книги из ГПНТБ / Денисов П.Г. Сооружение буровых учеб. пособие

соединен с фундаментными рамами, и установочными винтами, рас­ положенными с боков корпуса. Такая система крепления передачи при установке и центрировании позволяет перемещать корпус отно­ сительно опоры в вертикальном положении до ±20 мм, а в горизон­ тальном положении до ±50 мм.

После монтажа цепной передачи устанавливают карданный вал. При установке карданного вала допускается перекос его (угол пово­ рота) в предедах 3—5° относительно осей соединяемых валов цепной передачи и суммирующей трансмиссии.

Сборка подшипников

Нращающиеся детали (шкивы, барабаны, зубчатые колеса, валы) соединяются с неподвижными частями машин и механизмов при помощи подшипников. По конструкции подшипники делятся на две группы — подшипники скольжения и подшипники качения.

Подшипники скольжения, применяемые в основном для восприя­ тия радиальных нагрузок, состоят из разъемного или неразъемного корпуса и заменяемых вкладышей. Основание и крышка разъемного корпуса соединяются болтами или шпонками.

Вкладыши, предназначенные для сохранения трущейся поверх­ ности оси или вала, изготавливаются из более мягкого металла или специального материала, обладающего антифрикционными свой­ ствами. В подшипниках с неразъемным корпусом вкладыш пред­ ставляет собой втулку, запрессованную в корпус. В подшипниках с разъемным корпусом вкладыши обычно состоят из двух половин. Для предохранения от осевого смещения вкладыши имеют буртики. Трущаяся поверхность втулок и разъемных вкладышей покрывается антифрикционными материалами — баббитами, пластиками.

При сборке подшипников скольжения в основном производится регулировка радиального зазора между вкладышами и шейкой оси или вала при помощи регулировочных прокладок. В подшипниках с разъемным корпусом регулировочные прокладки устанавливаются между крышкой и основанием. Для предотвращения сдвига про­ кладка фиксируется штифтами. Вкладыши и втулки имеют специаль­ ные канавки для смазки.

Подшипники качения по сравнению с подшипниками скольжения уменьшают трение в опорах и увеличивают коэффициент полезного действия машин. Подшипники качения делятся на шариковые и ро­ ликовые. По форме ролики в свою очередь делятся на цилиндриче­ ские, конические и бочкообразные. По способу восприятия нагру­ зок различают подшипники качения радиальные, воспринимающие радиальные (поперечные) нагрузки, упорные, воспринимающие только осевые (продольные) нагрузки, и радиально-упорные, вос­ принимающие радиальные и осевые нагрузки.

Подшипники качения (рис. 155) состоят из наружного кольца 1, внутреннего кольца 2, обоймы 3 и элементов качения 4. Они могут выполняться однорядными, двухрядными и многорядными.

2Ö0

Двухрядные подшипники со сферической внутренней поверх­ ностью наружного кольца допускают некоторый перекос оси вала относительно оси корпуса.

Рис. 155. Подшипники качения.

а — шариковый; б — роли­

ковый с цилиндрическими роликами; в — роликовый

двухрядный со сфериче­ скими роликами; г — иголь­ чатый; д — роликовый с ко­ ническими роликами; е —

упорный шариковый.

Установка подшипников на вал или в корпус является операцией прессовых соединений. При установке подшипников в первую оче­ редь проверяют посадочные места валов и корпусов, а также произ­ водят подготовку самого подшипника. Запрессовка подшипника

Рис. 156. Посадка подшипников качения оправками.

а — в корпус; б — на вал; в — в корпус и на вал одновременно.

в корпус или напрессовка его на вал (рис. 15(3) производится прес­ сами или при помощи оправок, изготовленных из мягких металлов. Для облегчения напрессовки на вал подшипник обычно нагревают в горячем минеральном масле до температуры 80—90° С, а для за­ прессовки в корпус охлаждают в термостатах.

При запрессовке подшипника в корпус усилие через оправку передается на внешнее кольцо, а при напрессовке на вал — на внутреннее кольцо. В случае одновременной посадки подшипника на вал и в корпус применяется специальная оправка, которая пере­ дает усилие на оба кольца.

Подшипники качения к валу крепят обычно гайками или при помощи торцевых фланцев, которые прилегают к внутреннему кольцу, а в корпусе — крышками, прилегающими к наружному кольцу.

При посадке подшипников в корпус или на вал происходят неко­ торая деформация колец и уменьшение радиального зазора между кольцами и элементами качения. В связи с этим при тугой посадке может произойти защемление тел качения, что приводит к прежде­ временному износу подшипников. Поэтому в собранных шариковых подшипниках проверяются радиальный и осевой зазоры, а в кони­ ческих роликовых подшипниках регулируется только осевой зазор.

В шариковых подшипниках уменьшение зазора при посадке на вал происходит в пределах 0,55—0,6 величины натяга, а при посадке в корпус — в пределах 0,65—0,7.

Величина натяга, измеряемая разностью диаметров вала и вну­ треннего кольца подшипника, определяет характер посадки: тугая, легко прессовая, прессовая.

Правильно собранный подшипниковый узел должен иметь сво­ бодное вращение.

Осевой зазор в упорных и конических подшипниках регулируется смещением наружного кольца при помощи крышки и прокладок. Для этого вначале крышка устанавливается без прокладок и равно­ мерно затягивается до отсутствия зазора в подшипнике и пре­ кращения свободного проворота вала. При затяжке крышки вал несколько раз проворачивают, чтобы ролики или шарики заняли пра­ вильное положение на беговых дорожках колец. После этого заме­ ряют зазор между крышкой и корпусом и крышку снимают для уста­ новки прокладок. Толщина регулировочных прокладок подбирается по зазору между крышкой и корпусом с учетом необходимого осе­ вого смещения кольца для зазора подшипника. После установки прокладок проверяют легкость вращения вала.

Регулировочные прокладки изготавливают из калиброванного металла толщиной от 0,5 до 0,1 мм. Величину осевого зазора про­ веряют индикатором, ножку которого устанавливают на торец вала, а вал перемещают вдоль оси.

Балансировка вращающихся деталей

Неуравновешенность вращающихся деталей (шкивов насосов, трансмиссии агрегатов) получается при смещении массы деталей в одну сторону, в результате чего смещается центр тяжести отно­ сительно оси вращения, а также при смещении оси вращения отно­ сительно центра тяжести. Смещение массы детали происходит из-за

292

статической балансировки являются параллельные стенды, пред­ ставляющие собой две закрепленные на основаниях направляющие (ножи), по которым может перекатываться уравновешиваемая деталь. Ножи выверяют при помощи уровня в двух взаимно перпендикуляр­ ных направлениях. Для балансировки массивных деталей приме­ няют роликовые и дисковые стенды, у которых вместо ножей имеются шарикоподшипники или ролики.

Статическая балансировка производится следующим путем. Уравновешиваемую деталь устанавливают на стенд и поворотом на некоторый угол определяют ее неуравновешенность. При уравнове­ шенности деталь остается в том положении, в которое она повора­ чивается, а при неуравновешенности тяжелая часть детали возвра­ щается вниз.

Неуравновешенную массу удаляют сверлением по отметке с обеих сторон детали. Если при сверлении будет происходить ослабление конструкции детали, то в этом случае на диаметрально противо­ положной стороне устанавливают уравновешенную массу (груз) в виде отдельных пластинок. Груз крепят винтами.

Процесс динамической балансировки осуществляется на спе­ циальных станках или же непосредственно в машинах на собствен­ ных подшипниках при помощи специальных приборов: виброметров, виброскопов.

Измерительный и проверочный инструмент

При выполнении слесарных работ возникает необходимость в из­ мерении размеров деталей и проверке правильности их установки. Для этих целей применяют различные измерительные и проверочные инструменты, подбираемые в зависимости от степени точности изме­ рения.

Наиболее широко применяется штриховой измерительный инстру­

и 1000 мм и ценой деления 1 или 0,5 мм; метр складной, состоящий из десяти частей, длиной по 100 мм

каждая, соединенных между собой шарнирами; ленточный метр, состоящий из стальной желобчатой ленты с деле­

ниями через 1 мм, которая заводится в футляр; рулетка, состоящая из стальной ленты, которая сматывается

в футляр. Ленты рулеток имеют длину 2,5; 10; 20, 30 м и миллиметро­ вую шкалу.

Для более точного измерения деталей применяют раздвижные измерительные инструменты с линейным нониусом (вспомогательной шкалой), позволяющие производить измерения от 0,1 до 0,02 мм. К ним относятся штангенциркуль (рис. 158), предназначенный для измерения наружных и внутренних размеров деталей любой формы; штангенглубиномер (ргш. 159), предназначенный для точной разметки

294

и измерения высот плоских поверхностей. У этих инструментов по линейке с основной шкалой движется рамка с вырезом, на на­ клонной грани которой нанесена нониусная шкала.

Рис. 158. Штангенциркуль.

Для измерения с точностью до 0,01 мм применяют микрометри­ ческие инструменты. К ним относятся: микрометры для наружных измерений (рис. 160); микрометрические нутромеры; микрометри­ ческие глубиномеры.

Отсчетное устройство микрометрических инструментов состоит из втулки с двумя линейными шкалами, одна из которых смещена

295

по отношению к другой на 0,5 мм, и вращающегося барабанчика с круговой шкалой. При измерениях целое число миллиметров от­ считывается по нижней линейной шкале, десятые доли — по верх­ ней шкале, а сотые — по делению шкалы барабанчика, совпада­ ющему с продольной риской линейных шкал.

Для измерения углов и проверки плоскостей и разметки деталей приме­ няют угольники с прямым углом, универсальные угломеры с нониусами. Универсальный угломер (рис. 161) со­ стоит из двух линеек и двух дисков, соединяемых между собой винтом. Один диск имеет основную градуированную шкалу, а второй — нониусную для отсчета градусов.

Для измерения и контроля пра­ вильности сборки валов, осевых и ра­ диальных зазоров, овальности и конус­ ности деталей и их взаимного располо­ жения применяют следующие рычаж­ но-механические приборы: рычажные

индикаторы (рис. 162); индикаторные нутромеры и глубиномеры; индикаторные скобы и др.

Принцип действия этих приборов основан на использовании спе­ циального передаточного механизма, который преобразует незна­ чительные перемещения измерительного стержня при измерении в увеличенные показания результатов измерения на шкале. Точ­ ность измерения этих приборов 0,01 мм.

Для определения величины зазора между двумя поверхностями применяют пластинчатые щупы (рис. 163), состоящие из набора пластин различной толщины, которые закреплены в оправе винтом. В каждом наборе имеется от 8 до 16 пластин толщиной от 0,03 до 1 мм с интервалами 0,01 мм. Выпускают семь наборов таких щупов.

Шаг резьбы измеряют резьбомерами (рис. 164), которые состоят из набора стальных пластин с нанесенными на них точными профилями стандартных резьб. На каждой пластине резьбомера имеется обозна­ чение шага резьбы. Для определения резьбы к ней поочередно при­ кладывают несколько пластинок до совпадения с резьбой изделия.

296

Проверка горизонтального или вертикального положения по­ верхностей различных деталей осуществляется при помощи уровней (рис. 165), которые состоят из колодки (бруска) и стеклянных ампул со шкалами и воздушными пузырьками.

При установке уровня на горизонтальную плоскость пузырек в ампуле занимает среднее положение.

Наряду с перечисленным измерительным инструментом и прибо­ рами в слесарно-сборочных работах применяют также проверочные калибры и шаблоны определенного размера и формы. Калибрами проверяют размеры отверстий и валов. Для проверки валов приме-

няются калибры-скобы, а для проверки отверстий — калибрыпробки. Существуют также калибры для проверки конических по­ верхностей.

Шаблонами проверяют поверхности сложной формы, длину и высоту шеек валов, пазов и уступов.

Пайка и лужение

Пайкой соединяют детали при помощи расплавленного металла — припоя, имеющего более низкую температуру плавления, чем соеди­ няемые металлы.

В зависимости от температуры плавления различают мягкие и твердые припои. Мягкие оловянно-свинцовые припои плавятся при температуре до 400° С, а твердые медные и медно-цинковые — при температуре от 500 до 1100° С. Мягкие припои имеют небольшой предел прочности — от 5 до 7 кгс/мм2, а твердые до 50 кгс/мм2 и выше.

Кроме припоя, при пайке применяют флюсы, которые служат для защиты мест соединения от коррозии при нагреве и обеспечивают лучшее растекание припоя. В качестве флюсов для твердых припоев применяют буру и плавиковый шпат, а также смеси их с различными окислителями или солями шелочных металлов. При пайке мягкими припоями в качестве флюсов используют канифоль, нашатырь, хлористый цинк (паяльная кислота).

Пайка мягкими припоями осуществляется обычно при помощи газовых горелок, нагреваемых электрических паяльников. При пайке твердыми припоями детали нагревают специальными газовыми горелками или же горелками, применяемыми при газовой сварке.

297

Наиболее простым и распространенным способом является пайка паяльником. Пайку выполняют в следующей последовательности. Прежде всего очищают поверхности деталей и покрывают их флюсом. После этого нагревают и очищают паяльник от окалины. Нагретый паяльник рабочей частью окунают во флюс, затем набирают наиболь­ шее количество припоя и растирают его по куску нашатыря до тех пор, пока конец паяльника не покроется тонким слоем припоя. На паяльник набирают припой и производят пайку путем наклады­ вания его на место спая. Для нагрева деталей паяльник некоторое время держат на одном месте, а затем медленно перемещают по месту спая. Если припой не растекается по поверхности деталей, их вновь покрывают флюсом, и процесс повторяют.

При лужении изделие покрывают тонким слоем олова для под­ готовки к заливке вкладышей подшипников скольжения или для защиты металлических поверхностей от коррозии. Перед лужением поверхность изделия тщательно очищают, покрывают раствором хлористого цинка и посыпают порошком нашатыря. Затем на нее кладут кусочки олова, и изделие нагревают. При расплавлении олово растирают по всей поверхности изделия.

Контрольные вопросы к главе X

1.Какие виды слесарных работ выполняются при сооружении буровых?

2.Па какие типы подразделяются болты?

3.В каких случаях при сборке резьбовых соединений применяются болты, шпильки и винты?

4.Для чего предназначены шайбы?

5.Какие существуют конструкции гаечных ключей?

6.Какие применяются способы стопорения резьбовых соединений?

7.Для чего производится развертывание отверстий?

8.При помощи каких механизмов осуществляется сверление отверстий?

9.В чем заключается разметка деталей, и что принимается за базу раз­

метки?

10. Какие операции выполняются при рубке металла, и в каких случая они производятся?

И . Какие шпонки применяются для напряженных и ненапряженных со­ единений?

12.В чем заключается преимущество шлицевых соединений перед шпоноч­ ными, и какие применяются профили шлицов?

13.Какими способами выполняются прессовые соединения?

14.Какие существуют муфтовые соединения?

15.Из каких элементов состоит шинно-пневматическая муфта?

16.При помощи какого приспособления осуществляется центрирование

валов, соединяемых шинно-пневматическими муфтами?

17.Какие существуют зубчатые передачи, и где они используются?

18.Назовите основные элементы зубчатых зацеплений.

19.Какими способами проверяются зазоры зубчатых зацеплений?

20.Из каких элементов состоит цепь?

21.Для чего служат вкладыши подшипников?

22.Какие существуют конструкции подшипников качения?

23.Какими способами производится запрессовка подшипников?

24.Каким образом регулируется зазор в упорных и конических под­ шипниках?

25.В чем заключается балансировка вращающихся деталей?

26.Как и когда выполняется статическая и динамическая балансировка?

27.Какой измерительный инструмент применяется при слесарных работах?

298

СВАРОЧНЫЕ РАБОТЫ ПРИ СООРУЖЕНИИ БУРОВЫХ

Сварка широко применяется при строительстве буровых уста­ новок. При помощи сварки выполняются всевозможные работы по сооружению всасывающих и нагнетательных линий насосов, водо­ проводов, топливопроводов и изготовлению оснований блоков, ме­ таллических каркасов буровых укрытий, желобной системы и др.

С целью сокращения объема сварочных работ при сооружении буровых в трубопроводы вводят быстроразъемные и фланцевые со­ единения, а основания и различные узлы доставляют на буровые в готовом виде. Однако полностью освободиться от сварных работ особенно при неблочном способе строительства не удается. Бригады вынуждены заниматься как изготовлением различных обвязок, так и ремонтом оснований, желобов, емкостей и другого оборудо­ вания.

Вместе с этим для некоторых видов работ, таких как врезка в ма­ гистральные водопроводы, выполнение обвязок по индивидуальным схемам, рассчитанных на большие давления, сварка является един­ ственным методом, обеспечивающим достаточную прочность и гер­ метичность соединяемых изделий.

В связи с разнохарактерностью выполняемых работ при соору­ жении буровых применяется ручная сварка способом плавления электрической дугой или газовой горелкой. При этом способе соеди­ няемые детали дугой или пламенем горелки нагреваются до расплав­ ленного состояния, т. е. до образования сварочной ванны, при остывании которой получается шов.

Автоматическая сварка при сооружении буровых; не нашла при­ менения по той причине, что ручной способ сварки обладает боль­ шей маневренностью, позволяет выполнять сварные швы в любых пространственных положениях и условиях. Ручной способ сварки также более универсален, позволяет сваривать металл любых тол­ щин, и для этого с пособа требуется простое оборудование.

Электрическая дуговая сварка

Дуговая сварка осуществляется за счет тепловой энергии, выде­ ляемой при горении электрической дуги между электродом и свари­ ваемым металлом, в результате чего свариваемый металл и при­ садочный материал расплавляются, образуя сварочную ванну, а впо­ следствии сварочный шов. Питание дуги производится постоянным или переменным током, температура под дугой развивается до

4000° С.

Различают два способа электродуговой сварки. При сварке по первому способу присадочным материалом является непосредственно

299