МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»

Кафедра БС

Курсовой проект

П о дисциплине Буровые машины и механизмы

^{(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)}

Пояснительная записка

Тема: Проект трансмиссии с гидродинамической передачей для бурового агрегата 1БА-15В с мощностью привода 154 кВт.

А втор: студент гр. РТ-09 /Семко Е.В./

^{(подпись) (Ф.И.О.)}

ОЦЕНКА: _____________

Дата: ___________________

ПРОВЕРИЛ

Руководитель проекта: проф. /Шелковников И.Г./

^{(должность) (подпись) (Ф.И.О.)}

Санкт-Петербург

2013

Аннотация

В данном курсовом проекте была разработана трансмиссия с гидродинамической передачей для бурового агрегата 1БА-15В с мощностью привода 154 кВт. В нашем случае гидродинамическая передача представляет собой гидротрансформатор и в соответствии с этим выбран гидротрансформатор для проектирования гидродинамической трансмиссии. Оценивается соответствие выбранного гидротрансформатора двигателя.

Данная работа содержит 15 страниц, 5 таблиц и 3 рисунка.

The summary

In this course project was developed transmission with hydrodynamic transmission for the drilling unit 1BA-15V with power outputs of 154 kW. In this case, the transmission is a hydrodynamic torque converter in accordance with the selected design of the hydrodynamic torque converter transmission. Evaluates the relevance of the selected torque converter engine. This project contains 15 pages, 5 tables and 3 pictures.

Оглавление

Аннотация 2

Введение 4

1. Схема действия гидротрансформатора 7

2. Расчет и построение внешней скоростной характеристики для двигателя ЯМЗ-236НД 8

3. Оценочные параметры гидротрансформатора двигателю 9

4. Скорость подъема бурового инструмента на примере скважины глубиной 2300м 13

Заключение 14

Список литературы 15

Введение

Одной из важных задач на этапе проектиро­вания гидродинамической трансмиссии является выбор гидротрансформатора. Это связа­но с тем, что устанавливаемый гидротрансформатор между двигателем и коробкой передач должен обес­печить:

-использование номинальной мощности двигателя, а также его работу на экономич­ных режимах расхода топлива;

-устойчивую работу двигателя на «стопо­вом» режиме гидротрансформатора, т.е. при полностью оста­новленном вале турбинного колеса;

-расширение скоростного диапазона на вы­ходе гидротрансформатора и, как следствие, уменьшить число передач в коробке;

-возможность длительной работы в тя­желых условиях без перегрева масла в гидротрансформаторе.

Таким образом, для рационального использо­вания мощности двигателя необходимо, чтобы внешняя характери­стика двигателя была согласована с безраз­мерной характеристикой гидротрансформатора.

Самоходный буровой агрегат 1БА-15В предназначен для геологоразведочного и эксплуатационного бурения скважин на воду роторным способом в породах мягкой и средней твердости с прямой промывкой забоя.  Буровой агрегат 1БА-15В для бурения скважин  (рис. 1) состоит из следующего оборудования:

а) бурового блока, включающего мачту с ярусами растяжек, привод от двигателя автомобиля МАЗ-5334 через пятискоростную коробку передач, коробку отбора мощности и трехскоростную коробку передач агрегата, лебедку, ротор Р-410, буровой насос, генератор, компрессор пневмосистемы, гидрораскрепитель, пульты управления (все эти узлы смонтированы на раме автошасси); талевого блока, вертлюга, квадратной штанги, бурового рукава со штуцерами, откидных мостков, глиномешалки емкостью 0,75 м;

б) компрессорно-силового блока;

в) прицепа для бурильных труб;

г) бурового инструмента.

Рис. 1. Буровая установка 1БА-15В

Основное оборудование агрегата смонтировано на автоприцепах, что обеспечивает высокую маневренность и сокращает затраты времени на транспортировку и монтажно-демонтажные работы. Запас мощности и возможность привода любых механизмов от каждого из двух двигателей повышает надежность ведения буровых работ и сокращает аварийные простои. Широкий диапазон скоростей на лебедке и роторе позволяет успешно вести различные работы. Конструкция агрегата позволяет без затруднений применять бурильные и обсадные трубы длиной 12 м и обсаживать скважины без снятия ротора трубами диаметром до 360 мм. Пневматическое управление основными механизмами значительно повышает оперативность и облегчает труд бурильщика, наличие также ручного управления обеспечивает надежность управления.

Мощный компрессор, входящий в состав агрегата, позволяет без потерь времени производить с помощью эрлифтов строительную и опытную откачку воды. Применение гидрораскрепителя и устройства для развинчивания бурильных труб диаметром 73 мм с помощью ротора облегчает и ускоряет выполнение спуско-подъемных операций.

Создают удобства в работе и повышают безопасность труда: ограничитель подъема талевого блока, обустройство буровой площадки; приспособления для выноса квадратной штанги, ведения ремонтных и монтажных работ, подтаскивания грузов, подвески бурового рукава, продувки напорного манифольда воздухом; аварийное освещение 24 В; ручной насос для заправки; слесарные тиски и т. д.

Основные характеристики агрегата 1БА-15В, необходимые для расчета гидротрансформатора, приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Основные характеристики бурового агрегата 1БА-15В

Параметры	Значения параметров
Двигатель ЯМЗ-236НД:
Номинальная мощность, кВт (л.с.)	154 (210)
Номинальная частота вращения, об/мин	1900
Рабочий диапазон оборотов	1,556
Коэффициент приспособляемости	1,10
Лебедка буровая:
Тяговое усилие на буровом барабане, кН	51
Ротор Р-410:
Крутящий момент, Н∙м (кГс∙м)	7840 (800)
Частота вращения, об/мин	65 - 245

1. Схема действия гидротрансформатора

В 1903 г. проф. Г. Феттингер, проектируя схему дифференци­альной электрической передачи, осуществляющей передачу кру­тящего момента от двигателя к гребному винту, решил заменить дифференциальную электропередачу гидродинамической уста­новкой, соединив центробежный насос и турбину одним общим вихреобразным круговым потоком жидкости.

На рис. 2 показана схема действия турботрансформатора. Вал двигателя 1 соединен с колесом 2 насоса и нагнетает жид­кость по каналу 3 в направляющий аппарат 4 (реактор), расположенный в неподвижном корпусе 5. Из направляющего аппарата жид­кость поступает на турбинное колесо 6, закрепленное на выход­ном валу 7. Жидкость, выходя из колеса турбины по каналу 8, поступает в полость 9 корпуса, а оттуда по каналу 10 снова попадает на колесо насоса. Таким образом, жидкость совершает движение по замкнутому контуру: по спирали от вращающегося насосного колеса через направляющий реактор и вращающееся с меньшей частотой турбинное колесо. При этом и происходит трансформация частоты вращения и крутящего момента на вы­ходном валу.

Рис. 2. Схема действия гидротрансформатора

Вначале при небольших числах оборотов турбина создает большой крутящий момент, больше, чем на насосе, в несколько раз. По мере того, как нагрузка на турбине уменьшается, число ее оборотов увеличивается. Таким образом, гидротрансформатор выполняет автоматиче­ски и плавно работу коробки скоростей с бесконечным числом ступеней.