Выбор диаметра основного воздухопровода

Диаметр воздухопровода от компрессора до воздухосборника, м: d = 2*(Q/ * )^0,5,

где: Q =объем сжатого воздуха, проходящий по воздухопроводу, м³; = 5 - 10 м/сек – допустимая скорость воздуха в воздухопроводе.

Из примера (см. п.6) объемный расход воздуха равен 3 м³/мин (0,05 м³/сек), тогда диаметр воздухопровода, м:

d = 2*(0,05 / 3,14*10)^0,5 = 0,08.

Контрольные вопросы.

1. Какова задача поверочного расчета муфт ?

2. Представьте математическое выражение для коэффициента запаса надежности муфты.

3. Как рассчитать крутящий момент, передаваемый муфтой ?

4. Какова кратность пускового момента на электродвигателе по отношению к номинальному ?

5. Как рассчитать центробежную силу, отжимающую колодки тормоза от барабана ?

6. Каков должен быть коэффициент надежности муфты ?

7. Какие потребители воздуха учитываются при расчете количества воздуха, необходимого для управления установкой?

8. Как определить требуемый объем воздухосборника ?

9. Как определить диаметр воздухопровода ?

Тема 12. Расчет роторов.

1. Цель работы.Освоить методику расчета роторов.

2. Мощность, передаваемая на ротор:

N_P=(N_x+N_д)/ _р , (I)

где Nx и N_д - мощность, затрачиваемая соответственно на холостое вращение труб и разрушение пород, кВт;

_р = 0,9 – 0,95 – к.п.д. ротора.

N_x=c*p*d²*L*n^1,7*10^-5 (2)

Здесь р —плотность бурового раствора; d — наружный диаметр бурильных труб, м; L — длина бурильных труб, м; n — частота вращения бурильной колонны, об/мин;

с — коэффициент, учитывающий угол искривления скважины:

Угол искривления, градус…6 6 - 9 10 - 25 26 - 35

Коэффициент с………….19 - 29 30 - 34 35 - 46 47 - 52

N_д = 3,5*k*Р_д*D_д*n*10^-2 (3)

где k = 0,2 - 0,3 — для изношенного шарошечного долота;

k = 0,1 - 0,2 — для нового долота при бурении в твердых породах;

Р_д—нагрузка на долото, кН;

D_д—диаметр долота, м.

3. Долговечность ротора зависит в основном от конструкции, качества изготовления, действующих на него нагрузок и ухода за ним. Наиболее уязвимые элементы ротора — его коническая зубчатая передача и опоры стола. Поскольку размеры ведомого колеса определяются конструктивно диаметром проходного отверстия стола ротора, число его зубьев выбирают в зависимости от модуля, получаемого расчетным путем, и передаточного отношения u = 2,5 - 4. Модуль зубчатых конических колес обычно находится в пределах 10—20 мм.

Для обеспечения надежной и бесшумной работы конические зубчатые колеса передачи изготовляют с круговым или тангенциальным зубом с углом наклона до 30°. Так как окружные скорости конической передачи достигают 15—20 м/с и более, то их изготовляют не ниже 6 степени точности по ГОСТ 1758—81. Ширина зубчатых колес b = 0,2E, где Е — конусная дистанция. Колеса изготовляют из легированных сталей и после нарезки зуба их поверхность подвергают термической обработке до твердости 50—58 HRC. Обработка осуществляется токами высокой частоты (ТВЧ) либо с нагревом пламенем горелки и последующим охлаждением водой.

Подшипники стола ротора обычно шариковые упорно-радиального типа, так как в роторах скорости движения тел качения очень высокие, а число тел качения большое. В опорах ведущего вала применяют стандартные роликоподшипники почти всех типов. Наиболее нагружен подшипник, установленный у ведущего конического колеса, так как он обычно воспринимает радиальную и осевую нагрузки. В связи с этим в опоре применяют мощный сдвоенный конический роликоподшипник, а в опоре на другом конце ведущего вала устанавливают цилиндрический роликоподшипник, что позволяет компенсировать тепловое удлинение вала, не нарушая регулировку установки и зазор в коническом зацеплении.

Ведущий вал монтируется в стакане на подшипниках, так как необходимо регулирование конического зацепления передачи и одновременно зазоров в коническом подшипнике. Регулировку обычно осуществляют набором тонких металлических пластин, устанавливаемых между корпусом ротора и фланцем стакана, а также между стаканом и крышкой, прижимающей подшипник.

Действующие нагрузки на элементы ротора определяют общепринятыми при расчете деталей машин методами. Размеры опор стола ротора выбирают по конструктивным соображениям в зависимости от диаметра проходного отверстия стола ротора, а число тел качения и их размеры — в зависимости от величин действующих нагрузок. Долговечность опор ротора обычно принимают 3000 ч при эквивалентной динамической нагрузке, создаваемой при вращении бурильной колонны заданной длины при частоте вращения ее 100 об/мин. Если расчет показывает, что ротор удовлетворяет этой долговечности, то его можно применить для выбранной бурильной колонны.

Примеры расчетов

Пример. 1