<<
>>

3.2 Расчет долговечности (ресурса) зубчатой передачи привода лебедки буровой установки БУ 2500-ЭПБМ1 на контактную выносливость

В современном машиностроении прослеживаются тенденции повышения мощности, равномерности или быстроходности, автоматизации процессов, увеличения длительности и безотказности работы, удобства и безопасности обслуживания, экономичности при изготовлении и эксплуатации, снижения массы и стоимости конструирования, изготовления и эксплуатации машин.

Так применение ВЫСОКОПРОЧНЫХ сталей, хотя и дорогих, может снизить стоимость, а главное - массу деталей.

В современных буровых установках начали применять трансмиссии с планетарной передачей. Основными преимуществами планетарной передачи являются большие передаваемые крутящие моменты и ее широкие кинематические возможности, которые позволяют использовать передачу как редуктор с постоянным передаточным отношением, как коробку скоростей с изменяющимся передаточным отношением за счет поочередного торможения различных звеньев и как дифференциальный механизм. Она более компактна и имеет меньшую массу по сравнению с простой передачей.

Кинематика планетарной передачи, а также расчет по контактным напряжениям и напряжениям изгиба двухступенчатой трансмиссии с четырьмя

сателлитами буровой установки БУ 2500-ЭПБМ1 (рис. 3.1), рассматриваются штага

Основными исходными данными являются: передаточное отношение, механические характеристики зубчатых колес, режим работы — закон изменения нагрузки. Помимо упомянутых в число исходных данных входят геометрические параметры Ьи Ь?\ дс/, х?\ т и др. Более полно исходные данные и их обозначения приведены в приложениях 11 и 12.

Т

п*і • Параматры

? Приаол

Гпаяный 1 Всгомогатальмый

Передача

1 її 1 II 1 : Нагрузка на крюка, кН 5004-1600 0*500 1600 800 2 ",.| Скорость подъама крюка, м/с о.ао*о,21 1,66+0,80 0.01ОО 0.0307

Рис. 3.2. Кинематическая схема лебедочного модуля и тяговая характеристика подъемной системы буровых

установок БУ 2500/160-ЭПБМ1 и БУ 2500/175-ЭПКБМ 1-вспомогательный тормоз; 2-муфта; 3-вал барабанный; 4,5-муфты шиннопневматические ; 6-коробка перелач; 7-муфта; 8-главный двигатель; 9-привод тахогенератора ТГ; 10-муфта; 11-цилиндрический редуктор;

12-электродвигатель; 13-муфта; 14-водило; 15-водило.

При расчете геометрии и прочности данного зацепления планетарной передачи зубчатым колесам помимо принятых, присваивают индексы 1 — для центрального колеса и 2 - для сателлита (Рис. 3.2).

Рис 3.2. Планетарная передача: 1 - центральное колесо, 2 - сателлит.

Формулы для расчета основных геометрических параметров цилиндрических передач с внешними и внутренними (в нашем случае) зацеплениями, методика расчета зубьев планетарной передачи привода лебедки буровой установки БУ 2500-ЭПБМ1 на контактную и изгибную выносливость приведены в Приложении 13.

Эквивалентное напряжение определяют по формуле

<7нш) = Кнш *сгн1, МПа (3.1)

Коэффициент эквивалентной нагрузки, при расчете контактных напряжении определяют

КнЕ(я) ~ \\2НС *

°ж.\>аншм 1 НЕ

Л

О О») Л

т.

20 ГНЦп)

(3-2)

где в квадратных скобках под корнем учитываются все циклы контактных напряжений, действующих за время бурения одной скважины, а 2нс -количество пробуренных скважин до выхода передачи из строя (ресурс) при принятом коэффициенте запаса на выносливость. Подставив КцЫп) в формулу (3.1), имеем

О(«0

N.

N а*

Г14.

Н пвэ

(3.3)

Откуда долговечность (ресурс) центрального колеса планетарной коробки передачи БУ 2500-ЭПБМ1 при контактной выносливости будет найдена из выражения

(

HF

1

, скв. (3.4)

где 0}п(ф Otitfm От и &IIP ~ расчетные напряжения при расчете на контактную выносливость на я-ом уровне нагружения, предел контактной выносливости, расчетное контактное напряжение, действующее на центральное колесо, и допускаемое контактное напряжение, не вызывающее опасной контактной усталости материала соответственно, МПа,

где Nhe, NcUn) - суммарные числа циклов всех ступеней циклограммы (при бурении всех скважин за срок службы зубчатой пары), принятых в расчете на контактную выносливость, {Nhz — У.Яам ) и расчетное число циклов напряжений (число вхождений зубьев) на каждой ступени нагружения соответственно;

Расчетное число циклов напряжений (число вхождений зубьев) на каждой ступени нагружения определяют

В связи с тем, что контактные напряжения во всем диапазоне подъема бурильной колонны (число свечей от 1 до rtmax), меньше предела контактной выносливости, учет составляющей ресурса осуществлен по правому слагаемому знаменателя выражения (3.4) с расчетными напряжениями в степени 20, и пределе выносливости в степени 14.

Долговечность (ресурс) центрального колеса планетарной коробки передачи БУ 2500-ЭПБМ1 при контактной выносливости равна Zhc =171 скважин

После этого, проверяется нагрузочная способность поверхностей зубь-

ев. Нагрузочная способность поверхностей зубьев обеспечивается при выполнении условий любого критерия, приведенного в табл. 3.1 [35].

Таблица 3.1 Критерии Условия нагрузочной способности Напряжение (7щ < ПНР 1 Безопасность Ресурс NL>NK 3 Вероятность безотказной работы Ph(Nl ZNk) їРнтт 4 На рис. 3.3 приведена зависимость расчетного контактного напряже-

ния от числа свечей на крюке.

I 200 100 -

0 т 1 I т і 1 1 і 1 1 I

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Число свечей на ижже N

Рис. 3.3 Зависимость расчетного контактного напряжения от числа свечей на

крюке

Из сравнения приведенных выше результатов допустимого контактного напряжения, которая при = 1.023 равна анр = 850, с данными рисунка видно, что значения расчетного контактного напряжения не превышает значение допустимого контактного напряжения, т.е. выполняется условие 1 из

тябтт Ч 1

<< | >>
Источник: ЖАБАГИЕВ АСЛАН МУХАМЕДИЯРОВИЧ. РАЗРАБОТКА РАСЧЕТНЫХ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА СПУСКО-ПОДЪЕМНОГО КОМПЛЕКСА БУРОВЫХ УСТАНОВОК / Диссертация. 2002 {original}

Еще по теме 3.2 Расчет долговечности (ресурса) зубчатой передачи привода лебедки буровой установки БУ 2500-ЭПБМ1 на контактную выносливость:

  1. Расчет долговечности (ресурса) зубчатой передачи привода лебедки буровой установки БУ 2500-ЭПБМ1 на контактную выносливость
  2. 3.3. Расчет долговечности (ресурса) зубчатой передачи привода лебедки буровой установки БУ 2500-ЭПБМ1 на изгиб
  3. Программа расчета долговечности зубчатой передачи планетарной КПП буровой установки БУ 2500-ЭПБМ1
  4. 2.5.4. Силовой привод лебедки буровой установки БУ 2500-ЭУ
  5. 2.5.5. Силовой привод лебедки буровой установки БУ 2500-ЭП
  6. 2.5.1. Силовой привод лебедки буровой установки БУ 2500-ДГУ
  7. 3. Определения долговечности (ресурса) планетарной коробки перемены передач 3.1. Оценка долговечности (ресурса) зубчатой передачи
  8. 3.4. Влияние аварийных подъемов на ресурс зубчатой передачи
  9. 2.6.5. Влияние типа привода буровой установки на энергетические затраты при СПО
  10. 2.5.2. Оценка затрат машинного времени и энергозатрат при подъеме бурильной колонны за цикл проводки скважины буровой установкой БУ 2500-ДГУ
  11. 2.6. Анализ затрат машинного времени и энергозатрат при подъеме бурильной колонны в процессе проводки скважины буровыми установками с различными типами привода подъемного комплекса
  12. // Ввод данных при расчете на изгибную выносливость