Қалыпқа келтіретін орнақтың жұмыс көтермелерінде бұрғылау ошағының созатын күштерін есептеу
Құбырлы дайындама мен ауысымды аспаптың байланыстілі өзара әрекеттесуінің негізінде энергокүштік параметрлерді анықтау әдістемесі үрдістің кинематикасын ескереді. Кинематикамен домалататын диаметрдің қалыбы анықталады, оның қимасында біліктің сызықтық жылдамдығы жолақтың қозғалу жылдамдығына тең. Ол металдың біліктермен байланыстілі өзара әрекеттесу аймағын озу аймағы мен қалып қою аймағына бөледі. Бұл аймақтардың арасындағы қатынасты біліп, үрдісті жүзеге асыру үшін қажетті созатын күштерді анықтауға болады.
Алайда ұсынылатын әдістеме бойынша есептеулерде байланыстілі емес түр өгеру аймағын ескермейді. Жоғарғы білікпен металдың байланыстілі аймағының ұзындығын металдың төмеңгі білігінің металмен байланысты аймағының ұзындығына тең, ал металдың серіппеден босатылу шамасын – металдың біліктермен байланыстысының аймағының шамасынан 10 тең (жоғарғы және төмеңгі).
Одан соң, 159-219 қалыпқа келтіретін орнақтың біліктерінің жетегінің энергокүштік параметрлерін есептеген кезде әдістемені қолдану мысалы келтірілген. Есептеу бес жетекті көтермелер бойынша жүргізіледі (1 – 5).
Есептеу үшін бастапқы мәліметтер:
Ішкі диаметрі |
Дт =219мм |
Құбырдың қабырғасының қалыңдығы |
Sт =2,5мм |
Дайындама ені |
Вл =687,66мм |
Біліктердің мөлшерленуі және 159-219 қалыпқа келтіретін орнақтың кинематикалық параметрлері сәйкесінше 2.2 және 2.3 кестелерінде келтірілген.
2.2 кесте - Dт Sт = 2192,5 құбыры үшін ТЭСА 159-219 қалыпқа келтіру орнағының біліктерін мөлшерлеу
Параметрлер |
Қалыпты орнақтарының қапасы |
|||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Dб.В. |
426,4 |
424,836 |
351,6 |
348,66 |
344,8 |
338,6 |
|
743,5 |
746,36 |
751,1 |
759,6 |
776,5 |
818,4 |
Dб.Н. |
391,44 |
389,5 |
387,6 |
385,7 |
383,8 |
381,9 |
|
426,8 |
425,336 |
424,1 |
423,24 |
423,22 |
425,7 |
RВ |
174,8 |
179,18 |
182,5 |
187,7 |
197,1 |
216,5 |
RН |
176,8 |
179,18 |
182,5 |
187,7 |
197,1 |
219 |
SШ |
|
|
|
|
|
|
i |
3,9 |
3,8 |
3,7 |
3,6 |
3,4 |
3,14 |
2.3 кесте - ТЭСА 159 – 219 қалыпқа келтіретін орнақтың жетегінің кинематикалық параметрлері
Параметрлері және олардың тағайындалуы |
Қапастардың нөмірі |
|||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|||||||
В |
Н |
В |
Н |
В |
Н |
В |
Н |
В |
Н |
В |
Н |
|
Біліктің айналу жиілігі ni, мин |
79 |
122 |
81 |
120 |
75 |
110 |
80 |
110 |
112 |
121 |
- |
- |
Сызықты жылдамдығының жолағы Vл, м/с |
35 |
35 |
35 |
35 |
35 |
35 |
35 |
35 |
35 |
35 |
35 |
35 |
Ескерту: В – жоғарғы білік; Н – төмеңгі білік.
Бірінші қалыпқа келтіретін көтермені есептеу (толық қармайтын ашық мөлшерлеу)
Байланыстылы беттің ұзындығын анықтау
(26)
мұнда
– дайындаманың жиегінің қимасында
бірінші біліктің радиусы, мм; 
– түбі бойынша төмеңгі біліктің диаметрі,
мм; 
– төмеңгі білікті қалыпқа келтіру
радиусы, мм; В – білікпен байланыстта
болатын дайындаманың ені, мм.
,
(27)
мұнда H1 – профильдің биіктігі;
H1В = 0,94Н
H1В – мөлшерлеуге шыққан кезде профильдің биіктігі, мм,
H1В = 0,94 ∙ 17,68 = 13,23мм
(28)
мұнда
– жиектің білікпен байланыстысың
ұзындығы, мм;
(29)
мұнда
– 10
серіппеден босатылуды ескерумен жиектің
білікпен байланыстысының ұзындығы, мм,
Бірінші көтерменің біліктерінің домалататын диаметрін анықтау
,
мм;
(30)
мұнда
– жолақтың сызықтық жылдамдығы, м/с;
D1K
- домалататын диаметр, мм; 
- біліктің айналуының бұрыштық жылдамдығы,
рад/с.
(31)
мұнда n – біліктің айналу жиілігі, мин-1
– түбі
бойынша бірінші төмеңгі біліктің
диаметрі,
=426,8
мм – реборда
бойынша бірінші жоғарғы біліктің
диаметрі
;
.
Демек, бірінші көтерменің төмеңгі және жоғарғы біліктері озу аймағында болады.
Металдың бірінші көтерменің біліктерімен байланыстілі өзара әрекеттесуінің ауданын анықтау.
,
(32)
= 7990,35 мм2
– құбырлы дайындаманың жоғарғы білікпен
байланыстілі бетінің аймағының ауданы;
– құбырлы дайындаманың төмеңгі білікпен
байланыстілі бетінің аймағының ауданы.
Бірінші қалыпқа келтіретін көтерме
үшін (берілген жағдайда:
= 7990,35 мм2
Бірінші көтерменің біліктерінің созатын күштерін анықтау
Тт=
Тт +
Тл
= S(
)
+ (
(33)
Тт=
Тт +
Тл
= 687,66
∙
236,7(
)
–
236,7 ∙
0,005 (
= - 15860,06 Н
« - » белгісі көтерме созатын екендігін білдіреді, өйткені қалыпқа келтірудің сомалық күші қалыпқа келтірудің бағытымен сәйкес келеді.
Екінші қалыпқа келтіретін көтерме үшін созатын күштерді есептеу жоғарыда келтірілген формулаларға ұқсас. Нәтижелер 2.4 кестесінде келтірілген.
2.4 кесте.
Параметрлері және олардың тағайындалулары |
Қапастар нөмірі |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Дайындама жиегінің қимасындағы білігінің радиусы – RiK, мм |
213,4 |
427,6 |
212,05 |
211,62 |
- |
Профильдің биіктігі - Hi, мм |
17,68 |
232,9 |
18,25 |
18,77 |
196,33 |
Мөлшерлеуге ену кезіндегі профильдің биіктігі - HiB, мм |
16,6192 |
218,9 |
17,155 |
17,6 |
20,89 |
Білікше жиектерінің байланыс ұзындығы – Li, мм |
21,1266 |
85,52 |
201,4475 |
228,5 |
153,5 |
Сырғанаушы диаметрлері - DiKВ.Н., мм |
|
|
|
|
|
Білікшенің айналуының бұрыштық жылдамдығы - iВ.Н., рад/с |
|
|
|
|
|
Құбырлы дайындаманың білікшемен байланысу бетінің ауданы – FiKВ.Н., мм2 |
|
|
|
|
|
Созылушы күш – ТiT, Н |
15860,06 |
73955,6049 |
105690,3 |
163389,4 |
46641,0547 |
Үшінші қалыпқа келтіретін көтерме – толық емес қармайтын ашық мөлшерлеу.
Үшінші көтерменің байланыстілі бетінің ұзындығын анықтау
(34)
мұнда
– дайындаманың жиегінің қимасында
біліктің радиусы, мм; 
– реборда бойынша төмеңгі біліктің
диаметрі, мм;
(35)
мұнда
-
профильдің
биіктігі,
мм
,
(36)
- дайындаманың мөлшерлеуге енуі кезіндегі
профильдің биіктігі, мм;
(37)
мұнда
- жиектің білікпен байланыстысының
ұзындығы, мм;
,
мм,
(38)
мұнда
– 10
серіппеден босатылуды ескерумен төмеңгі
білікпен құбырлы дайындаманың жиегінің
байланыстысының ұзындығы;
Үшінші көтерменің біліктерінің домалататын диаметрін анықтау
Домалататын диаметрді анықтауды формулаларға сәйкес жүргізеді
Dik=
и 
.
Олай болса,,
н
= 
;
в
= 
= 7,85 рад/ с;
=148,62 мм;
и 
.
Демек, төмеңгі және жоғарғы біліктер озу аймағында болады.
Металдың біліктермен байланыстілі өзара әрекеттесуінің аймағының ауданын анықтау
а) төмеңгі білікпен байланыстілі өзара әрекеттесу аймағын анықтау.
Біліктің геометриясын ескеріп, есептеуге болады:
,
мм,
(39)
мұнда
– төмеңгі білікпен металдың байланыстілі
ауданының ені;
(40)
мұнда
– озу
аймағында болатын төмеңгі білікпен
құбырлы дайындаманың байланыстілі
ауданы;
(41)
– озу аймағында жоғарғы білікпен
байланыстта болатын құбырлы дайындаманың
ені; 
–
озу аймағында құбырлы дайындамамен
жоғарғы біліктің байланыстысының енін
сипаттайтын бұрыштың жартысы;
(42)
мұнда
– жоғарғы үшінші біліктің ені;
(43)
мұнда
– озу аймағында болатын жоғарғы білікпен
құбырлы дайындаманың байланыстілі
ауданы.
Үшінші көтерменің созатын күштерін анықтау
Есептеуді жалпы жағдай үшін келтірілгенге ұқсас жүргізеді. Осылайша:
Төртінші қалыпқа келтіретін көтерме үшін созатын күштерді есептеу үшінші қалыпқа келтіретін көтерме үшін жоғарыда келтірілген есептеулерге ұқсас. Нәтижелер 3 кест. келтірілген.
Бесінші қалыпқа келтіретін көтерме (жабық мөлшерлеу).
Бесінші көтерменің байланыстілі бетінің ұзындығын анықтау
(44)
мұнда
– бесінші профильдің биіктігі, мм; 
– біліктер арасындағы саңылау, мм;
,
(45)
мұнда
- мөлшерлеудің түбі бойынша бесінші
біліктің диаметрі;
реборда
бойынша біліктің диаметрі;
;
;
(46)
мұнда
– дайындаманың білікке енуі кезіндегі
профильдің биіктігі; 
– көтерменің төмеңгі білігімен металдың
байланыстілі ауданының ені
,
(47)
,
(48)
Бесінші көтерменің біліктерінің домалататын диаметрін анықтау
және 
болғандықтан, онда жоғарғы бесінші
төмеңгі біліктер озу аймағында болады.
Металдың бесінші көтерменің біліктерімен байланыстілі өзара әрекеттесу аймағының ауданын анықтау.
а) металдың төмеңгі білікпен байланыстілі өзара әрекеттесуінің ауданы
(49)
б) металдың жоғарғы білікпен байланыстілі өзара әрекеттесуінің ауданы
(50)
мұнда
– жоғарғы білікпен байланыстта болатын
құбырлы дайындаманың ені;
– бесінші мөлшерлеуде тілме шайбаның
ені
;
(51)
Бесінші көтерменің созатын күштерін анықтау
Есептеулерді бірінші көтерме үшін келтірілген есептеулерге ұқсас жүргіземіз. Осылайша:
