Расчет деталей подвески трубопроводов, прокладываемых в подземных выработках филиала. Подвеска трубопроводов

Утверждаю:                                                                                                 

Главный инженер

Филиала «Шахта «»

________________

«____»________________2005г.

Расчет

деталей подвески трубопроводов,

прокладываемых  в подземных выработках

филиала «шахта «»

Главный технолог                                           

Начальник тех.отдела                                    

Инженер технолог                                          

Подвеска трубопроводов

Шахтные трубопроводы всех видов должны размещаться со стороны прохода людей в верхней части выработки на высоте 1,8м от головки рельс в главных откаточных выработках и от почвы- вентиляционных и конвейерных штреках, бремсбергах и уклонах.

В выработках, где габариты не позволяют разместить трубопровод у кровли, прокладка производится у почвы на несгораемых опорах или специальных подвесках на высоте 0,2-0,8м.

Каждая труба должна быть закреплена к элементам крепи не менее чем в двух точках на расстоянии 0,2м от фланца.

Нагрузка от трубопровода должна распределяться равномерно на все подвески.

Расчет прочности подвесок.

1.  Изделия и материалы используемые для подвесок:

а) круглозвенная цепь 18х64,изготовленная из стали 2ОГ2 с разрушающей нагрузкой 28000кг, массой 6,5 кг;

б) полоса 3х50, изготовленная из стали ст.3 с временным сопротивлением 3600кг/см², массой 1,17кг/м;

в) круглая горячекатаная сталь диаметром 20-24 мм, изготовленная из ст.3, массой 2,47-3,55кг/м;

г) канат диаметром 6,8; 8,1; 8,8; 9,5мм с разрывным усилием 2420; 3550; 4240; 4990кг.

2.  Расчет нагрузки на одну подвеску трубопровода.

Нагрузка на одну подвеску определяется по формуле:

Р_i=,

Где -масса 1м трубы, м;

-длина трубы, м;

-объемный вес воды, кг/м³;

-радиус условного прохода,м;

2- количество подвесок на одну трубу ,шт.

Нагрузка от трубы Ø100мм:

Р₁₀₀=

Нагрузка от трубы Ø150мм.

Р₁₅₀=

Нагрузка от трубы Ø200мм

Р₂₀₀=

Нагрузка от трубы Ø250мм

Р₂₅₀=

Нагрузка от трубы Ø300мм

Р₃₀₀=

Нагрузка от трубы Ø325мм

Р₃₂₅=

Расчет прочности подвески, изготовленной из цепи.

Запас прочности круглозвенной цепи при разрушающей нагрузке 28000кг и максимально действующей нагрузке 1464,4кг определяем по формуле:

n_ц=

Запас прочности соединительного звена с учетом, что в его конструкции статическая  разрушающая нагрузка составляет лишь 54-70% от разрушающей нагрузки звеньев цепи.

n_з=0,54х n_ц     n_з=0,54х19,1=10,3

Расчет прочности соединительной скобы ,изготовленной из звена цепи.

Площадь сечения стержня

F=

Момент инерции сечения относительно центральной оси «у»

J_у=0,5хd⁴=0,05х1,8⁴=0,524

Максимальное напряжение в стержне от приложения сил.

σ_max=

Максимальное разрывное напряжение в стержне звена цепи.

σ=

Запас прочности соединительной скобы

n_c=

Расчет прочности деталей подвески с резьбой М12; М16; М20.

Расчетное напряжение на растяжение

Для ст.3  σ_р=2100кг/см²

Площадь опасного сечения по резьбе:

1) для резьбы М12

F=, где d_р-внутренний диаметр резьбы, см.

2) для резьбы М16

F=

3) для резьбы М20

F=

Допустимая осевая нагрузка:

1) для резьбы М12

Q=

Запас прочности:

3,9

1,14

2) для резьбы М16

Q=

Запас прочности:

14,38

9,75   

7,4     

2,15

3) для резьбы М20

Q=

Запас прочности:

22,43

15,2

11,64

3,36

То есть, детали с резьбовым соединением М12 обеспечивают запас прочности для подвески труб диаметром до 300мм, М16, М20 обеспечивают запас прочности для подвески труб диаметром до 325мм.

Расчет прочности скобы для подвески труб.

Допустимое напряжение изгиба для стали ст.3:

[σ]=, где σ_в-временное сопротивление металла, кг/см²;

n-необходимый запас прочности.

Осевой момент сопротивления сечения стержня:

1)  для диаметра 20мм

W=0,1хd³=0.1х2³=0,8см³

2)     для диаметра 24мм

W=0,1хd³=0.1х2,4³=1,38см³

Допустимый изгибающий момент:

1) для диаметра 20мм

М=Wх[σ]=0.8х600=480кгхсм

3)  для диаметра 21мм

М=Wх[σ]=1,38х600=828кгхсм

Допустимая нагрузка на скобу:

1) для диаметра 20мм(от трубы 100мм и от трубы 150мм)

Р₁₀₀=          Р₁₅₀=

2) для диаметра 24мм (от трубы 100мм и150мм)

Р₁₀₀=         Р₁₅₀=  

То есть, скобы изготовленные из стержня диаметром 24мм можно использовать для подвески труб диаметром не более 100мм.

Расчет прочности подвески, изготовленной из полосы 3х50.

Допустимое напряжение на растяжение для стали ст.3

[σ]=,

Площадь опасного сечения полосы с учетом отверстия под болты М12-М20.

F=0.3х(5-2,1)=0,87см²

Допустимая нагрузка на полосу.

Р=Fх[σ]=0.87х600=522кг>Р_i,

Что обеспечивает прочность подвески.

Запас прочности для труб Ø100мм.

n=

Запас прочности для труб Ø150мм.

n=

Запас прочности для труб Ø200мм.

n=

Запас прочности для труб Ø250мм.

n=

Запас прочности для труб Ø300мм.

n=

Запас прочности для труб Ø325мм.

n=

Подвеска, изготовленная из полосы 3х50 может использоваться для подвески труб диаметром до250мм.

Расчет каната, используемого для подвески труб.

Запас прочности каната, используемого для подвески труб определяется по формуле:

n=75.6

n=41.0

n=22.1

n=14.9

n=11.5

n=3.3, где Q_р- разрывное усилие каната диаметром 6,8мм.

Подвеска из каната диаметром 6,8мм обеспечивает безопасную подвеску трубопровода диаметром от 100мм до 325мм.

Расчет крепления скобы к деревянной стойке.

Прочность древесины на смятие с учетом запаса прочности n=6 определяется по формуле:

Р_i=80с х d

Глубина забивки скобы в древисину

С=,

где    Р_i=n х Р₁₀₀=6х64=384кг                  С=

Р_i=n х Р₁₅₀=6х118=708кг               С=

Р_i=n х Р₂₀₀=6х219=1314кг             С=

Р_i=n х Р₂₅₀=6х323=1938кг             С=

Р_i=n х Р₃₀₀=6х422=2532кг             С=

Р_i=n х Р₃₂₅=6х1464,4=8786кг        С=,

где    Р_i- нагрузка на подвеску от трубы соответствующего диаметра ( от 100мм до 325мм).