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防火卷帘卷轴设计与校核

文档名称:防火卷帘卷轴设计与校核
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文档名称:防火卷帘卷轴设计与校核
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上传者:dupuyang
添加时间:2019/05/21
内容摘要:
決盲
工芝工装/月/画//维/造 OLUTION
防火卷帘卷轴设计与校核
邢大伟
(辽宁省核工业地质局机械研究所;沈阳10122)
摘要:防火卷帘的卷轴是传动和承载的关键部件。文中根据卷帘的传动轴结构和承受载荷情况,对防火卷帘卷轴的力
学性能进行了分析,并在实际应用过程中将计算简化,满足防火卷帘卷轴设计及使用要求。
关键词:防火卷帘;卷轴设计;卷轴校核;强度;挠度
中图分类号:TH123.3
文献标识码:A
文章编号:1002-2333(2012)09-0129-02
引言
2x10Nm2。
防火卷帘是建筑内防火设施之一,当有火灾发生时,
轴的截面惯性矩可为:=T(D-)
卷帘在消防联动信号控制下启动,使具有防火功能的帘
布落下,起到阻止火灾蔓延的作用。防火巻帘的巻轴是传式中:ソ为轴的截面惯性矩;D为卷轴外径;为卷轴内径。
动和承载的关键部件,在防火卷帘的设计中,如何合理地
根据防火卷帘国家标准,卷轴的合理挠度值选定为
计算卷轴力学性能,正确地选用巻轴,是防火巻帝设计的卷轴跨度的1400即应满足:(/m-005
关键。
4卷轴强度的校核
2卷轴的力学模型分析
(1)求卷轴承受的弯矩:Mm=KqL78
4
如图1所示,卷轴多采用无缝钢管做轴身,与两端轴式中;g为均布载荷,Nm;L为轴长,m;Mm为最大弯矩
头焊接而成。从卷轴的受力情况分析,卷帘卷轴可视为
N·m;K为材料安全系数。
个承受均匀分布载荷的简支梁,其受力简图如图2所示。
2)求抗弯被面模量:F=[1(
卷轴受到帘面和自身重力的作用,很容易产生挠度。按照
防火卷帘国家标准(GB14102-2005)规定,合理的挠度位式中:a为外径,m;d山为内径,m。
应小于卷帘长度的1/400。该卷轴主要受弯曲和剪切力
(3)求卷轴承受的最大正应力:Om=M/W
(6)
矩,因其转速低,且转动平稳,所以剪切力矩不是影响轴
式中:W为抗弯截面模量,m
的强度的主要因素,可忽略不计。而由弯曲产生的内应力
查表,无缝钢管许用应力[o]=340N/mm2,卷轴强度
及其造成的挠度变化,则是卷轴能否使用的关键。
若能满足承载要求,那么o≤[ol
5设计实例
一權宽155m高4-5m的防火卷帘,帘面重量35kgmn2,
是否可用如299x8的无缝钢管做卷轴?
图1卷帘卷轴
解:帘面重量为3.5×4.5=15.75kgm,查表得299x8
无缝钢管重5741kglm
因此,式(1)中E=2x10N/m2
g=(15.75+57.41)x10=731.6N/m
(a)卷帘卷轴静力图
根据式(2)求得可(02994-0.2834)=73743x10m4
将以上求得值代入式(1)中:
(b)卷帘卷轴弯矩图
x731.6x15.54
384×2x10743xMD=0.03mm
根据式(3)可知n=0.0025×15.5=0.0388m
(c)卷帘卷轴剪力图
满足式f∫≤fm
图2卷帘卷轴受力图
又因为在卷轴强度与挠度有关,在挠度满足标准要
3卷轴挠度的计算
求的情况下,卷轴的强度必远远小于许用应力,可忽略不
根据机械设计手册,挠度计算公式为
计。因此,此卷轴选用d2998无缝钢管合理。
∫=5qL384EJ
(1)6结语
式中:/为最大挠度,m;L为跨度,m;q为单位长度上的
在防火卷帘卷轴设计过程中,运用材料力学知识,对
载荷,Nm;/为截面的惯性矩;E为材料的弹性模量,值为卷轴的力学性能正确分析,可简便地计算出卷轴的挠度
机械工程师2012年第9期129
学兔免w,Vertu.com
泱盲亲
SOLUTION工芝/工/目/迨断/益測/组修/改造
油井环保一体化作业模式探讨
吴建成,刘遵权,于建涛
(大庆油田有限责任公司第九采油厂,黑龙江大庆163853
摘要:常规油井井下作业施工和生产过程中的洗井均可造成地下储层、地面环境污染,而目前现有的防污染技术存在
操作复杂、占地面积大且无法控制井液上返和保护油层等问题,为此,文中通过从隔绝井筒压力、井筒内清洗管杆、双根
起下、井口管杆刺洗等方向出发,研究应用地面和地下防污染技术组合,并经过大量的现场试验,探索出了一条适合大
庆外围油田的油井环保一体化作业模式。
关键词:防污染;环保作业;立柱作业;油层保护
中图分类号:TE355
文献标识码:A
文章编号:1002-2333(2012)09-0130-02
1问题的提出
器。多功能防污染管柱管柱
大庆外围“三低”油田地下储层条件差,油井井下作主要由可捞式空心桥塞、捅
抽油杆
业施工和生产过程中的洗井会不同程度地造成地下、地杆和井下开关组成,如图1
泄油器
移位器
面的污染,伤害储层并污染环境;且地而草原、森林、田地所示。结构原理是将可捞式
等对作业施工也提出更高的环保要求。
空心桥塞和多功能井下开关
抽油泵
常规地面防污染措施主要采用防渗布、清蜡池、电加组成丢手管柱,预置于射孔
热系统和污油回收装置对污油污水及管杆地面处理,在井段之上,在生产管柱的泵
我厂应用20余井次,由于操作复杂、占地面积较大且成上装有泄油工具,靠提放抽
本高等问题,未得到有效推广;地下防污染工具上采用泄油杆柱控制泄油通道的开和「生产「』体关
油器和活门等井下开关,应用40余井次,虽然取得一定关;同时在生产管柱的下部
丝堵
的环保效果,但井下工具作用单一,无法控制井液上返和连接有捅杆,通过捅杆对多
保护油层。同时,地面和地下的防污染设备与工具未有效功能井下开关的插人和提图1多功能防污染
组合应用,使得各项技术的应用效果大打折扣。
出,控制井下开关的开和关。
管柱示意图
为此,降低防污染成本,实现地下和地面防污染措施该管柱能够实现以下功能:(1)实现带压不放喷作业,作
的有机结合,探索出适合外围油田的油井环保一体化作业时上提管柱关闭油层,使井底压力与井简隔开,实现了
业模式,这是我们面临的一大难题。
作业过程中的带压不放喷作业,作业后可以重新将生产
2技术思路及原理
管柱插入,打开多功能井下开关通道;(2)实现泄油,上提
2.1技术思路
管柱关闭油层后,起抽油杆柱,由抽油杆上的控制器打开
从减少井液的排放、施工占地面积、地面刺洗工作量泄油器完成泄油;(3)实现井筒内洗管洗杆,泄油器打开
及防止洗井液进入地层等方面出发,组合应用地下、地面后,可以用水泥车正洗或反洗,洗井液可以添加药剂,完
防污染措施,实现绿色环保作业。根据单井的实际情况,优先成洗井,并与地面污油污水处理设备结合,处理后进入集
选择在井筒内完成管清洗,对清洗不彻底的辅以地面井输管线,将地面管杆的刺洗工作在井筒内完成,减少地面
口管杆刺洗装置。采用隔绝井筒压力、井筒内清洗管杆、双污染,同时减少了作业过程中对地层的污染;(4)实现生
根起下和井口管杆刺洗等组合方式,充分发挥各措施整体产中的热洗不污染油层:生产中需要热洗清蜡时,热水反
防污染作用,形成大庆外围油田的油井环保体化作业模式。洗通过捅杆上的筛眼,进入泵及油管中返到地面管线,多
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