Модернизация стационарного бурового ключа АКБ – 3М2

1. Чертеж втулки А4:

Нормализация до 168-190 HB.

Неуказанные предельные отклонения размеров по ГОСТ 30.893-1.

Неуказанные радиусы скруглений 0,8 мм max.

Острые кромки притупить.

2. Рабочий чертеж антифрикционной втулки А4:

65-70 HB.

Указанная шероховатость обеспечивается инструментом.

Размер обеспечивается инструментом.

3. Сборочный чертеж радиальной опоры А2:

ТУ-НГ09-04. - МАИ 26.11.2013.

Втулку запрессовать на ось по H7/k6.

Вращение ролика проверить рукой.

Перекос или заедание не допустимы.

Смазка поверхности ролика производится графитной смазкой.

4. Чертеж сборки модифицированной радиальной опоры А2:

Допустимый крутящий момент      30 кНм

Допустимое напряжение сжатия    540 МПа

Минимальная температура             -30°С

5. Рабочий чертеж оси А3:

197-225 HB, кроме мест, указанных особо.

Неуказанные радиусы скруглений 1,6 мм max.

Размер проточки и галтельный переход обеспечивается инструментом.

Контролировать все размеры. Контроль резьбы – калибр-кольцо.

6. Ось модифицированная А3:

Неуказанные радиусы скруглений 0,8 мм max.

Размер проточки обеспечивается инструментом.

7. Чертеж ролика осевой опоры А3:

185-210 HB, кроме мест, указанных особо.

Размер канавки обеспечивается инструментом.

8. Рабочий чертеж упорного кольца А4.

Дополнительные материалы: прилагается расчетно-пояснительная записка на 21 странице, где приведено описание модернизации стационарного автоматического бурового ключа АКБ – 3М2.

          Стационарный автоматический буровой ключ АКБ-3М2 предназначен для механизации процессов свинчивания и развинчивания бурильных и обсадных труб при спуско-подъемных операциях при бурении газовых и нефтяных скважин.

          Ролик радиальной опоры ключа испытывает значительные нагрузки, перепады температур и загрязнение, в результате которых нарушается его герметичность. В данном проекте предложена следующая модернизация ролика: точение оси ролика на токарном станке до диаметра 25 мм и замена бронзовой втулки на пару роликовых подшипников 6-205 и 60205. Приведена таблица технологии модернизации ролика. Данное предложение позволит сократить трудоемкость и время на повторную разборку опоры при следующих ремонтах, особенно в полевых условиях.

          Выполнен прочностной расчет радиального ролика. Для этого сначала строится расчетная схема оси ролика, представленной в виде балки на шарнирно-неподвижной опоре и определяются силы и изгибающие моменты. Затем строятся эпюры продольных сил, крутящего момента, изгибающих моментов и суммарного изгибающего момента. Рассчитан суммарный изгибающий момент – 65,15 Нм.

          Проведены проверочные расчеты для выбранного материала сталь 40ХН и на усталостную прочность в месте ступенчатого перехода. Данные занесены в таблицу:

          Оценка вероятности безотказной работы определяется по экспоненциальному закону. Первой вычисляется интенсивность отказов – 2,7*10^-5 1/ч, затем строится графики вероятности безотказной работы и плотности распределения в зависимости от времени работы.

          Для модернизации ролика выбраны подшипники качения легкой серии со следующими характеристиками:

• Номинальный диаметр наружной цилиндрической поверхности наружного кольца - 52 мм;
• Номинальный диаметр отверстия внутреннего кольца - 25 мм;
• Номинальная ширина подшипника - 15 мм;
• Масса подшипника - 0,129 кг;
• Базовая статическая грузоподъемность - 6950 Н;
• Базовая динамическая грузоподъемность - 14000 Н;
• Надежность работы подшипника - 90 %;
• Частота вращения - 200 об/мин;
• Максимальная длительно действующая осевая нагрузка на подшипник - 470 Н;
• Максимальная длительно действующая радиальная нагрузка на подшипник - 2740 H.

Рассчитаны радиальная нагрузка – 1726,2 Н и осевая нагрузка – 296,1 Н при равновероятном среднем режиме работы с коэффициентом эквивалентности 0,63. Также вычислен диаметр окружности центров тел качения – 38,5 мм. По этим значениям подобран шариковый радиальный однорядный подшипник ГОСТ 8335-75 и определена его долговечность – 19674 ч.

В ходе выполнения работы было рассмотрено назначение бурового ключа и предложение по модернизации ролика радиальной опоры.

Представлена таблица технологии модернизации. Выполнен прочностной расчет радиального ролик и проверочные расчеты для выбранного материала оси ролика сталь 40ХН и на усталостную прочность в месте ступенчатого перехода.

Рассчитаны подшипники качения на заданный ресурс.

Спецификация –присутствует на чертеже

В программе: Компас 3D v