钻机平台稳定性计算.docx

1、钻机平台稳定性计算钻机平台稳定性计算荷载: 钻机型号 冲击钻300型 拟采用反循环方式钻进钻机及锤头、泥浆泵总重：30T 振动荷载系数：1.2 I28a工字钢材料参数:43.47kg/mI=7.115103cm4W=5.082102cm3I36a工字钢材料参数:60.00kg/mI=1.5796104cm4W=8.776102cm3A3钢：弯=145 Mpa压=140 Mpa =85 Mpa1、导向架计算:计算受力简图如图q=30101.2/(42)=45KN/m为简化计算可按简支架计算 ，简图如下： 对L2、L3:M=qb2(2-b/L)2/8Q=qb2/2Lf=qb2Lx(2-b2/L2-

2、2x2/L2) x /L2+(x-a)4/b2L2/24EILx=a+b2/2L2时，f值最大得：ML3=4522(2-2/3.25)2/8 =43.14KN.MQ3=45 2/2 3.25=27.69KNx=1.25+22/(2 3.25)=1.865f=45223.251.865103/(242.11067.11510310-83.25) (2-22/3.25-21.8652/3.252) 1.865/3.252+(1.865-1.25)4/（22 3.252）=2.110-5mL/400=0.008mML2=4522/8(2-2/5.7)2 =61.19KN.Mx=2.7+22/25.7

3、=4.05mf=30225.74.05103/(242.11051067.11510310-85.7)(2-22/5.7-24.052/5.72) 4.05/5.72+(4.05-3.7)4/225.72=7.410-5mL/400=0.014m故由上述计算可知，导向架采用28a工字钢可满足要求。2平台主梁验算平台主梁拟采用2根36a工字钢，计算受力简图如上。 P=27.69KN对图1，可简化为简支计算，受力图如下：QA=(27.694.5+27.696.9)/5.7=55.38KNM=27.691.2=33.23KN.M应力验算：=M/W=33.23103/(8.77610210-6)=37

4、.9Mpa=145Mpa对图2：可简化为简支计算 受力图如下：M=27.694.51.2/4.5=26.23KN.M应力验算：=M/W=26.23103/(8.77610210-6)=29.9Mpa27.692=55.38KN风力、水流作用力荷载验算：风力：q1=2.51428.5/2=537.8N/m水流: q2=2.51/2102.51/2810=1260N/m水流静压力：q3=108.512.51/2=106.8N/M 钢管桩入土处受力： P=q1L1+q2L2+2q3L3/3 =537.86+1260(12-3.49)+(106.88.51)3 =14.5KN M=q1L1(L-L1/

5、2)+q2L2L2/2+2q3L3/3L2/3 =537.86(14.51-3)+12608.51(8.51/2)+(2/3) 106.88.51(1/3) 8.51 =84.5KN.M =M/Ir=84.51030.4/(1.93610-3)=17.5Mpa=145Mpa挠度计算： 可将受力简化为q=q1L1+q2L2/L+(2q3L3/3)/L =(537.86+12608.51)/14.51+(2106.88.51)/3/14.51 =1003.2N/M=3qL4/24EI=31003.214.514/(242.11051061.93610-3) =0.014P=55.38KN 满足要求

6、 由于钢管在一个主平面内受压且受弯作用，则验核公式： N/Am+(1/2)(M/Wm)1 其中：N=55.38KN Am=0.025m2 P1=0.51M=82.8KN.MWm=I/=(1.93610-3)/0.4=4.8410-3m3N/Am=(55.38103)/0.025=2.215Mpa0.150.51140 =10.71Mpa故：=1.02=1故: N/Am+(1/2)(M/Wm) =2.215+84.5/4.84 =19.7MpaP=30101.2=360KN 护筒每延米表面积： 2.4=7.54M2 风力、水流作用荷载验算 风力：q1=(7.54428.56/2)/6=1615N

7、/M 水流：q2=7.54/2107.54/2810=11370.3N/M 水静压力:q3=108.517.54/2=320.8N/m 由于护筒在一个主平面内受压且受弯曲作用，则验核公式：N/Am+(1/2)(M/Wm)1 其中:N=360KNAm=0.075m21=0.9M=q1L1.(L-L1/2)+q2.L2.(L2/2)+2q3L2/3.L2/3 =16156(14.51-3)+11370.38.51(8.51/2)+(2/3) 320.88.51(1/3) 8.51=528.4KN=M/W=528.4103/5.3610-21.2 =11.8MPa=145MpaN/Am=(360103)/0.075=4.8Mpa 0.151 =0.150.9140 =18.9Mpa故=1.0故N/Am+(1/2)(M/Wm) =4.8+(528.4103)/(3.3610-2) 1.2 =16.6Mpa1 =0.9140=126Mpa故护筒的整体稳定性满足要求。