的发展分别分为:传统货架和新型货架。
传统式货架包括:层架、层格式货架、抽屉式货架、橱柜式货架、U形架、悬臂架、栅架、鞍架、气罐钢筒架、轮胎专用货架等。
新型货架包括:旋转式货架、移动式货架、穿梭车货架、装配式货架、调节式货架、托盘货架、进车式货架、高层货架、阁楼式货架、重力式货架、屏挂式货架等。