1.2 Классификация вертлюгов
По функциональной схеме:
- обычные;
- силовые (система верхнего привода).
По конструктивной схеме:
- основная опора находится по одну сторону радиальных опор;
- основная опора находится между двумя радиальными опорами.
По числу опор:
- с четырьмя опорами (основная, вспомогательная, две радиальных);
- с двумя, тремя опорами (упорный и радиальный подшипники объединены, используется для вертлюгов малой грузоподъемности).
По типу основной опоры качения:
- с шаровой опорой;
- с разрезными рольками;
- с роликовой конической опорой;
- со сферической роликовой опорой.
По относительному расположению основной и вспомогательных опор:
- вспомогательная опора сверху;
- вспомогательная опора снизу (в этом случае лучше смазка вспомогательной опоры).
По типу закрепления напорной трубы:
- закрепление на отводе (простота сборки, неудобства в обслуживании, т.к. схема неразборная, с одним сальником);
- свободное (плавающего типа) – соединение со стволом или отводом (используется быстросъемный сальник с двумя уплотнениями).
По типу закрепления напорной трубы быстросъемного сальника:
- фиксированное на отводе (тогда напорная труба всегда неподвижна);
- попеременное на стволе и отводе (напорная труба может вращаться и быть неподвижной, переключение осуществляется специальным механизмом).
По конструкции нижнего масляного уплотнения:
- манжеты располагаются в корпусе;
- манжеты располагаются в крышке.
1.3 Конструкция вертлюга
Случай шарнира представляет полый кастинг неправильной формы от низко сплавленного или углеродистой стали (35L, и т.д.), какая внутренняя полость разделена на высоте горизонтальным прыгуном, служащим справочной поверхностью главного подшипника толчка багажника, и усилена для жесткости вертикальными краями.
Строительство справочных поверхностей подшипников в случае шарнира должно исключить возможность нарушения ее перпендикулярности относительно оси ствола, когда это приводит к преждевременному изнашиванию главной поддержки. Между стенами случая и каналов пластины поддержки для обеспечения циркуляции смазки при вращении ствола обеспечены.
На наружной поверхности случая в диаметральном самолете помещены два притока, имеющие форму карманов с открытиями для дренажа. В открытиях стен карманов установлены два осей, кардинально соединяющие случай со связующим звеном.
Проектируя случай очень важно обеспечить самое большое расстояние между осью стержней связующего звена и поддержкой, которая позволяет достигать большой стабильности оси ствола при вращении и вне сосредоточения из массы шарнира к более низкому покрытию. Такое решение снижает риск изгиба ведущей трубы при ее установке в отверстии и повышении от него. В некоторых шарнирах на случае сваривают или усиливаются на скобках болтов с резиновыми амортизаторами, защищающими случай от ударов связующих звеньев. Шарниры с амортизаторами должны были немного увеличить ширину.
В некоторых шарнирах выполнен случай так, чтобы вся погрузка была воспринята только более низкой пластиной с толстыми стенами, имеющей два симметричных открытия для болтов отношения. Случай в таком строительстве разгружен и формы, устанавливающие основу и нефтяную ванную. Предварительная затяжка болтов перед достижением напряженности определенной интенсивности исключает деформации случая, загружая ствол в использовании, которое позволяет экономить coaxiality скучных под подшипниками и увеличивает запасной период обслуживания обслуживания. В шарнирах маленькой мощности погрузки связующих звеньев не применяются, одновременно случай на наружной поверхности поставляется броском выступов для единственного целого с нею с захватом замков.
Шарнир приостановлен на рогах стороны поднимающегося крюка посредством связующих звеньев лифтов. Такое строительство неудобно в операции, не уменьшает размеры и массу шарнира. Недостаток это при операции — изнашивание случая в зоне контакта со связующими звеньями подвязки.
Случаи шарниров при производстве должны быть выставлены контролю за defektoskopichesky. Внутренние поверхности броска случая становятся покрытыми краской oilproof для защиты от коррозии.
Ствол шарнира – самая нагруженная и ответственная деталь. Ствол затронут простирающейся силой, изгибающий момент и внутреннее давление. Ствол — также подчиненная усталость и абразив, эрозийный, чтобы износиться внутренней поверхности канала и механического изнашивания в зоне контакта с кольцами сжатия.
Стволы произведены из конструктивного, низко сплавленного улучшенный несвежим образом perlitny класс брендов 40X, 40XH, 38HGN, 338XBA, 34XM1M в соответствии с ГОСТом 4543-71, и т.д. Приготовления стволов получают бесплатное создание, и грибовидный справочный гребень выполнен для единственного целого со стволом. Ствол выставлен закалке с последующей проблемой к твердости 280 — 320 NV.
Внутри и снаружи ствола выставлен механической обработке, посадочные площадки и переходные разделы размалывают. Внешние и внутренние поверхности канала должны быть коаксиальными и иметь минимальное изменение в толщине стенок и также твердый для обеспечения однородного распределения напряженности на разделах. Избиение приземляющихся шей подшипников и не перпендикулярности самолета справочного гребня к оси вращения ствола должно быть предусмотрено допусками, какая стоимость вычислена или избранная на нормах производителя.
Диаметр канала ствола определен скоростью потока жидкости моечной машины; чтобы избежать, чтобы абразив износился, эта скорость не должна составлять больше чем 6 м/с. У канала ствола не должно быть резкого сверхзажима и расширений. Увеличение диаметра канала включает увеличение своего наружного диаметра, который уменьшает длительность запечатывания устройств. Длина ствола отобрана, приняв во внимание возможность повторного сокращения старой левой внутренней нити замка, которая выполнена в соответствии с ГОСТом 5286-75, служа для связи с ведущей трубой.
От изнашивания используют втулки безопасности для защиты нити. Разделы ствола, связывающиеся к верхним и более низким герметизирующим чашкам, защищают от штепселей изнашивания или расширенного внутреннего кольца подшипников. Поверхность штепселей — земля и подвергнутый термообработке к твердости 45-50 HRC.
Связующие звенья шарниров производят из низко сплавленных структурных сталей брендов 40XH, 40XHMA, 38HGN, ZOHGSA, и т.д. в соответствии с ГОСТом 4543-71. Связующие звенья производят методом бесплатного создания с высадкой и встроенным микропрограммным обеспечением глаз. Только открытия и поверхности лица глаз выставлены механической обработке.
Для получения диаметра создания полной силы связующего звена на наклонном прямом разделе обычно увеличивается в направлении до дуги, расстаются с отношением самых больших и самых маленьких диаметров к 1,4. У изгибающего момента есть максимум в избыточном разделе. Для обеспечения необходимой длительности и жесткости принятия во внимание связующего звена изнашиваются, его часть дуги выполнена овальный раздел. В шарнирах маленьких полных связующих звеньев погрузки для упрощения производят круглый раздел.
Связующее звено шарнира изнашивается на открытиях глаз и внутреннем радиусе части дуги. Используйте заменимые штепселя для защиты глаз против изнашивания. В диаметре дизайна связующего звена иногда увеличивается на 15-20%, принимающих во внимание изнашивание.
Поддержка ствола шарнира чувствует нагрузку, обеспечивает свободное вращение ствола и его фиксацию от радиальных и осевых движений.
Как главная поддержка в шарнирах постоянные подшипники использования или постоянный и радиальный в последнем случае они чувствуют также радиальные грузы, и ствол в случае сосредоточен.
Поскольку у работы с высокими частотами подшипников вращения есть крупные стальные или бронзовые сепараторы. Отпечатанные сепараторы и cageless строительство редко используются.
Главная поддержка шарниров — элементы, ограничивающие их рабочую способность. При операции они испытывают различные убытки: осколок, отслаивание, усталостные трещины, ospovidny изнашиваются поверхностям органов по колебанию и кольцам, формированию трещин недр, ведущих, чтобы связаться с усталостными трещинами. Устранение скольжения органов по колебанию на кольцах и уменьшению в напряженности контакта уменьшает вероятность контакта pelletization и длительности увеличения главной поддержки.
Лучший из этих подшипников толчка – ролик, сферический с бочкообразными роликами, нагрузка, обеспечивающая более однородное распределение поэтому изнашивание внешних поверхностей конца роликов и имеющая кольцевые уменьшения.
Однако вследствие сложности производства эти подшипники применяются очень редко.
В нормальных конических роликовых подшипниках плечо кольца и поверхности конца роликов сильно изнашиваются под влиянием центробежных сил, возникающих в роликах при вращении ствола.
Поскольку главные подшипники поддержки в шарнирах ожидали, что тяжелые грузы чаще всего применяют роликовые подшипники с коническими роликами.
Подшипники с цилиндрическими роликами применяются менее часто как в промахе роликов подшипников толчка, который приводит к их изнашиванию и, в результате к ограничению вращающейся скорости ствола.
В шарнирах установок, используемых для бурения скважин до 1 500 м подробно, главная поддержка часто — шарикоподшипники.
Постоянные радиальные подшипники – некоторые лучшие для быстродействующих шарниров как центробежные силы, воздействующие на сферы, восприняты главной трассой отношения и не вызывают большое изнашивание.
Недостатки этих подшипников – довольно маленькая динамическая мощность погрузки и нарушение подкладки ствола в изнашивании, которое ограничивает область их применения.
Особенности подшипников толчка главной поддержки шарниров даны в таблице 1.2.
Таблица 1.2 – Характеристика роликовых упорных подшипников главных опор вертлюгов
Выбирая постоянное отношение для условий работы набора следующие факторы нужно рассмотреть:
- стоимость и направление погрузки, которая может быть радиальной (ось шахты, направленная перпендикулярно), осевой (вдоль оси) или объединенный (комбинация радиального груза с осевым);
- природа погрузки (постоянный, переменный, вибрация или шок);
- вращение скорости одной или обоих колец (обороты в минуту);
- необходимая длительность (срок службы, выраженный в рабочее время или в миллионах поворотов для всего рабочего ресурса);
- В среду, в котором отношение работает (воздух, вакуум, вода, агрессивная жидкость, температура, содержание пыли, и т.д.);
- конкретные требования к блоку отношения.
Обычно применяйте шарикоподшипники толчка или роликовые подшипники к вспомогательной поддержке шарниров.
Как радиальный единственный ряд использования поддержки радиальные роликовые подшипники с цилиндрическим коротким, иногда и с роликами иглы. Выбор этого или что радиальное отношение определено конструктивными причинами и возможностями использования стандартных подшипников. Установка радиальных и вспомогательных подшипников очень важна.
В шарнирах, запечатывающих устройства высокого и низкого давления, используются.
Различие в рабочем давлении и свойствах производственных условий предопределяет различия их дизайна.
Консолидации высокого давления герметизируют промежуток между неподвижной поставкой и вращающимся стволом в prokachivaniye бурения грязи.
На строительстве они подразделены на две группы: caseless и случай – быстро-изменчивый.
Гланды Packageless установлены в точеной части канала ствола.
Нажим запечатывания чашек отрегулирован, напрягаясь ореха прессы или весна.
Как их строительство не рассматривают в современных шарнирах, они не применены.
Главные недостатки этих консолидаций – маленькая длительность и низкая ремонтопригодность соединились с потребностью отделения скучного рукава и устранения поставки для устранения неудач.
Консолидации номера с переодеванием установлены во вращающемся случае, который прикрепляет к стволу шарнира на нити или болтах.
Консолидация номера с переодеванием шарнира состоит из трех самозаклеивающихся чашек, расположенных во вращающемся случае и короткой, легко замененной трубе головы давления.
Труба прикрепляет к поставке быстрое резьбовое соединение, случай железы – та же связь с верхней частью ствола шарнира, поставляемого соединяющейся нитью.
Случай сжат с надувными кругами V-образного или круглого раздела.
Строительство орехов обеспечивает быстро устранение и установку консолидации на шарнире.
Каждая упругая самозаклеивающаяся чашка, уплотняющая промежуток между случаем и трубой, помещена в отдельную камеру, сформированную отдаленными кольцами.
Камеры ограничивают деформации чашек под влиянием давления решения.
Верхняя чашка служит для вычета застывшей смазки, которая периодически качается ручным насосом через смазчик в manzhetny камерах для уменьшения в трении и изнашивании.
Эта консолидация надежно работает с рабочими давлениями до 35 MPas; испытательное давление — 55 MPas.
В неудачном строительстве железы головы давления номера с переодеванием чашки также помещены в отдельные камеры, но в орехе, сжимающем усилие по сжатию, передан через все чашки. Под давлением rmanzheta 1 h шаги, пока давление на rneena 2 не уравновешено p давлением1. Чашка h зарегистрирована и не может переместиться поэтому, это уплотняет промежуток под влиянием различия давления ri 3 с p4. Это, изображение, чашка h затронуто основным различием давления. В этом случае все три работы чашек одновременно, как в mnogomanzhetny железе (отчасти параллельно) поэтому срок службы такой железы намного меньше.
Необходимо рассмотреть то заявление большого количества чашек, не увеличивает срок службы консолидации, поскольку перегревающий вследствие плохого теплоотвода возможно.
Практикой это установлено, что существование трех рабочих чашек оптимально. В то же время в зависимости от строительства консолидация выполнена или первой, или последней чашкой, в которой неудача рядом с ним начинает работать чашка и т.д.
Здесь чрезмерная страховка вредна как, чем больше поверхность контакта, тем более быстрые движения изнашиваются, и надежность не увеличивается.
Кубки произведены из oilproof резиновых изделий с твердостью на устройстве ТИРА 76-86, rezinoasbestovy составы или пластмасса группы полиуретана.
Поскольку производство приготовлений к цельнотянутой трубе использования труб головы давления от низко сплавленных цементируемых структурных сталей в соответствии с ГОСТом 4543-71 (например, фирменные 12XH2 А, 20HNZA, и т.д.). Трубы головы давления подвергают термохимической обработке для создания на внешней поверхности износостойкого слоя с твердостью 56-62 HRC на глубине 1.5-3 мм.
В некоторых шарнирах применяют трубы от конструктивного, среднеуглеродистого несвежим образом.
Внешняя поверхность труб головы давления подвергнута механической обработке высокой точности для сокращения полировки грубости или полирования методами роликов.
Длительность железы головы давления зависит от давления сжатого решения, его плотности, концентрации, абразивных частиц в ней и на вращающейся скорости ствола.
Это экспериментально установлено, что длительность с давлением 16 MPas и плотностью решения 1 200 кг/м3 в пределах от 3 · 105 до 6 · 105 поворотов на вращающейся скорости ствола 70-200 об/мин.
У гланд, держащих жидкую смазку в ванне случая шарнира, есть элементы сжатия – упругие чашки одностороннего действия.
Уплотнительные кольца производят из резиновых изделий или пластмассы.
Примените кольца сжатия с тороидальными пружинами, чтобы увеличиться в усилии по зажиму.
Между чашками иногда устанавливает металлическое отдаленное кольцо для улучшения теплоотвода.
Нефтяные гланды работы шарниров в довольно благоприятных условиях – с давлением почти равняются атмосферный. Скольжение скорости на сжатой поверхности обычно не превышает 3 м/с.
Почти во всех современных шарнирах объединенная смазка – пузырение жидкой нефтью или с размещением в нефтяной ванне главной поддержки и подшипников, расположенных в более низкой части шарнира и местных, универсальное таяние среды, имеющее смазывание и другие элементы, расположенные в верхней части, применено.
Жидкая смазка заполнена в в картере шарнира к определенному уровню, универсальных шагах к местам смазки через смазчики.
Длительность шарнира значительно затронута объемом нефтяной ванны, уровнем жидкой смазки в нем и формы внутренней полости случая. Объем нефтяной ванны (l)), зависит от погрузки P (MH)в, который шарнир при вращении с частотой 100 ожидается RPM: V=20 · Рекав.
В течение периода транспортировки шарнира передышка заменена глухим стопором.
Необходимо обеспечить застойную зону, в которой продукты изнашивания собираются в более низком покрытии случая.
Для ловли металлических частиц разумно оборудовать стопор утечки магнитом. Рабочая температура нефти ≤ +80 °C.
Примените промышленные масла 12, 45 и 50 к шарнирам.
Смазка универсальные плавящие среду США 2 или США 3 (ГОСТ 1033-79) применена, чтобы вертеть суставы связующего звена со случаем железы головы давления высокого давления, верхних и нижних нефтяных гланд.