Сурет - Жиынды майысу моментінің эпюрасы

20 
М
экв.
= √М
и
2
+ Т
2
= √4244,52 + 136900 = 375,7 Нм.
(2.8) 
Материал таңдауы мықтылық шартына қарай жасалады:
𝜎
экв.𝑚𝑎𝑥
=
М
экв.
𝑊
ос
,
(2.9) 
Кедергінің осьтік моментін есептейміз: 
𝑊
ос
=
𝜋∙𝑑
3
32
=
3,14∙0,025
3
32
= 1,53 ∙ 10
−6
м
3
.
(2.10) 
𝜎
экв.𝑚𝑎𝑥
=
М
экв.
𝑊
ос
=
375,7
1,53∙10
−6
= 245,5 МПа.
(2.11) 
Шекті кернеу:[
𝜎] =
𝜎
пред
𝑛
⁄ . 40ХН болаты созылғыш болғандықтан,
ағымдық шегі: 
𝜎
Т
= (760 − 1220)МПа алынады,
созылғыш материалдар қорының коэффициенті:
𝑛 = 1,5 − 2.
𝜎
Т
= 1080 МПа,
𝑛 = 2
[
𝜎] =
𝜎
пред
𝑛
=
1080
2
= 540 МПа.
(2.12) 
Қиманың геометриялық сипаттамаларын есептейміз:
көлденең қиманың ауданы: 
𝐴 =
𝜋∙𝑑
2
4
=
𝜋∙0,025
2
4
= 4,9 ∙ 10
−4
м
2
. (2.13) 
Серпіннің осьтік моменті: 
𝐽
ос
=
𝜋∙𝑑
4
64
=
𝜋∙0,025
4
64
= 1,91 ∙ 10
−8
м
4
. (2.14) 
Кедергінің осьтік моменті: 
𝑊
ос
=
𝜋∙𝑑
3
32
=
𝜋∙0,025
3
32
= 1,53 ∙ 10
−6
м
3
.
(2.15) 
Серпіннің полярлы моменті: 
𝐽
𝑝
=
𝜋∙𝑑
4
32
=
𝜋∙0,025
4
32
= 3,8 ∙ 10
−8
м
4
.
(2.16) 
кедергінің полярлы моменті: 

21 
𝑊
𝑝
=
𝜋∙𝑑
3
16
=
𝜋∙0,025
3
16
= 3,06 ∙ 10
−6
м
3
.
(2.17) 
Қауіпті қимадағы кернеулерді анықтаймыз:
майысудың қылпты 
кернеуі:
𝜎
и
А
= −𝜎
и
В
=
М
и
𝑊
ос
=
65,15
1,53∙10
−6
= 42,58 МПа.
(2.18) 
қысудан болатын қалыпты кернеу: 
𝜎
с
=
𝑁
𝐴
=
−470
4,9∙10
−4
= −0,96 МПа.
(2.19) 
максималды жанама кернеуі: 
𝜏
𝑚𝑎𝑥
=
𝑇
𝑊
𝑝
=
370
3,06∙10
−6
= 120,91 МПа.
(2.20) 
Осы кернеулердің эпюраларын саламыз:
2.8 Сурет- Жанама кернеулерінің, майысудың және созылу-қысудың 
эпюралары 
А нүктесі жазық шиеленіскен күйде болады. Бұл нүктеде максималды 
балама кернеу 
𝜎
экв.макс.
әрекет етеді, оларды мықтылықтың 3-ші теориясы 
бойынша анықтаймыз: 
𝜎
экв.макс.
= √(𝜎
и
+ 𝜎
с
)
2
+ 4 ∙ 𝜏
2
= √(42,58 − 0,96)
2
+ 4 ∙ 120,91
2
=
127,87 МПа. (2.21)
Мықтылық шарты орындалуда, өйткені
Оське салмақ жетіспеуін анықтаймыз: 

22 
𝛥
𝜎
=
[𝜎]−𝜎
экв.макс.
[𝜎]•100%
=
540−127,87
540•100%
= 76%.
(2.22) 
Салмақ жетіспеуінің ұсынылған мәні 15% құрайды, алайда мықтылығын 
жетілдіру және бұрау кезінде айналдыру моменттері бірнеше есе өседі мұндай 
салмақ жетіспеу ақталады.
 
2.4 Осьті шаршаңқы мықтылыққа есептеу
Осьтің А-А қимасында – баспалдақты өткел жеріндегі шаршаңқы 
мықтылығын есептйейміз.
40ХН болатының сипаттамаларын [15] таңдаймыз: мықтылық шегі
𝜎
в
=
(910 … 1370) МПа, ағымдық шегі𝜎
Т
= (760 … 1220) МПа, шыдамдылықтың 
майысуға шегі 
𝜎
−1
= (314 … 600) МПа, мықтылықтың майысуға шегі𝜏
−1
=
(235 … 345) МПа. Есептеулерде 𝜎
в
= 1300 МПа, 𝜎
Т
= 1080 МПа, 𝜎
−1
=
600 МПа, 𝜏
−1
= 345 МПа қабылдаймыз 
Қауіпті қиманы құрылымдық орындау. 
 
2.9 Сурет- Қауіпті қима сызбасы 
Осьтің негізгі көлемдері: 
Ось диаметрі d=25 мм, галтелді өткел радиусы r=1мм, өткел шырашығы 
𝑑
1
= 19,5 мм.
Кернеулер концентраторы – галтелды 1 – 1 өткел.
А-А қимасында әрекет ететіндер: қалыпты күш N=470 Н, майыстырғыш 
күш 
М
и
= 65,15 Нм, айналдыру моменті Т=370 Нм.
Қиманың геометриялық сипаттамалары мен ауыспалы кернеулер 
циклдарының сипаттамаларын анықтаймыз. 
d=25 мм диаметрі үшін 1-1 қимасы.
аудан: 

23 
𝐴
1
=
𝜋∙𝑑
2
4
=
𝜋∙0,025
2
4
= 4,9 ∙ 10
−4
м
2
.
(2.23) 
кедергінің осьтік моменті: 
𝑊
ос.1
=
𝜋∙𝑑
3
32
=
𝜋∙0,025
3
32
= 1,53 ∙ 10
−6
м
3
.
(2.24) 
кедергінің полярлы моменті: 
𝑊
𝑝.1
=
𝜋∙𝑑
3
16
=
𝜋∙0,025
3
16
= 3,06 ∙ 10
−6
м
3
.
(2.25)
𝜎
𝑁1
=
𝑁
1
𝐴
1
=
470
4,9∙10
−4
= 0,95 МПа. (2.26) 
𝜎
и1
=
М
и
𝑊
ос.1
=
65,15
1,53∙10
−6
= 42,58 МПа.
(2.27) 
𝜎
𝑚𝑎𝑥1
= 𝜎
и1
+ 𝜎
𝑁1
= 42,58 + 0,95 = 43,53 МПа.
(2.28) 
𝜎
𝑚𝑖𝑛1
= 𝜎
𝑁1
− 𝜎
и1
= 0,95 − 42,58 = −41,63 МПа.
(2.29) 
 
Жанама кернеулер: 
𝜏
𝑚𝑎𝑥1
=
𝑇
𝑊
𝑝.1
=
370
3,06∙10
−6
= 120,91 МПа.
(2.30) 
 
𝜏
а1
=
𝜏
𝑚𝑎𝑥1
2
=
120,91
2
= 60,45 МПа.
(2.31) 
 
 
2.5 Шаршаңқы мықтылық қорының коэффициентін есептеу 
 
𝑛
𝜎
=
𝜎
−1
𝜎
𝑎
∙𝑘
𝜎
𝜀
𝜎
∙𝛽
ш
⁄
+𝜓
𝜎
∙𝜎
𝑚
=
600
42,58∙1,4 0,77∙0,7
⁄
+0,25∙0,95
= 5,41. 
(2.32) 
 
𝑛
𝜏
=
𝜏
−1
𝜏
𝑎
∙𝑘
𝜏
𝜀
𝜏
∙𝛽
ш
⁄
+𝜓
𝜏
∙𝜏
𝑚
=
345
60,45∙1,53 0,77∙0,7
⁄
+0,15∙60,45
= 1,9 .
(2.33) 
 
 
2.6 Мықтылық қорының коэффициентін есептеу
 
Мықтылық қорының шекті мәні [
𝑛] 1,5 деп қабылданады. 
Жазық шиеленіскен күйге сәйкес келетін мықтылықтың балама қоры 
келесі формуламен есептеледі: 

24 
𝑛 =
𝑛
𝜎
∙𝑛
𝜏
√𝑛
𝜎
2
+𝑛
𝜏
2
=
5,41∙1,9
√5,41
2
+1,9
2
= 1,8.
(3.34) 
2.7 Ықтимал тоқтаусыз жұмысты бағалау 
Ықтимал тоқтаусыз жұмысты Р(t) экспоненциалды заң бойынша 
анықтайды:
Р(t) = e
−λ·t
,
(2.35) 
мұндағы Р(t) –кілт беріктігі; 
λ–тоқтаулар қарқыны, 1/с; 
t – жұмыс уақыты, күндер. 
Кілт беріктігін 
Р(t) = 0,99 анықтап, жыл ішіндегі λ тоқтаулар 
қарқындылығын анықтаймыз. 
λ = −
lg P(t)
t·lg e
,
(2.36)
мұндағы Р(t) - кілт беріктігі; 
λ - тоқтаулар қарқыны, 1/с; 
t – жұмыс уақыты, күндер. 
λ = −
lg 0,99
365·lg 2,72
= 2,7 · 10
−5
1/ч.
(2.37) 
Көрсеткіштерді анықтап, графиктер саламыз. 
Бөлу функциясы F(t).
F(t) = 1 - P(t), (2.38) 
мұндағы F(t) –бөлу функциясы; 
P(t) –ықтимал тоқтаусыз жұмыс. 
Бөлу мықтылығы f(t) 
f(t) = λ · e
−λ·t
,
(2.39) 
мұндағы f(t) –бөлу мықтылығы; 
λ - тоқтаулар қарқыны, 1/с; 
t – жұмыс уақыты, күндер. 

25 
2.10 Сурет - Бөлу функциясы F(t) және ықтимал тоқтаусыз жұмыс P(t) 
2.11 Сурет - Бөлу мықтылығы 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
0
5
10
15
20
0
0.05
0.1
f t
( )
t

26 
3 Патенттік ізденістер 
 
№ 2188297 авторлық куәлігіне сәйкес автоматтандырылған тұрақты 
бұрғы кілті РФ патенті қарастырылды. Бұл өнертабыс мұнай және газ 
ұңғымаларын бұрғылау техникасына жатады Бұрғылау және шегендеу 
құбырларының бұрандалық қосылстарын бұрап бекітуге-ажыратуға қолдануға 
болатын автоматтандырылған тұрақты бұрғы кілті болып табылады.
Кілт құрамында корпус, оған орнатылған жоғарғы және төменгі құбырқысқыш 
құрылғылар, редуктор, жетекті қозғалтқыш пен моментомер бар. Кілт жеке 
корпуста орнатылған беріліс қорабымен жабдықталған, ол редуктор үстінде, 
редуктордың кірме валымен бір осьте орнатылған. Беріліс қорабының үстінде 
жай жүретін валмен осьтес планетарлы редуктор орнатылған. Беріліс 
қорабының корпусы редуктор корпусында жылжымайтын етіп бекітілген. 
Планетарлы редуктор корпусы сырғу мойынтірегінде осінің айналасымен 
бұрыла алады. Кілт моментомері рычагты механизм, айналдыру моментін 
ретке келтіретін жылжымалы тірек пен жетекті қозғалтқышты бұраудың 
берілген айналдыру моментіне қол жеткізілгеннен кейін автоматты түрде 
өшіретін клапандар жүйесі бар. Жылжымалы тірек планетарлы редуктор 
қақпағында орнатылған және планетарлы редуктор корпусымен бірге 
бұрылады. Моментомердің барлық басқа түйіндері беріліс қорабының 
кронштейнінде жылжымайтындай етіп бекітілген. Берілген айналдыру 
моментіне жеткен соң, рычаг жылжымалы тіректің реактивті күшінің 
ықпалымен рычаг клапанының серіппесінің күшін жеңіп, бұрылады және осы 
клапанды ашады. Рычаг клапаны арқылы қысым кесетін клапанға беріледі, ол 
жабылып, жетекті қозғалтқышқа ауа берілуін бөгейді. Кілт бұрғы және 
шегендеу құбырларының бұрандалық қосылыстарын сапалы түрде бұрап 
бекітуге-ажыратуға мүмкіндік береді және айналдыру моментінің шамасын 
нақты ретке келтіру мүмкіндігін қамтамасыз етеді.

жүктеу/скачать 1.93 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: