Zadachi_po_SiKR_TP


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
Пример 3.3.

Рассчитать траверсу, работающую

на

и
згиб

при

разгрузке

труб весом 77,5 кН из
полува
г
онов.

Решение

Принимаем для изготовления траверсы двутавровую балку, материал сталь марки ВСт
3

с

=
225 МПа. Рабочая длина траверсы
2а3 м.

Максимальный изгибающий момент


.

Минимальный момент сопротивления поперечного сечения


.

По справочным таблицам подбираем двутавро
вую балку №22 с
.


Пример 3.4.

Проверить на устойчивость траверсу, работающую на сжатие, изготовленную из
двутавровой балки №30 с площадью поперечного сечения

и минимальным
радиусом инерции сечения балки
. Материал изготовления сталь марки ВСт
3
,
R
y

=
205 МПа.

Рабочая длина траверсы
, угол наклона ветвей каната к вертикали
=

45°. Вес
поднимаемого груза 200 кН.

Решение

Сжимающее усилие в балке траверсы по форм
уле 3.25


.

Гибкость траверсы по формуле 3.27


,

соответственно коэффициент продольного изгиба

см.

табл.

3.10
 равен 0,939 и усло
вие
устойчивости имеет вид



,

з
десь

-

расчетное сопротивление стали при сжатии, растяжении и изгиба;

-

коэффициент
условий работы, принимаемый

равным 0,95.


17,6195.

Как видно, условие устойчивости выполняется.


Пример 3.5.

Подобрать стропы для подъема груза весом
G
120 кН, угол наклона ветвей к
вертикали

=

40°.

Усил
ие в каждой ветви стропа по формуле 3.28


,

где

-

коэффициент, зависящий от угла наклона

ветви стропа к вертикали:

,

град

0

15

30

45

60


1,00

1,03

1,15

1,42

2,0


-

число ветвей стропа;

-

коэффициент неравномерности нагрузки на ветви стропа. При числе
ветвей
0,75, при
=1,0
.

Поскольку угол расхождения ветвей составляет 2
80° и не превышает максимально
допустимого, равного 90°, по табл. 3.6 выбираем строп 2СК
-
12,5 с грузоподъемностью 125 кН.

Таблица 3.6.
Стропы д
вухветвевые

Обозначение
стропа

Грузоподъемность,
кН

Диаметр
каната,
, мм

Длина стропа

,
мм

Допустимая нагрузка, кН

на звено

на захват

2СК
-
0,4
2СК
-
0,
5

4,0

5,0

6,2
-
6,3

6,7
-
7,6

900
-
5000

3,92

4,9

3,14

3,92

2СК
-
0,63
2СК
-
0,8

6,3

8,0

8,1
-
8,5

8,1
-
9,1

1100
-
10000

6,18

7,85

4,90

6,18

2СК
-
1,
0
2СК
-
1,25
2СК
-
1,
6

10,0

12,5

15,0

9,7
-
11,5

11,0
-
11,5

11,5
-
13,5

1100
-
15000

9,81

12,26

15,70

7,85

9,81

12,26

2СК
-
2,0
2СК
-
2,5
2СК
-
3,
2

20,0

25,0

32,0

13,5
-
15,5

15,0
-
15,5

16,5
-
19,5

1400
-
16000

19,62

24,52

21,40

15,70

19,62

24,52

2СК
-
4
,
0
2СК
-
5,0
2СК
-
6,
3

40,0

50,0

63,0

19,5
-
20,0

21,0
-
22,5

23,5
-
25,0

1500
-
20000

39,24

49,05

64,80

31,40

39,24

49,05

2СК
-
8,0
2СК
-
10
,
0
2СК
-
12,5
2СК
-
16,
0

80,0

100,0

125,0

160,0

27,0
-
29
,0

30,5
-
33,5

33,0
-
37,0

33,5
-
39,5

2000
-
20000

78,5

98,1

122,6

157,0

61,8

78,5

98,1

122,6


Если вместо одного двухветвевого использовать два двухпетельных стропа, их суммарная
грузоподъемность должна составлять произведение
кН. По

табл. 3.7
выбираем стропы СКШ
-
8,0, имеющие грузоподъемность 80 кН. Суммарная грузоподъемность
двух стропов составит 160 кН.

Таблица 3.7. Стропы двухпетлевые

Обозначение
стропа

Грузоподъемность, кН

Диаметр каната,
,
мм

Длина стропа

,
мм

Длина петли стропа
, мм

1

2

3

4

5

СК
П1
-
1,0

10,0

11,5

2000
-
20000

320

СКП1
-
1,4

14,0

13,5



СКП1
-
1,8

18,0

15,0
-
15,5



СКП1
-
2,0

10,0

15,0
-
15,5



СК
П
1
-
2,5

25,0

16,5
-
17

3000
-
25000

400

СКП1
-
3,3

32,0

19,5
-
20,0



СКП
1
-
4,0

40,0

21,5
-
22,0



СКП1
-
4,5

45,0

23,0
-
24,5



СКП1
-
5,0

50,0

23,5
-
25,0



СКП1
-
5,6

56,0

25,5
-
27,0



СКП
1
-
6,3

63,0

27,0
-
29,0



СКП
1
-
7,0

70,0

29,0

4000
-
30000

500

СКП1
-
8,0

80,0

30,0
-
33,5



СКП1
-
9,0

90,0

33,0
-
33,5



СКП1
-
10,0

100,0

33,0
-
36,5



СКП1
-
1
1,0

110,0

35,0
-
36,5



СКП1
-
12,5

125,0

39,0
-
39,5




Пример 3.6.

Рассчитать
высоту складирования труб при
следующих исходных данных
1420 мм;

=
10 мм; материал
-

сталь 12ГСБ для которой


=
500 МП
а,

 350 МПа;
L

=
12
м; трубы складируются на грунтовой площадке
(

=
1,2; нижний ряд труб укладывается на
подкладки 
1,1; складирование труб производят в зимний период
(

=
1,05; число подкладок
В

=

4.

Решение

1. Коэффициент надежности по материалу

=
1,15,

т.к.

.

2
. Расчетное сопротивление материала
т
руб по формуле 3.31



МПа.

где
т
-

коэффициент условий работы труб; при хранении труб в штабеле
m
=1;

-

коэффициент
надежности по материалу; для бесшовных труб из малоу
г
леродистых сталей
1,1; для
прямошовных и спиральношо
вных сварных труб из малоуглеродистой стали и низколегированной
стали с ох ношением минимальных значений предела текучести и временного сопротивления
-

,

=
1,15; для сварных труб из высокопрочной стали с тем же отноше
нием 0,8
,

=1,2;

-

коэффициент надежности по назначению труб; при хранении этих груб в штабеле
=1;

-

нормативное сопротивление материала труб растяжению сжатию принимается
равным
минимальному значению предела текучести

по государственным стандартам и техническим
условиям на трубы.

3. Схемное число рядов

по формуле 3.30


.

где

-

номинальная толщина стенки труб, мм;

-

наружный диаметр труб, мм;

-

пло
тнос
т
ь
материала труб г/см
3
; для стали принимается величина 7,85 г/см
3
;

-

расчетное сопротивление
материала тру
б, МПа
.

4.
Проверяем расстояние межд
у подкладками по формуле 3.33



м.

где
L

-

длина трубы, м;
В

-

число подкладок под трубами нижнего ряда.

5. Предельно допу
сти
мое число рядов труб в
шт
абел
е

по форму
ле 3.32


.

где
п
сх

-

схемное число рядов труб, определяемое по формуле 3.30;

-

коэффициент,
учитывающий реальные геометрические параметры штабеля; для горизонтальных площа
док с
твердым покрытием
1,04; для грунтовых площадок
=1,20;

-

коэффициент опорной
схемы; при опирании нижнего ряда труб непосредственно на грунтовую площадку
1; при
опирании

труб на подкладки
=1,1;

-

коэффициент, учитывающий дополнительную нагрузку
от снега и обледенения; при хранении труб в штабеле в летний период
1, в зимний период
1,05; в ос
обых случаях нормативную снеговую нагрузку и нагрузку от обследования следует
определять согласно СНиП 2.01.07
-
85* [112].

В качестве допустимого числа рядов принимается ближайшее меньшее целое значение
п.

Принимаем
.

6. Высота штабел
я по формуле 3.34



м

От временных площадок трубы длиной до 12 м перевозят на трубосварочные базы, где их
сваривают в секции длиной до 36 м.

Погрузку секций труб на плетевозы и разгрузку их на трассе выполняют
трубоукладчики, тип
которых подбирают по массе секции и грузоподъемности трубоукладчика с учетом вылета стрелы.
Погрузка секции на плетевоз рис. 3.12 может выполняться двумя методами
-

перехватом и
натаскиванием.


Рис.3.12. Схема погрузки трубных секций

на плетевоз:

а
-

методом перехвата, б
-

методом натаскивания, 1
-

тяговый автомобиль, 2
-

шлейф, 3
-
трубная секция, 4
-

т
рубоукладчик, 5
-

прицеп роспуск, 6
-

тормозной башмак


Наиболее трудоемкая операция
-

транспортировка длинномерных трубных секций.
Не
обходимая ширина дороги в зоне поворота при транспортировке таких секций определяется,
исходя из вписываемости транспортных машин в прямоугольный поворот рис. 3.13, 3.14.
Допускаемая величина заднего свеса секций при перевозке их пересеченной местности н
е должна
превышать размеров, указанных на рис.3.15.


Пример 3.7.

Определить критическую высоту вертикального о
т
коса в

грунте, имеющем
следующие физико
-
механические характеристики

=
0,018

Н/см
2
,
=
26°,


=

1,5

Н/см
2
.
Внешнюю на
г
рузку будем считать для двух случаев:

и

Н/см
2
.

Решение

Критическая высота вертикального откоса

по формуле 3.44 при




см,

при

Н/
см
2
,
,

т
.
e
. при такой внешней нагрузке откос не может сохранять
вертикальную форму. По формуле 3.45 установим предельное ее значение



=
4,6
Н/см
2
.

При

откос может быть вертикальным, а при

-

нет.


Пример 3.8.

Определить для условия примера 3.7, можно ли наход
ит
ся
трубоукладчику на
расстоянии
а
150 см от края вертикального откоса траншеи см рис 3.18, а, имеющей расчетную
глубину 220 см
.

Давление от гусениц трубоукладчика
=

5 Н/см
2
.


Рис.3.18. Профили траншей:

а


с вертикальными откосами
,
б


комбинированная, в


с наклонными откосами


Решение

При условии работающей вблизи отрытой траншеи техники см.рис.3.18,а в работе 9
получено следующее выражение критической глубины вертикального откоса.

Критическая высота

глубина

вертикального отк
оса

по формуле 3 46

см.

Поскольку расчетная глубина траншеи 220 см, а

=
150 см, то трубоукладчик может
разрушить вертикальный откос. Следовательно, край гусеницы трубоукладчика должен

находиться от края траншеи на большем расстоянии, чем 150 см
.

Приняв
а

=

220 см и выполнив
вычисления, получим

=
187 см
.

При
а

=

250 см

=
232 см
.

Следовательно, при принятых
исходных данных трубоукладчик дол
жен находиться от бровки траншеи безопасности ее
разрушения на расстоянии
а 
240

-

250 см.


Пример 3.9.

Определить установочную мощность роторного экскаватора для рытья траншеи
под трубопровод диаметром 1020 мм в суглинистом грунте категории
II

со скорост
ью 350 м/ч.

Глубина траншеи

=
2,0 м, ширина траншеи по дну
В

=

1,5 м
.

Решение

Принимаем откосы 1:
0,5 см табл 3
.
13. Площадь поперечного сечения траншеи


м
2
.

Таблица 3.13.
Крутизна
откосов траншей

№№ пп

Виды грунтов

Крутизна откоса отношение его
высоты к заложению при глубине
выемки, м, не более

1,5

3,0

5,0

1

Насыпные неслежавшиеся

1:0,67

1:1

1:1,25

2

Песчаные

1:0,5

11

1:1

3

Супесь

1:0,25

1:0,67

1:0,85

4

Суглинок

1:0

1:0,2
5

1:0,75

5

Глина

1:0

1:0,5

1:0,5

6

Лессовые

1:0

1:0,5

1.0,5


Удельное сопротивление резанию и копанию

=

350 кПа см. табл. 3.17.

Таблица 3.17
.
Удельное сопротивление резанию и копанию
,
кПа

Категория
грун
та

Число ударов
плотномера
Бульдозер

Экскаватор с
обратной
Ро
т
орный
экскаватор

ДОРНИИ

лопатой

I

1
-
4

20
-
85

30
-
80

70
-
230

II

5
-
8

58
-
210

70
-
160

210
-
400

III

9
-
16

160
-
300

120
-
250

380
-
660

IV

17
-
34

260
-
440

220
-
360

650
-
800

V

35
-
70

330
-
600

330
-
550

800
-
1200

VI

70
-
140

480
-
850

430
-
750

1000
-
2200


Установочная мощность по формуле 3.48



кВт.

где

-

коэффициент, учитывающий отношение времени копания к времени рабочего цикла,
равный для одноковшовых

экскаваторов
=0,5
-

0,8, для бульдозеров
=
0,3
-

0,9, для роторных
экскаваторов
=1,0;

-

коэффициент, учитывающий расход мощности на вспомогательные
механизмы, равн
ые для одноковшового экскаватора и бульдозера
=
0,2
-

0,5, для роторного
экскаватора
=
0,6
-

0,8;

-

удельное сопротивление резанию и копанию табл.3.17;

-

скорость

разработки траншеи, м/ч.

Оптимальным является в этом случае экскаватор ЭТР
-
223 с глубиной копания 2,2 м, шириной
ротора 1,5 м и мощностью 103,0 кВт.


Пример 3.10.

Определить производительность бульдозера при разработке грунта. Исходные
данные: трактор Т
-
1
30, длина отвала
b

=

3,2 м, высота отвала
h

 1,3 м. Масса трактора с навесным
оборудованием
m

 17280 кг. Разрабатываемый грунт
-

плотный су
г
линок

=
1700 кг/м
3
. Место
работы
-

горизонтальная площадка
.

Отвал перпендикулярен оси трак
тора

=
90°
.

Решение

1
.

Тяговое усилие, развиваемое трактором при

=
118 кВт 160 л
.
с
.
),

=
0,8 и скорости
движения

 3,7 км/ч1,03 м/с
.


82600 Н  82,6 кН.

2
.
Сила тяги по сцеплению
.

При движении бульдозера по

плотному грунту
.
=

153000
Н

=
153 кН
.

Условие

движения без буксования
.

3
.
Со
противление волочению призмы грунта впереди
от
вала на

горизонтальной площадке
при
,

и

по формуле 3
.
57)


,

здесь

-

угол естественного откоса грунта
(

= 40
0
-
45
0

);

-

плотность грунта;
g

-

ускорение
свободного падения;

-

коэффициент
тр
ения грунта по грунту
(

=

0,4
-
0,8, п
ричем меньшие
значения берут для влажных и глинистых грунтов;

-

уклон пути;

-

сопротивление трению
грунта по отвалу:


=21,3

кН
.

4
.
Сопротивление от трения грунта

по отвалу по формуле 3
.
58)



,

здесь

-

угол резания 
=50
-
55
0
);

-

коэффициент трения грунта по стали 
=0,7
-
0,8 дл
я
глины;
=0,5
-
0,6


для суглинка и супеси;
=0,35
-
0,5


для песка;

-

сопротивление
движению бульдозера с трактором:



=
8
90
1,4

Н

9300 Н

=

8,9 кН

(
9,3кН
)
.

5
.

Сопротивление движению бульдозера по формуле 3
.
59)


,

здесь

-

вес бульдозера с трактором;

-

удельное сопротивление движению см. табл. 60
[5
9]).


=
20342 Н 
20300

Н
)

=

20,3 кН
.

6
.

Свободная сила
т
яги запас тягового усилия по сцепному весу



кН.

По мощности

кН.

Для дальнейших расчетов следует принимать ме
ньшее значение.

7
.
Расчетная
г
лубина резания толщина стружки грунта из формулы

(3 56)


.

Для разрабатываемого грунта плотного суглинка
0,14 МПа по табл
.

3
.
20).

Таблиц
а 3.20.
Значения удельных сопротивлений грунта резанию и копанию, МПа

Наименование грунта

Категории

Объемная масса
в

плотном теле,
кг/м
3

Коэффициент
разрыхления

Удельное сопротивление
гр
унта резанию

нож бульдозера

нож скрепера

Песок рыхлый, сухой

I

1
200
-
1600

1,05
-
1,1

0,01
-
0,03

0,02
-
0,04

Песок влажный супесь суглинок
разрыхленный

I

1400
-
1800

1,1
-
1,2

0,02
-
0,04

0,05
-
0,1

Суглинок средний и мелкий
гравий, легкая глина

II

1500
-
1800

1,15
-
1,25

0,06
-
0,08

0,09
-
0,18

Глина плотный суглинок

III

1600
-
1900

1,2
-
1,
3

0,1
-
0,16

0
,
16
-
0,3

Тяжелая глина, сланцы, суглинок
со щебнем, гравием

IV

900
-
2000

1,25
-
1,3

0,15
-
0,25

0,3
-
0,4

Сцементировавшийся
строительный мусор взорванная
скальная порода

V

1900
-
2200

1,3
-
1,4

0,2
-
0,4

-

Наименование грунта

Кате го
рии

Удельное сопроти
вление
гр
унта резанию

Удельное сопротивление
гр
унта копанию

стойка
кабелеукла
дчика

режущие части

периметра
ковша

прямая и
обратна
я

лопата

драг
лайн


многоковшовые экскаваторы

поперечного
копания

продольного копания

Песок рыхлый, сухой

I

0,2
-
0,4

0
,01
-
0
,
03

0,02
-
0,03

0,03
-
0,05

0
,
03
-
0,06

0,06
-
0,16

Песок влажный, супесь
суглинок разрыхленный

I

0,3
-
09

0,02
-
0,05

0,03
-
0,07

0,06
-
0,12

0
,
0
-
0,1

0,1
-
0,18

Суглинок средний и
мелкий гравий, легкая
глина

II

1
,7
-
1

0,06
-
0,1

0,09
-
0,18

0,1
-
0,2

0,12
-
0,18

0,16
-
0,26

Г
лина плотный
су
г
линок

III

1,1
-
1,6

0,1
-
0
,
18

0,12
-
0,25

0,16
-
0,3

0,18
-
0,24

0,26
-
0,3

Тяжелая глина, сланцы,
cy
г
линок со щебнем,
гравием

IV

1,7
-
3

0,16
-
0,36

0,25
-
0,4

0,3
-
0,5

0,24
-
0,3

0,3
-
0,4

Сцементировав шийся
строительный мусор,
взорванная скальная
порода

V

-

0,19
-
0,4

0,3
-
0,48

0,32
-
0,56

-

-


В
конце набора грунта



м.

В начале копания, когда все тяговое усилие расходуется только на резание грунта и
перемещение бульдозера, свободная сила
т
яги




кН.

Отвал бульдозера может быть опущен на глубину


м.

Средняя тол
щин
а срезаемого слоя



м.

8. Объе
м грунта в призме волочения



м
3
.

9
.

Длина участка набора грунта



м.

10
.

Выбираем скорости движения на участках набора грунта

=
3,7 км
/ч, транспортирования

4,4 км/ч, движения задним ходом

=

4,96 км/ч
.

Продолжительность элементов цикла


,

где

-

длина участка;

-

скорость движения машины
.

Продолжительность набора грунта

 12,0 с
,
транспортирования грунта

=
32,7 с
;

движение задним ходом


= 40
,
6 с
;

допо
лнительное время на переключение
скоростей,

разгрузку и распределение грунта
=
30 с
.

11
.

Продолжительность цикла

= 12
,
0 + 32,7 + 40
,
6 +30 = 115
,
3 с
.

12
.

Число циклов за один час работы

= 31,2
.

13
.

Коэффициент, учитывающий потери грунта


= 0,8
.

14. Часовая производительность бульдозера по формуле 3.54


,


(3.54)

где

-

ширина призмы грунта впереди отвала, м;
b
,

h

-

длина и высота отвала, м;

-

угол
естественного откоса грунта в движении, град;

-

коэф
фициент, учитывающий потери грунта,
принимается равным
;
L

-

дальность перемещения грунта, м;

-

число
циклов за 1 час работы:

-

продолжительность цикла, с;

-

вре
мя резания
грунта, с;

-

длина пути резания обычно 6
-
15 м;

-

скорость движения трактора при резании
грунта, м/с;

-

время перемещения грунта, с;

-

путь перемеще
ния грунта, м;

-

скорость движения трактора при перемещении грунта, м/с;

-

время обратного хода
трактора, с;

-

скорость движения трактора при обратном его ходе, м/с;

-

дополнительное
время, с в дополнительное входит время на переключение скоростей до 5 с, на подъем и
опускание отвала до 4 с, на разворот трактора до 10 с, на распределение грунта и др.;

-

коэффициент разрыхления грунта, т.
е. отношение объема рыхлого грунта к объему того же грунта
в плотном теле 1,12
-

для песчаных; 1,22
-

для суглинистых; 1,3
-

для глинистых грунтов.


 65,9 м
3
/ч.


Пример 3.11.

Определить сменную производит
ельность рыхлителя, подготавливающего грунт
для дальнейшей его разработки бульдозером, и время работы бульдозера. Разрабатываемый грунт
-

глинистые сланцы. Число слоев рыхления
=

3, число проходов по одному резу
= 1.
Базовая
машина
-

трактор Т
-
100М, число рыхлительных зубьев
z
3 глубина рыхления
=
300 мм.
Толщина разрабатываемого слоя
Н 
1м. Форма участка
-

квадрат. Дальность транспортирования
грунта бульдозером
L

-

длина стороны участка.

Длина пути набора грунта бульдозером
=
12 м.
Размеры отвала
=

3,97
м,

 1 м.

Решение

1.

Скорость трактора
=

2
,
36 км/ч

=

0,66 м/с. Ширина полосы

рыхления



,
для сланцев

м.

2.

Производительность рыхления по формуле 3.61

Техническая производительность рыхлителей
по объему грунта, подготавливаемого для транспортирования, м
3
/ч




где

-

скорость движения рыхлителя, км/ч,
h
p

-

глубина рыхления, м;

-

ширина полосы
рыхления одним зубом
(
= (2
-
4)
, приче
м большие значения соответствуют материалам
слоистой структуры с горизонтальным расположением слоев;
z

-

число зубьев;

-

коэффициент,
учитывающий снижение рабочей скорости 
=0,7
-
0,8);

-

коэффициент,

учитывающий
уменьшение толщины разрыхляемого слоя грунта
(
=0,6
-
0,8, причем меньшие значения
соответствуют грунтам, образующим крупный скол, глыбы,

-

число проходов по одному резу
;


-

число слоев рыхления в поперечных направлениях для подготовки
грунта
к
транспортированию
.

Необходимые для расчетов данные по удельному сопротивлению грунта

резанию и копанию
приведены в табл
.

3
.
20
.



м
3
/ч.

3
.
Врем
я
набора грунта бульдозером



с.

4. Сменная производительность рыхли
тел
я при коэффициенте использования машины в
течение смены
=0,8



м
3
/смена
.

5. При толщине разрабатываемого слоя грунта

м площадь

разрабатываемого участка

м
2
. Длина стороны участка


 51,7 м.

6. Время перемещения грунта на второй скорости
тракто
ра


с.

7. Время возвращения бульдозера задним ходом


с.

8.
Дополнительные затрат
ы времени

с
.

9.
Продолжительность цикла

с.

10. Число
цикл
о
в за один
час работы


.

11.

Коэффициент, учитывающий потери грунта
при транспортирован
ии,


.

1
2.

Производительность бульдозера


м
3
/ч.

13. Для перемещения р
азрыхленного грунта потребуется


ч.

Пример
3.12.

Р
ассчитать оптимальный
режим электроконтактной сварки
труб диаметр
ом
219
x
18
мм
сечение 5400 мм
2
)
и констру
ктивны
е
п
араметры
сварочной установки.

Решение

1. Мощность, потребляемая сварочным трансформатором по формуле

(3.71)



,

где

-

коэффициент, учитывающий случайные перегрузки при сварке;

-

площадь
сечения свариваемой трубы, см
2
, равная



.



кВт.

2. Мощность, затраченная на привод вспомогательных агрегатов по формуле 3.73


,



кВт.

3
.

Тогда для сварки труб диаметром 219х18 мм необходима электростанция мощностью


,


-

коэффициент полезного действия электростанции.



кВт.

4
.

Исходя из практического опыта, вторичное напряжение

примем равным 7,05 В Тогда
максимально допустимое сопр
отивление сварочного трансформатора при коротком замыкании по
формуле 3
.
74)


,

где

кВт/см
2



удельная мощность, расходуемая на сварку;

-

коэфф
ициент
мощности;

-

удельное электросопротивление,
. При оплавлении оно изменяется. В
первом приближении для начала процесса его можно считать постоянным и для углеродистой
стали при температуре 20
0
С равным

.



Ом.

5
.

Скорость оплавления определим по выражению 3
.
75)


,




см/с.

6
.
Сила сварочною тока в процессе оплавления во вторичной обмотке

будет равной по
формуле 3
.
76)


,



кА.

7
.
Коэффициент трансформации по выражению 3
.
77)


,

где
380 В


напряжение в первичной обмотке трансформатора.



.

8
.

Тогда первичный ток в процессе оплавления по формуле 3
.
78)


,
А.

9
.

Таким образом, ток короткого замыкания



,

А.

10. Время оплавления определим по зависимости 3
.
80)


,



с.

11. Величину оплавления определим по зависимости 3.81



м.

12
.
Расход электроэнергии для сварки одного стыка найдем по

зависимости 3
.
82)

произведения мощности, потребляемой в процесс
е оплавления на время оплавления


,
.

13
.
Расход электроэнергии на привод механизма осадки за этот период

времени по формуле
(3
.
83)

(
Расход электроэнергии на привод
маслонасоса и компрессор
а

за этот период

времени
)


,

где

-

мощность привода механизма осадки, кВт:


,

Р


усилие осадки, Н:



где

-

заданное удельное давление в стыке, рекомендуется значение

выбирать в пределах 40
-
60 МПа;


-

коэффициент полезного действия привода осадки, применяется

= 0,95.


,

14.

Общий расход электроэнергии на один стык по формуле 3
.
8
6)



15.

Для
определения осадки воспользуемся формулой 3
.
87)




,


мм

16
.
Таким об
разом, общее перемещение свариваемых изделий



мм.

17
. Г
убки сварочной машины должны быть установлены от кромок труб

на расстоянии
Для
избежание теплоотвода в губки сварочной ма
шины вылет свариваемых труб обычно принимают
равным
)



мм.


Пример 3.13.

Рассчитать напряженное состояние трубопровода при изоляционно
-
укладочных

работах совмещенным методом

Исходные данные
:

м
,
м
,
м,
м
2
,

м
3
,
м
4
,
Н/м,
МПа,
МПа,
м,
м,
,
кН,
кН,
м,
м.

Решение

1
.

Определим значения комплексов



2.


Соответствующие им значения коэффициентов

и


определяем по

диаграмме см.

рис.

3.29 в двух точках пересечения:



первый вариант
,
;



второй вариант
,
.






Рис. 3.29. Диаграмма для определения рациональной расстановки трубоукладчиков в изоляционно
-
укладочной
колонне ИУК

3.


Дальнейший расчет произведем по первому вариант
у.
Расстояния
,

и

рассчитаем
по формулам 3.119, 3.123, 3.124, 3.120.


, (3.119
)


, (3.123)



(3.124)


,

(3.120)


м;


м;


м;


м.

4. Изгибающие моменты по формуле 3.121


, (3.121)



,


.

5.

Условие прочности по формуле 3 122


.

Как видно, моменты

и
,
условию прочности удовлетворяют.

6.

Усилия на крюках трубоукладчиков или групп трубоукладчиков

определим, используя
зависимости 3.125, 3.126, 3.127


;

(3.125)


; (3.126)


. (3.127)


кН;


кН;


кН.

7.
Реак
ц
ии


и

по формулам 3.128, 3.129


; (3.128)


. (3.129)


кН;


кН.

8.

Вылеты

стрелы

и

по формулам 3.131, 3.132



(3.131)


.

(3.132)

Если усилие
,

и
ли


превышает
, следует увеличить число трубоукладчиков в
группе до двух, а иногда и до трех.



м,


м.

9.

Используя для работы
в изоляционно
-
укладочной колонне краны
-
трубоукладчики ТГ
-
321 с
моментом устойчивости

и

номинальной г
рузоподъемностью 320 кН см.

табл.

3.29. Допускаемое

вертикальное усилие по формуле 3.130


, (3.130)

где

-

допускаемое вертик
альное усилие на крюке трубоукладчика;

коэффициент
надежности по грузоподъемности, учитывающий неровный рельеф местности,
=0,9;

-

номинальный момент устойчивости трубоукладчика, указываемый в паспорте;

-

вылет стрелы,
являются переменным и изменяется от минимального у первого по ходу работ трубоукладчика

(
 до
максимального у последнего трубоукладчика

(
).


кН.

Сопоставив величину

со значениями
,

и

видим, что в качестве

необходимо
использовать группу из двух кранов
-
трубоукладчиков, их общее число в колонне составит 4
единицы.


Пример 3.14.

Рассчитать напряженное состояние
трубопровода
при изоляционн
о
-
укладочных
работах раздельным методом.

Исходные данные:

1,02 м;
=

м
4
;
=

78,5 кН/м
3
;
=

3,89 кН/м;
= 270
МПа;
=

кПа;
=

1,0 м. Число трубоукладчиков
-

4; вес очистной машины
=

69,3 кН;
вес изоляционной машины
=

58 кН.

Решение

1. Расст
о
яния

и

по
формулам 3.133, 3.134



(3.133)


, (3.134)



м
;



м.

2. Усилия на крюках кранов
-
т
руб
оукладчиков по формулам 3.135,

(3.136)


;

(3
.
135)


,



(3
.
136)


кН;


кН.

3. Изгибающие напряжения по формулам 3.137, 3
.
138)

изгибающие напряжения в трубопроводе в точках подъема крайними тр
убоукладчиками


, (3.137)

максимальные изгибающие напряжения в пролете


.
(3.138)


=
84,4 МПа,


=

95,3 МПа

Оба значения напряжений удовлетворяют условию прочности 84,4



270.

4. Суммарные усилия на крюка
х второго и че
т
вертого по ходу движения трубоукладчиков по
формуле 3.141


.

(3.141)



 194,3 кН,


 249 кН.

5. Минимальный вылет стрелы по формуле 3.131
,
 0,3  1,02/20,8 м,
в изоляционно
й колонне вылет
=

1,5 м.

Используем для рабо
т
ы в изоляционной колонне краны
-
трубоукладчики ТГ
-
221 с моментом
устойчивости 500

см.

табл. 3.29
.

Таблица 3.29. Технические характеристики трубоукладчиков отечеств
енного и зарубежного производства

Марка

трубоукладчика

ПОКАЗАТЕЛИ

Базовая

машина

Момент

устойчивост
и, кНм

Грузоподъемность
Номинальная на плече
2,5 м по
ANSI
/
ASME

И
30/14, максимальная на
плече 1,22 м

(ANSI/SAE J 743),

т

Мощность

двигателя,
кВт л.с.

Скорость
передвижения, км/ч

Среднее
давление
на грунт,
кПа

Масса,

вперед

назад

т

ТГ
-
6
1(
ТГ
-
62)

ДТ
-
75Р
-
СЗ

160

6,3

70

(95)

1,84
-
6,5

1,84
-
6,5

120 (67)

14,1

(15,1)

ТГ
-
10

Т
-
170М1

350

10

(14)

132,5

(180)

1,75
-
7,06

2,49
-
8,41

170

21,66

ТР
-
12.05.01;

ТР
-
12.
19.01;

ТО1224Е
-
1 01;

ТГ
-
124А

Т
-
170М1

Б
.
01
-
14 Т
10
Б

350

12,5

(17,5)

132,5(180)

1,75
-
7,06

2,49
-
8,41

170

170

224

250

25,3

25,3

23,9

21,8

ТГ
-
163
;

ТГ
-
16
.
25

Т
-
170

400

16

(22,4)

132,5(180)

1,75
-
7,06

2,49
-
8,41

170

27,4

22,3

ТР
-
20
.
19
.
01,

ТГ
-
20
.
32

Т
-
170М
1

Б
.
01
-
04 Т
10
Б

500

20

(41)

20

(25)

132,5(180)

1,75
-
7,06

2,49
-
8,41

230

180

31,25

26,23

ТГ
-
221

-

500

21

(43)

192

(261)

0
-
10,7

0
-
13,5

90

35,0

ТГ
-
321

-

800

32

(65,6)

279

(380)

0
-
11,8

0
-
14,2

85

50,9

ТГ
-
402

ДЭТ
-
350

1000

40

(80)

257

(350)

0
-
12,0

0
-
16,0

87

58,5

ТГ
-
503 Я
;

ТГ
-
503
К

ТГ
-
503

1080

50

(102)

382

(520)

353

(480)

4,3
-
12,6

5,3
-
15,1

94

69,0

Caterpillar

561
М

572R

583R

589


Д5

Д7

Д8

Д9


400

500

800

1180


9

(18,
1
)

20

(40,8)

32

(63,5)

52

(104,3)


32

(123)

171

(230)

228

(305)

313

(420)


3
,27
-
9,93

-

-

0
-
10,5


4,01
-
12,06

-

-

0
-
12,7


60



90


16,25

30,08

44,75

65,37

KOMATSU

D85C
-
21

D155C
-
1

D355C 3


Д85

Д155

Д355


500

815

1130


20

(41)

34

(70)

45

(92)


165

(225)

222

(302)

264

(360)


0
-
10,7

0
-
11,2

0
-
9,8


0
-
13,3

0
-
12,4

0
-
11
,0


90

87

92


30,05

44,90

59,55



= 300

кН
.

Сопоставив эту величину со значениями

и
,
можно сделать

вывод о допустимости
использова
ния трубоукладчиков ТГ
-
221 в рассматриваемом случае при укладке трубопровода
раздельным методом.



Приложенные файлы

  • pdf 18098358
    Размер файла: 776 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий