книги из ГПНТБ / Щербюк, Н. Д. Резьбовые соединения труб нефтяного сортамента и забойных двигателей
.pdfПри |
изгибе замкового |
соединения отношение напряжений сга |
и ат (м) |
равно отношению |
радиуса наружной поверхности ниппеля |
R u (внутренний радиус резьбы |
на расстоянии 24 мм от упорного |
||||
уступа) и радиуса наружной поверхности |
муфты R M (рис. |
13). |
|||
g a |
__ Ан |
|
|
|
(И.14) |
° т ( м) |
R K |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Величина допустимого изгибающего напряжения определяется |
|||||
из формулы (11.14). |
|
|
|
|
|
аа = от(м)- ^ - . |
|
|
|
(II. 15) |
|
D |
|
|
запишем в виде |
||
Обозначив — — = k R, уравнение (11.15) |
|||||
R u |
|
|
|
|
|
а а = |
от{M)kR. |
|
|
|
(11.16) |
Заменив а)П(м)=ат (В) ^ из уравнения (11.13), |
получим |
|
|||
Оа = |
Gm(Yi)kFkR. |
|
|
(П.17) |
|
Подставив значение сга из уравнения |
(11.17) |
в (11.12), |
получим |
||
°m(H)k Fk R |
а т (н) |
_ |
j |
|
(11.18) |
(УР |
О’р |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Из уравнения (11.18) определим среднее напряжение стт (Н)
0 т(н ) |
(11.19) |
Если отношение о г/о Т обозначить через кц (коэффициент цикли ческой прочности соединения), то уравнение (11.19) примет вид
_ |
_________ Оч |
( 1120. ) |
|
ат(Н ) ~ k Fk R + * ц * |
|||
|
|||
^Икр. min = F нО/п(н)П. |
(11.21) |
||
Замковые соединения по ГОСТ 5286 — 58 |
кц |
||
с пределом текучести |
58кгс/мм2 ...................................................... |
0,16 |
|
с пределом текучести |
70кгс/мм2 ...................................................... |
0,13 |
|
УБТС 1 .......................................................................................................... |
|
0,16 |
|
УБТ ............................................................................................................... |
|
0,20 |
|
В табл. 3 приведены значения FH, F M, k F, kR и а |
(в зависимости |
||
ют коэффициента трения |
в резьбе р') замков бурильных труб по |
||
ГОСТ 5286—58 и специальных замков ЗШК, ЗУК по ОТУ 26-02-66
30
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
3 |
||
Тип замка |
F , см* |
Fu см« |
|
Значения а в м при коэффициенте трения в резьбе р' |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Ь |
Ь |
||||
|
|
|
0,0 8 5 |
0,09 |
0,10 |
о.н |
|
|
|
|
V |
R |
|
|
|
|
0,12 |
0,13 |
|
0,14 |
|
|
|||||
|
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
10 |
11 |
||
ЗН-80 |
15,3 |
22,7 |
0,0058 |
0,0060 |
0,0066 |
0,0072 |
0,0078 |
0,0084 |
0,0089 |
0 |
40 |
||
ЗН-95 |
|||||||||||||
24,3 |
31,5 |
0,0072 |
0,0076 |
0,0084 |
0,0091 |
0,0099 |
0,0106 |
0 0114 |
п’ |
5 3 |
|||
ЗН-108 |
35,0 |
36,9 |
0,0079 |
0,0083 |
0,0091 |
0,0099 |
0,0108 |
0^0116 |
0 |
0117 |
0 6 8 |
||
3H-113 |
35,0 |
45,5 |
0,0080 |
0,0084 |
0,0092 |
0,0105 |
0,0109 |
0'0117 |
0 |
0126 |
0 5 4 |
||
ЗН-140 |
61,0 |
55,3 |
|
||||||||||
ЗН-172 |
0 , 0 1 0 2 |
0,0107 |
0,0118 |
0,0129 |
0,0140 |
0'0151 |
0 |
0162 |
о '84 |
||||
87,6 |
89,0 |
0,0124 |
0,0130 |
0,0144 |
0,0157 |
0,0170 |
0 ’0184 |
0 |
0267 |
(Г 7? |
|||
ЗН-197 |
93,7 |
129,3 |
0,0136 |
0,0145 |
0,0158 |
0,0173 |
0,0188 |
О’0203 |
0 ’0218 |
0 |
52 |
||
ЗШ-108 |
27,5 |
32,6 |
0,0081 |
0,0085 |
0,0093 |
0 , 0 1 0 2 |
0 , 0 1 1 0 |
0,0119 |
0 0127 |
0 |
63 |
||
ЗШ-118 |
32,6 |
36,9 |
0,0088 |
||||||||||
ЗШ-146 |
0,0092 |
0 , 0 1 0 2 |
0 , 0 1 1 1 |
0 , 0 1 2 1 |
0^0130 |
0 0140 |
0 6 7 |
||||||
44,2 |
61,0 |
0,0105 |
0 , 0 1 1 1 |
0,0123 |
0,0134 |
0,0146 |
0,0157 |
0,0168 |
0 5 5 |
||||
ЗШ-178 |
6 6 , 0 |
84,0 |
0,0130 |
0,0137 |
|||||||||
ЗШ-203 |
0,0151 |
0,0165 |
0,0179 |
0,0193 |
О!0208 |
0 |
60 |
||||||
74,5 |
100,7 |
0,0149 |
0,0157 |
0,0174 |
0,0190 |
0,0206 |
0 , 0 2 2 2 |
О’0239 |
0 |
58 |
|||
ЗУ-108 |
27,5 |
32,6 |
0,0081 |
0,0085 |
0,0093 |
0 , 0 1 0 2 |
0 , 0 1 1 0 |
||||||
ЗУ-120 |
25,9 |
36,2 |
0,0098 |
0,0103 |
0,0119 |
0 ’0127 |
0 |
64 |
|||||
ЗУ -155 |
0,0123 |
0,0132 |
0,0134 |
0,0144 |
0,0154 |
0 |
54 |
||||||
46,0 |
55,9 |
0,0117 |
0,0123 |
0,0136 |
0,0148 |
0,0161 |
0,0174 |
0 |
0186 |
0 |
6 6 |
||
ЗУ-185 |
64,6 |
65,2 |
0,0150 |
0,0158 |
|||||||||
ЗУ-212 |
0,0174 |
0,0191 |
0,0207 |
0,0224 |
О’0240 |
0 7 4 |
|||||||
76,5 |
74,0 |
0,0162 |
0,0171 |
0,0188 |
0,0206 |
0,0224 |
О’0242 |
0 0249 |
0 |
80 |
|||
ЗШК-Ю8 |
23,0 |
||||||||||||
ЗШК-118 |
Зй, 1 |
0,0079 |
0,0083 |
0,0091 |
0,0099 |
0,0107 |
0 |0115 |
00123 |
О’44 |
||||
32,6 |
36,8 |
0,0087 |
0,0092 |
0 , 0 1 0 1 |
0,0108 |
0 , 0 1 2 0 |
0,0123 |
00139 |
0 67 |
||||
3U1K-133 |
|||||||||||||
36,3 |
54,9 |
0,0097 |
0 , 0 1 0 2 |
0,0113 |
0,0125 |
0,0133 |
0,0143 |
00154 |
О’50 |
||||
ЗШК-178 |
6 6 , 0 |
84,0 |
0,0130 |
0,0137 |
0,0151 |
0,0165 |
0,0179 |
0,0193 |
0 |
0208 |
0 |
60 |
|
ЗУК-120 |
28,3 |
37,0 |
0,0082 |
0,0096 |
0,0105 |
0,0115 |
0,0125 |
0,0134 |
00144 |
0 |
60 |
||
ЗУК-146 |
|||||||||||||
47,7 |
55,8 |
0,0108 |
0,0114 |
0,0126 |
0,0137 |
0,0149 |
0,0160 |
0 0172 |
6 |
6 6 |
|||
ЗУК-155 |
49,3 |
56,5 |
0,0116 |
0,0123 |
0,0135 |
0,0148 |
0,0160 |
0,0173 |
0 ’0185 |
0]б3 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Та б л ица |
4 |
|
|
|
|
|
|
Значения а |
в м при коэффициенте трения в резьбе р1 |
|
|
|
|||
Тип УБТ |
Диаметр |
FB, см» |
F u , см» |
|
|
|
|
|
|
|
kF |
kR |
УБТ, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
0,0 8 5 |
0,09 |
0,10 |
0,11 |
0,12 |
0,13 |
0,14 |
|
|
УБТС1 |
89 |
19,2 |
25,4 |
0,0068 |
0,0071 |
0,0078 |
0,0085 |
0,0091 |
0,0098 |
0,105 |
0,53 |
|
УБТС1 |
108 |
25,1 |
39,4 |
0,0077 |
0,0082 |
0,009 |
0,0098 |
0,0106 |
0,0114 |
0,0122 |
0,45 |
|
УБТС1 |
120 |
30,8 |
40,5 |
0,0089 |
0,0093 |
0,0102 |
0,0112 |
0,0121 |
0,0130 |
0,0140 |
0,57 |
|
УБТС1 |
133 |
43,3 |
53,8 |
0,0097 |
0,0103 |
0,0113 |
0,0123 |
0,0133 |
0,0144 |
0,0154 |
0,59 |
|
УБТС1 |
146 |
55,6 |
63,6 |
0,0105 |
0,0111 |
0,0123 |
0,0134 |
0,0145 |
0,0157 |
0,0166 |
0,65 |
|
УБТС1 |
178 |
80,4 |
86,2 |
0,0129 |
0,0136 |
0,0150 |
0,0165 |
0,0178 |
0,0192 |
0,0206 |
0,71 |
|
УБТС1 |
203 |
111,3 |
159,8 |
0,0141 |
0,0149 |
0,0164 |
0,0180 |
0,0195 |
0,0210 |
0,0226 |
0,49 |
|
УБТС1 |
229 |
144,5 |
181,6 |
0,0150 |
0,0158 |
0,0174 |
0,0191 |
0,0207 |
0,0223 |
0,0240 |
0,56 |
|
УБТС1 |
254 |
147,7 |
206,7 |
0,0174 |
0,0184 |
0,0203 |
0,0222 |
0,0241 |
0,0261 |
0,0280 |
0,53 |
|
УБТС1 |
273 |
147,7 |
285,3 |
0,0175 |
0,0185 |
0,0204 |
0,0223 |
0,0243 |
0,0262 |
0,0281 |
0,37 |
|
УБТС1 |
299 |
147,7 |
402,0 |
0,0176 |
0,0186 |
0,0205 |
0,0225 |
0,0244 |
0,0264 |
0,0283 |
0,23 |
|
УБТ |
146 |
50,3 |
61,2 |
0,0106 |
0,0112 |
0,0123 |
0,0135 |
0,0146 |
0,0158 |
0,0169 |
0,61 |
|
УБТ |
178 |
82,5 |
84,0 |
0,0130 |
0,0137 |
0,0152 |
0,0166 |
0,0180 |
0,0194 |
0,0208 |
0,74 |
|
УБТ |
203 |
122,5 |
100,7 |
0,0150 |
0,0158 |
0,0174 |
0,0190 |
0,0207 |
0,0223 |
0,0240 |
0,97 |
|
для бурильны х труб со стабилизирую щ им и поясками типа Т Б В К ,
ТБНК. |
приведены те |
же |
значения для |
УБТС 1-89-299 |
и |
|||||
В табл 4 |
||||||||||
УБТ-146,. 178 и 203. УБТС1-120, |
133, 146, |
|
178, |
229, 254, |
273 |
и |
||||
299 мм изготовляются по ОТУ |
26-02-22-66, |
а УБТ-146—203 |
по |
|||||||
ЧМТУ-3532-53. |
Для |
замков ЗШ-108, 118, |
146, |
178, ЗУ-108, 120, |
||||||
155, ЗШ К-П 8, |
133, |
ЗУК-120, |
146 и 155 среднее |
значение |
kFkR = |
|||||
= 0,62, поэтому (Тт(н)~1,3 о г, |
в результате |
формулу |
(И.21) |
можно |
||||||
записать в виде |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
mjn ^ |
1 ,3стfFgCi. |
|
|
|
|
|
|
|
В табл. 5 приведены значения максимально допустимых кру |
||||||||||
тящих моментов свинчивания |
Мкр. max, |
а также |
минимальных |
|||||||
Л4кр. mm для замков по ГОСТ 5286—58 и специальных замков ЗШК и ЗУК, изготовленных с пределом текучести 58 и 70 кгс/мм2.
В табл. 6 приведены /Мкр. max и Мкр. m in для УБТС1-89—299 и
УБТ-146—203 мм.
Предел выносливости от при знакопеременном изгибе замково го резьбового соединения, изготовленного из хромоникельмолибденовой стали и свинченного от руки, равен 9,1 кгс/мм2. Такое же значение а г получено фирмами ФРГ. На практике резьбовое соединение закрепляется значительным крутящим моментом свин чивания с таким расчетом, чтобы ниппельная и муфтовая части соединения сопротивлялись знакопеременному изгибу, как се чение сплошного полого вала. Поэтому предел выносливости аг, принимаемый для определения минимального крутящего момента свинчивания, является заниженным и не может в полной мере ха рактеризовать прочность резьбового соединения.
Даграмма усталостной прочности (см. рис. 12, а ), характери зующая постоянное соотношение между пределом выносливости и пределом текучести, относится только к ниппельной части соеди нения. Она не учитывает благоприятного влияния муфты, свинчен ной с ниппелем, при оптимальном крутящем моменте. Муфтовая часть соединения также воспринимает изгибающий момент и таким образом предел выносливости всего резьбового соединения повы шается.
Исследованиями, проведенными ВНИИБТ, установлено, что вы носливость замкового соединения, свинченного оптимальным кру тящим моментом, может быть более чем в два раза выше по сравнению с соединением, свинченным от руки.
Например, предел выносливости замкового соединения с резь бой 3-62 (наружный диаметр 75 мм, диаметр проходного отверстия
30 мм, сталь марки 40ХНМА |
с пределом текучести |
68 кгс/мм2), |
||
свинченного от руки, составил |
10,5 кгс/мм2, |
а |
при |
оптимальном |
крутящем моменте с азат (^ ) |
= (0,44-0,45) |
ат, |
он повысился до |
|
25 кгс/мм2. По той же причине |
повысился примерно в |
1,3 раза пре |
||
дел выносливости замкового резьбового соединения корпусов тур бобуров с резьбой МК 1 5 6 X 5 ,5 x 1 :3 2 (наружный диаметр
2 Зак. 678 |
33 |
со
|
р ' = D.085 |
р ' = 0,09 |
||
замка |
"кр- |
<ГСМ |
мкр- кгс-м |
|
Тип |
|
|
|
|
|
шах |
min |
шах |
min |
ЗН-80 |
■513/619 |
190/229 |
531/641 |
197/238 |
ЗН-95 |
1016/1226 |
316/381 |
1072/1294 |
334/403 |
ЗН-108 |
1608/1947 |
429/518 |
1689/2039 |
450/543 |
3H-113 |
1628/1965 |
504/608 |
1710/2064 |
529/638 |
ЗН-140 |
3605/4351 |
779/940 |
3781/4564 |
818/987 |
ЗН-172 |
6298/7602 |
1486/1794 |
6603/7970 |
1557/1879 |
ЗН-197 |
7349/8840 |
1968/2375 |
7836/9458 |
2098/2532 |
ЗШ-108 |
1292/1559 |
297/358 |
1356/1637 |
312/376 |
ЗШ-118 |
1663/2007 |
315/380 |
1739/2099 |
333/402 |
ЗШ-146 |
2703/3262 |
594/717 |
2847/3436 |
631/762 |
ЗШ-178 |
4972/6008 |
1018/1229 |
5244/6329 |
1075/1297 |
ЗШ-203 |
6434/7766 |
1417/1710 |
6780/8183 |
1794/2165 |
ЗШ-108 |
1292/1559 |
297/358 |
1356/1637 |
312/376 |
ЗУ-120 |
1468/1772 |
445/537 |
1542/1861 |
467/564 |
ЗУ-155 |
3121/3767 |
614/741 |
3284/3964 |
648/782 |
ЗУ-185 |
5616/6778 |
988/1192 |
5916/7141 |
1040/1255 |
ЗУ-212 |
6868/8290 |
1165/1406 |
7249/8750 |
1233/1488 |
ЗШК-Ю8 |
1055/1273 |
240/290 |
1108/1337 |
281/340 |
ЗШК-П8 |
1648/1989 |
291/351 |
1742/2102 |
308/372 |
ЗШК-133 |
2044/2467 |
408/492 |
2149/2594 |
429/518 |
ЗУК-120 |
1355/1635 |
320/386 |
1586/1914 |
338/408 |
ЗУК-146 |
2825/3410 |
517/624 |
2982/3600 |
549/663 |
ЗУК-155 |
3315/4001 |
360/434 |
3515/4243 |
378/456 |
|
|
Таблица 5 |
|
0,10 |
р'= 0,11 |
"кр. КГС-М |
Мкр, кгс-м |
|
max |
min |
max |
584/705 |
216/261 |
637/769 |
1185/1430 |
869/445 |
1284/1550 |
1852/2235 |
494/596 |
2015/2432 |
1873/2261 |
580/700 |
2137/2579 |
4170/5033 |
902/1089 |
4559/5503 |
7314/8828 |
1725/2082 |
7975/9626 |
8538/10305 |
2286/2759 |
9349/11284 |
1483/1790 |
341/411 |
1627/1963 |
1928/2327 |
366/442 |
2098/2532 |
3147/3798 |
696/840 |
3437/4148 |
5784/6981 |
1186/1431 |
6324/7633 |
1514/1827 |
1656/2000 |
8207/9906 |
1483/1790 |
342/413 |
1627/1964 |
1843/2224 |
558/673 |
1977/2386 |
3623/4373 |
714/862 |
3955/4774 |
6515/7864 |
1146/1383 |
7151/8631 |
7970/9620 |
1356/1637 |
8733/10541 |
1215/1466 |
308/372 |
1322/1596 |
1913/2309 |
338/408 |
2045/2468 |
2381/2874 |
475/573 |
2634/3179 |
1735/2094 |
373/450 |
1900/2293 |
3295/3977 |
602/727 |
3583/4325 |
3858/4657 |
414/500 |
4230/5106 |
|
р/ = 0,11 |
I и п |
|
з а м к а |
М к р , к г с м |
|
|
|
m in |
ЗН-80 |
236/285 |
ЗН-95 |
399/481 |
ЗН-108 |
537/648 |
3H-113 |
662/799 |
ЗН-140 |
986/1190 |
ЗН-172 |
1881/2270 |
ЗН-197 |
2503/30211 |
ЗШ-108 |
374/451 |
ЗШ-118 |
400/483 |
ЗШ-146 |
761/918 |
ЗШ-178 |
. 1297/1565 |
ЗШ-203 |
1808/2182 |
ЗУ-120 |
599/723 |
ЗУ-155 |
780/941 |
ЗУ-185 |
’ 1258/1518 |
ЗУ-212 |
1485/1792 |
ЗШК-Ю8 |
337/407 |
ЗШК-П8 |
361/436 |
ЗШК-133 |
526/635 |
ЗУК-120 |
406/490 |
ЗУК-146 |
660/797 |
ЗУК-155 |
451/544 |
Н-' = 0,12 |
|
р.' = 0,13 |
||
" к р . к г с - М |
|
М к р - к г с - м |
||
ш а х |
m in |
’ |
m a x |
m in |
690/833 |
255/308 |
|
743/897 |
275/332 |
1397/1686 |
434/524 |
|
1496/1806 |
465/561 |
2198/2653 |
586/707 |
|
2361/2850 |
629/759 |
2218/2677 |
687/829 |
|
2381/2874 |
737/890 |
4947/5971 |
1070/1291 |
5336/6440 |
1154/1393 |
|
8635/10422 |
2037/2459 |
9349/11218 |
2204/2660 |
|
10159/12262 |
2720/3283 |
10970/13240 |
2937/3545 |
|
1755/2118 |
404/488 |
|
1898/2290 |
437/527 |
2285/2758 |
434/524 |
|
2463/2973 |
46S/565 |
3732/4504 |
826/997 |
|
4024/4857 |
891/1075 |
6863/8284 |
1407/1698 |
7403/7935 |
1518/1832 |
|
8896/10737 |
1960/2365 |
9587/11571 |
2112/2549 |
|
2007/2422 |
608/734 |
|
2157/2603 |
653/788 |
4295/5184 |
846/1021 |
4629/5587 |
912/1100 |
|
7750/9354 |
1363/1645 |
8887/10123 |
1475/1780 |
|
9496/11462 |
1615/1949 |
10259/12383 |
1745/2106 |
|
1429/1725 |
336/442 |
|
1535/1853 |
393/474 |
2273/2743 |
401/484 |
|
2443/2949 |
433/523 |
2803/3383 |
560/676 |
|
3013/3637 |
602/727 |
2066/2494 |
442/533 |
|
2214/2672 |
474/572 |
3897/4704 |
714/862 |
|
4185/5051 |
772/932 |
4573/5520 |
487/588 |
|
4944/5967 |
524/632 |
Продолжение табл.
|Х' = 0,14
AV |
к г с м |
m a x |
m in |
788/951 291/351 1607/1940 500/603 2381/2874 635/766 2564/3095 794/958 5725/6910 1238/1494 13523/16370 3199/3861
11781/14220 3154/3807 2026/2445 466/562 2640/3186 501/605 4319/5213 956/1154 7960/9608 1629/1966
10321/12457 2274/2745 2307/2785 699/844
4965/5993 978/1180 8986/10846 1580/1907
1556/12741 1795/2166 1642/1982 422/509
2632/3177 465/561 3245/3917 648/782 2380/2873 510/615 4499/5430 825/996 5287/6381 560/676
П р и м е ч а н и е . В числителе указаны значения крутящих моментов свинчивания для замков с пределом текучести 58 кгс/мм*, в знаменате ле— с пределом текучести 70 кгс/мм*.
Тип |
Диа |
метр |
|
УБТ |
УБТ, |
|
мм |
УБТС1 |
89 |
УБТС1 |
108 |
УБТС1 |
120 |
УБТС1 |
133 |
УБТС1 |
146 |
УБТС1 |
178 |
УБТС1 |
203 |
УБТС1 |
229 |
УБТС1 |
254 |
УБТС1 |
273 |
УБТС1 |
299 |
УБТ |
146 |
УБТ |
178 |
УБТ |
203 |
|
=0,085 |
|
р '= 0 ,0 9 |
|
Мкр. кгс-м |
|
Л<кр. кгсм |
min |
max |
|
|
181/175 |
980/850 |
189/183 |
1022/888 |
309/300 |
1466/1270 |
325/316 |
1542/1335 |
357/347 |
2055/1780 |
373/363 |
2145/1860 |
533/518 |
3150/2730 |
566/550 |
3345/2900 |
685/668 |
4380/3800 |
724/706 |
4630/4020 |
1125/1100 |
7775/6740 |
1185/1160 |
8200/7100 |
2320/2250 |
11800/10200 |
2450/2370 |
12430/10800 |
2860/2800 |
16250/14080 |
3010/2950 |
17130/14850 |
3545/3450 |
19220/16650 |
3750/3660 |
20300/17600 |
4750/4570 |
19340/16750 |
5020/4830 |
20450/17700 |
6680/6350 |
19450/16820 |
7060/6700 |
20550/17800 |
342 |
2080 |
361 |
2200 |
583 |
4175 |
614 |
4404 |
642 |
5886 |
677 |
6198 |
|
Таблица 6 |
|
|i'=0,10 |
|
кгсм |
min |
|
207/201 |
1122/973 |
357/345 |
1690/1465 |
410/400 |
2350/2040 |
621/602 |
3670/3180 |
802/782 |
5130/4450 |
1310/1280 |
9050/7850 |
2700/2620 |
13720/11900 |
3320/3240 |
18870/16350 |
4140/4040 |
22450/19450 |
5530/5320 |
22550/19550 |
7780/7400 |
22700/19700 |
396 |
2418 |
681 |
4388 |
746 |
6833 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение табл. 6 |
|
Тип |
метр |
|
|
0.11 |
v-'=0,12 |
!*■'=0, 13 |
и-'= 0, 14 |
|||
|
"кр* кгсм |
МКР'КГСМ |
мкр. КГСМ |
мкр. кгс и |
||||||
|
Диа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
УБТ |
УБТ, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ММ |
|
min |
max |
min |
max |
min |
max |
min |
max |
|
|
|
||||||||
УБТС1 |
89 |
226/201 |
1225/1060 |
242/235 |
1310/1135 |
261/253 |
1410/1220 |
280/272 |
1512/1310 |
|
УБТС1 |
108 |
389/346 |
1840/1595 |
420/407 |
2000/1735 |
452/438 |
2145/1860 |
483/468 |
2285/1980 |
|
УБТС1 |
120 |
450/438 |
2585/2240 |
487/473 |
2790/2420 |
. 522/508 |
3000/2600 |
563/548 |
3230/2800 |
|
УБТС1 |
133 |
676/656 |
4000/3470 |
731/710 |
4320/3740 |
792/768 |
4680/4060 |
846/820 |
5000/4330 |
|
УБТС1 |
146 |
874/852 |
5600/4850 |
945/922 |
6050/5240 |
1022/1000 |
4550/5680 |
1080/1052 |
6920/6000 |
|
УБТС1 |
178 |
1440/1410 |
9950/8620 |
1552/1518 |
10720/9583 |
1675/1640 |
11560/10000 |
1800/1760 |
12400/10740 |
|
УБТС1 |
203 |
2960/2870 |
15050/13050 |
3210/3110 |
16320/14150 |
3450/3350 |
17570/15220 |
3720/3610 |
18900/16360 |
|
УБТС1 |
229 |
3650/3570 |
20700/17950 |
3950/3860 |
22450/19450 |
4260/4170 |
24200/21000 |
4580/4480 |
26000/22500 |
|
УБТС1 |
254 |
4525/4425 |
24500/21250 |
4920/4800 |
26700/23100 |
5320/5200 |
28850/25000 |
5710/5570 |
31000/26900 |
|
УБТС1 |
273 |
6060/5830 |
24650/21400 |
6600/6350 |
26900/23300 |
7120/6850 |
28950/25100 |
7630/7350 |
31100/27000 |
|
УБТС1 |
299 |
8550/8120 |
24900/21600 |
9260/8800 |
26950/23350 |
10050/9975 |
29200/25300 |
10750/10200 |
31300/27100 |
|
УБТ |
146 |
435 |
2652 |
471 |
2870 |
410 |
3104 |
544 |
3328 |
|
УБТ |
178 |
745 |
5330 |
808 |
5788 |
871 |
6240 |
933 |
6687 |
|
УБТ |
203 |
814 |
7452 |
889 |
8138 |
957 |
8762 |
1030 |
9422 |
|
П р и м е ч а н и е . |
В числителе приведены крутящие мо менты свинчивания |
УБТС1 « ат= 7 5 |
кгс/мм*. в |
знаменателе — с |
зт= 6 5 кгс/мм*. |
|||||
Предел текучести для |
соединений УБТ=146, 17* |
и 203 принят ат= 4 0 кгс/мм*. |
|
|
|
|||||
172 мм, диаметр проходного отверстия 130 мм, сталь марки 40ХНМА с пределом текучести 75 кгс/мм2).
На рис. 12,6 представлена диаграмма усталостной прочности конических соединений с резьбой МК 156X 5,5X 1 : 32 и 3-62. По оси ординат отложены предельные напряжения изгиба, отнесен-
ные к опасному сечению ниппеля |
аа= |
, а по оси абсцисс—- |
||
|
|
и |
и |
gm |
напряжение затяжки, т. е. am=crTfe, где k = |
|
|||
Треугольники с гипотенузами АВ и А 'В |
(рис. 12,6) представ |
|||
ляют |
упрощенную |
диаграмму |
усталостной прочности (см. |
|
рис. |
12, а ) . |
|
|
|
Кривые 3 и 4 (см. |
рис. 12, б) построены по точкам, полученным |
|||
во время испытаний резьбовых соединений на усталость при свин чивании с крутящими моментами различной величины и напряже нием затяжки от 0 до (0,4-^-0,5) от.
Из рис. 12, б видно, какое благоприятное влияние оказывает на повышение усталостной прочности муфтовая часть резьбового
соединения, |
свинченная |
с ниппелем |
с оптимальным |
крутящим |
|||
моментом. |
Сравнение |
максимальных |
пределов выносливости двух |
||||
резьбовых соединений 3-62 и М К156 |
показывает, что предел вы |
||||||
носливости |
первого |
соединения повысился в 2,5, а |
второго — |
||||
в 1,3 |
раза |
по сравнению с соединениями, свинченными от |
руки. |
||||
На |
усталостную |
прочность влияет |
отношение моментов |
сопро |
|||
тивления опасных сечений муфтовой и ниппельной частей соеди нения (сечение ниппеля на расстоянии 24 мм от упорного уступа и сечение муфты на расстоянии примерно 10 мм от меньшего тор ца ниппеля). В соединении с резьбой 3-62 отношение WM/WH= 3, а в соединении с резьбой МК-156 это отношение равно 1,3. По дан ным [46] наиболее оптимальным считается отношение WM/WH= = 2,25-i-2,75, т. е. в среднем 2,5. При этих отношениях расчетные напряжения изгиба в опасных сечениях муфты и ниппеля урав ниваются.
Рассмотрим соединение с резьбой 3-147 с наружным диаметром
178 |
мм и внутренним — 80 мм. Напряжения |
изгиба ои. м |
и сги. н |
(см. |
рис. 13) при отношении WM/Wn— \,82 соответственно |
равны |
|
0,00177 Миз и 0,00145 Миз. Напряжение изгиба |
в муфте превышает |
||
напряжение изгиба в ниппеле на 25% . Такое резьбовое соедине ние считается плохо сбалансированным, так как в процессе эк сплуатации усталостное разрушение происходит по резьбе муфты. Исследованиями на знакопеременный изгиб установлено, что соеди нение разрушается по опасному сечению муфты. Для повышения усталостной прочности резьбового соединения с DH=178 мм и d — = 80 мм необходимо заменить резьбу 3-147 на 3-140. Тогда напря
жения изгиба в |
ниппеле и |
муфте будут равны ои. н и сги. м = |
= 0,00135 Мпз, a |
WM/W U= 2,7 |
(см. табл. 7). |
38
Тип резьбы
3-147
3-140
Наружный диаметр £>н, мм |
Внутренний диаметр d, мм |
Момент сопротивле ния ниппеля WH, см* |
178 |
80 |
220 |
178 |
80 |
173 |
Моментсопротивле муфтыния WH, см* |
|
|
Т а б л и ц а 7 |
|
|
|
Напряжениеизгиба ниппеляо |
Напряжениеизгиба муфтыаи.„ |
|
|
|
|
н-ии„ |
|
|
S |
s |
|
|
|
£ |
£ |
|
|
405 |
1,82 |
0,00145 Миз |
0,00177 Мнз |
|
467 |
2,7 |
0,00135 Л4ИЗ |
0,00135 М„з |
|
Но даже в тех случаях, когда в резьбовом соединении отношение моментов сопротивления в опасных сечениях муфты и ниппеля не является наивыгоднейшим, т. е. не равно 2,5, то для повышения усталостной прочности соединения необходимо свинчивать его с оптимальным Мкр.
По результатам исследований верхний предел напряжений предварительной затяжки замковых резьбовых соединений, изго товленных из легированных сталей, выбирают из условия (с уче том уменьшения MKV приблизительно на 15% после первого свин чивания)
|
|
азат = (0,45 ч- 0,50) сгт. |
|
(11.22) |
|
Для соединений из стали марки 45 |
|
|
|||
|
|
озат = |
0,6crT. |
|
(11.23) |
|
|
|
|
Т а б л и ц а 8 |
|
|
AfpeK в кгс-м при коэффи |
|
AfpeK в кгс-м при коэффи |
||
|
циенте трения [а#=0,09ч-0, 11 |
|
циенте трения р/=0,09-*-0,11 |
||
|
и пределе текучести |
|
и пределе текучести |
||
Тип замков |
в кгс/мм2 |
Тип замков |
в кгс/мм2 |
||
|
|
|
|
||
|
58 |
70 |
|
58 |
70 |
ЗН-80 |
265—318 |
320—384 |
ЗШ-203 |
3390—4103 |
4091—4953 |
ЗН-95 |
536—642 |
647—775 |
ЗУ-120 |
771—988 |
930—1193 |
ЗН-108 |
844—1007 |
1019—1216 |
ЗУ-155 |
1642—1977 |
1982—2387 |
3H-113 |
855—1068 |
1032—1289 |
ЗУ-185 |
2958—3575 |
3570—4315 |
ЗН-140 |
1890—2279 |
2282—2751 |
ЗУ-212 |
3624—4366 |
4375—5270 |
ЗН-172 |
3301—3987 |
3985—4813 |
ЗШК-Ю8 |
554—666 |
668—800 |
ЗН-197 |
3918—4674 |
4729—5642 |
ЗШК-118 |
887—1022 |
1051—1234 |
ЗШ-108 |
678—813 |
818—981 |
ЗШК-133 |
1075—1317 |
1297—1590 |
ЗШ-118 |
869—1049 |
1049—1266 |
ЗУК-120 |
793—950 |
957—1147 |
ЗШ-146 |
1423—1718 |
1718—2074 |
ЗУК-146 |
1491—1780 |
1800—2166 |
ЗШ-178 |
2622—3162 |
3164—3816 |
ЗУК-155 |
1757—2115 |
2121—2553 |
39