Тезисы лекций Для магистрантов специальности 6М071200 «Машиностроение» Өскемен Усть-Каменогорск 2014

Білім және ғылым образования и науки

министрлігі Республики Казахстан
Д. Серікбаев атындағы ВКГТУ

ШҚМТУ им. Д. Серикбаева

декан ФМТ

___________________2014 г.

МҰНАЙЛЫГАЗДЫ ЖАБДЫҚТАРДЫ ЕСЕПТЕУ ЖӘНЕ ЖОБАЛАУ

Дәрісдер тезисі

РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ НЕФТЕГАЗОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Тезисы лекций
Для магистрантов специальности 6М071200 «Машиностроение»

Өскемен

2014

Кафедра отырысында талқыланды «Машина жасау және құрылымдық материалдар технологиясы»

Дайындады

Норма бақылаушы Т. Тютюнькова

КІРІСПЕ

Арматураны гидравликалық басқаруда жиі поршенді жетек қолданылады. Қысылған ауа запорды және реттелетін арматураны басқару үшін қолданылады.

Құрылымы жоқ кезде эксплуатация шартын қанағаттандыру жеткілікті және техникалық шартарын түсіндірген кезде жаңа арматура құрылымы шығарылады. Алдымен өтпенің шартты диаметрін анықтайды.

Корпусты тетік материалы жұмыс параметрінің ортасы мен оның коррозиялық қасиетіне қарай таңдалады.

Ысырма көп жерде қолданылады және D_y = 50 мм до D_y = 2000 мм тұрба сымда қолданылады. Ысырманың ең бір жақсы қасиеті құрылымының салыстырмалы қарапайымдылығы мен аз гидравликалық қырсыласуында.

Арматураны басқаруда оның ерекшеліктеріне қарай элеторлы жетек кеңінен қолданыс тапты. Тасымалдауда коммуникация құрауда энергия мен қарапайым қол жетімді түрі.

Арматураны гидравликалық басқаруда жиі поршенді жетек қолданылады.

Қысылған ауа запорды және реттелетін арматураны басқару үшін қолданылады.

Құрылымды металлды таңдауда ең алдымен оның беріктілігі мен технологиялық қасиетіне көңіл бөледі. Металл беріктілігі зерттеу машиналарында зерттеу үлгілерінің нәтижелеріне қарай бағаланады.

Илемділік қасиеті үзілу кездегі қатынасымен бағаланады.
6 Керілу және қысылу өзегін есептеу
Қысылу кезінде немесе өзекті қиманың қысылуы қалыпты кернуде туындайды σ, сондықтан есептеуде қатылық шартты қалыпты кернеуде қолданылады.

σ≤σ

σ=N/F≤[σ]

N-қалыпты күш қимасы

F-қима маңдайша ауданы

[σ], σ_adm- материалды өзек үшін қалыпты шақтамалы кернеу.

Сатикалық қима моментрі дегеніміз кейбір осьтарға қарағанда бүкіл ауданын алғандағы жай ауданның осы оське дейінгі ара қашықтықтың соммасы

Sy= zdF Sz= ydF, см²

Кейбір осьтерге қатысты қима инерциясының осьтік моменті дегеніміз оның бүкіл ауданын шаққандағы жай ауданның осы оське дейінгі ара қашықтықтың квадратының соммасы

Iy= z²dF Iz= y²dF

8 Кернеудің эжазық күйі. Қаттылықтың клкассикалық теориясы

Созылуға сынау қортындысы қысылу эталоны болып табылады, қандай жағдай болмасын материалдың қаттылығы көмегімен кернеудің жағдайы орналастырылады.Қаттылық теорияның зерттеу негізі материалдың механикадағы қирауы. Бұл зерттеудің нәтижесі материалдың қауіпті жағдайының әрекетін анықтайды. Бірінші қауіптілік гипотезесы (қалыпты кернеу) шамалау күйі, ол материалдың қирауы үзілуі әсерінен болады, сондықтан ол қауіпті жағдайға түседі де көптеп керілу кернеуі қауіпті жағдайға дейін жетеді.

Екінші қаттылық гипотезесы (ұзындыққа қатысты) таралуы, ең көп ұзын,дық қауіпті жағдай мәніне жеткенде қауіпті жағдай туындайды. Практикалық есептеу кезінде биіктік шегі ұзындыққа қатысты бар, сондықтан берілген мәннен артып кетпеуі керек.

Үшінші қаттылық гипотезасының (кернеуге байланысты) негізгі жағдайы, ол материалдың қирауы кесіндінің нәтижесіне байланысты, сондықтан қауіпті жағдай туындайды да, кернеуге қатысты материал қауіпті жағдайға түседі.

Үшінші теорияның мағынасы, материалдың қысылуы барлық жағынан қиралмай, кернеуді ұстап тұруы мүмкүн.Жан-жақты біркелкі керілудің қирауы гипотезаның пайда болуын анықтайды.

Сынғыштарға қолданылмайды.

Төртінші қаттылық теориясы (энергетикалықменшікті патенциялдық энергия өзгергенде материалдың қауіпті жағдайы туындайды.

Құндылығы: маңызды үш кернеу есептелінеді.Брақ, жан-жақты керілу материалды қирату себебі деп түсіндірілмейді.Теория пластикалық материалдан құрастырылған есептеулерде кеңінен қолданылады. Сынғыштарға қолданылмайды.

Анизатропиялық материалдар қаттылық теориясында баяндалған (мысалы ағаш) , күштің бағытына қатысты талдау қажет.
9 Ығысу түсінгі. Есептеу кесіндісі
Кернеудің қаттылығына қатысты шарт

τ≤[τ],

[τ]-кернеудің жанама шігінің шақтамасы.

σ≤R,

R-метал кедергі жігін есептеу

11 Айналым сырық өзегін есептеу
Айналым кезіндегі қаттылық шартының түрі

τ_max=M_k/W_p≤[τ],

мұндағы τ_max- сырықты өзек кернеуіне жанама максималды есептеу

M_k-сырықты өзектің айналым моменті

W_p-кедергі қимасының полярлы моменті

Әлдеқайда қиын жағдайда, сырықты өзек системасы үшін жүйелі күш айналым моментінің эпюрасын құрйп, эпюра бойынша максималды айналым моментін анықтап сырықты өзектің әр бөлігін есептеу қажет.

σ_max=M_max/W≤[σ],

мұндағы σ_max-сырық өзектің максималды кернеуі

M_max-сырық өзектің максималды иілу моменті

W-кедергі моментінің осьтік қимасы

Қиынырақ жағдайда, шанға күш жүйесі әсер еткенде, арқалық бірнеше есептеу бөліктерінен тұрады, жақтау есептелінеді, арка және т.с.с иілу моментінің эпюрін құрастыру керек және эпюр бойынша иіліс моментінің максималды жағдайын анықтап немесе әр бөліктің қимасын жеке-жеке есептейді. Иілу моментінің эпюрін құру үшін, оң және сол жақ қималары есептеп шығарылады. Егер шоғырлану моменті күштің арқалық қимасында байқаламаса, онда оң жақ момент қимасы сол жақ моментке тең.

Анықтама: Қисық иілу дегеніміз бастапқы центрлік осьтік қима инерция жазық иілу моментінің әрекеті арқылы өтпейтін иілуді айтамыз.

Қисық иілу кезінде, иілу моменті тек қиманың маңдайша қайрақшасы арқылы туындайды, оны таза қисық иілу деп атайды. Егер маңдайша күші қима жолдамасының иілу моментіне әсер етсе, онда ол иілу түрін қисық иілу маңдайшасы деп атайды.

Қайрақша тікбұрышты болса да, қиманың маңдайшасы сол жағынан қатты бекітіледі. Оған еркіндік соңында күш беріледі, осьтік бұрышы тік сызықты ауытқиды λ.

1 сурет - Қисық иілу

Қандай нүкте болмасын қима қима маңдайшасының кернеуі мына формуламен анықтаймыз:


Центрдан тыс кергіш және қысылу қайрақшасы.

Анықтама: Қалыпты күш түрі және иілу моменті арқалық қима маңдайшасына бір уақытта әрекет етеуін деформация түрін центрдан тыс кергіш немесе қысылу деп атайды.

Күш Қима нүктесіне берілсе, бұл нүкте ось арақашықтығының сәйкесінше жойылады Х_р, У_р. Ол қосымша күш координата нуктесі, жүйелі координатаға қойылған есепке алу белгісі тандалады (2 сурет).

2 сурет - Центрдан тыс қысылу.

Осьтісимметриялы немесе симметриялы сыртқабықша дегеніміз айналу беті ортанғы бетінің табылуын айтамыз.

1 сурктте осьтісимметрялы сыртқабықша көрсетілген.

Ортанғы беттік сыртқабықшаның пішіні кезкелген нүктенің екі қисықтық радиусы сипатталады. ρ_т-меридианды қисықтың қисықтық радиусы.ρ_t-қисықты қалыпты қиманың қисықтық радиусы.

Тең өлшемді ішкі және сыртқы қысымдар ρ орналасқан резуарды қарастырамыз.

Кіші элементті қалыпты қима және қос меридианмен белгілейміз.Бұл элементтің жиегінде ішкі қысымның әсерінен қалыпты кернеу пайда болады.σ_т- меридиандық (бойлық) кернеу.σ_t- айналмалық кернеу (ендік, маңдайшалық).

Лаплас теңдеуі дегеніміз бұл- элементтің тепе-теңдік шарттың қатынасын айтамыз.

σ_т/ ρ_т+ σ_t/ ρ_t=ρ/δ

Лаплас теңдігін қолданып осьті симметрялы сыртқабықшаны есептеуге болады.

Жұқа қабықты сфералық сыртқабықшаны есептеу.

Егер жұқа қабықты сфералық сыртқабықша ішкі шекткн тыс қысыммен жуктелсе оның қабығында созылу кернеуі пайда болады, ол әр бағытта бірдей.

Сфералық қабықша үшін ρ_т= ρ_t=r (r- сфералық қабықшаның ішкі радиусы).Толық симметрияның шартымен: σ_т= σ_t.

Лаплас формуласы σ_т= σ_t=ρ*r/2*δ
15 Динамикалық күш
Динамикалық күш екі түрлі кернеуді тусіндіреді:

1) Қозғалмалы тетіктегі кернеу; 2) соққы кезінлегі.

Динамикалық күшті шығару кезінде кернеу конструкциялық жобалау бөлігі есептеледі, соққы және діріл күшінің әсерінене табылады, білдектен жасалады, қозғалтқыш, тоқпақ және басқа механизмдермен.Бұл күштер тербеліс құрлысы. Машинаның көптеген бөліктері динамикалық күш әрекетіне түседі.

Динамикалық есептеу мақсаты: құрастыру беріктігін қамтамасыз ету және қалыпты дефермацияны ұстап тұру үшін.

Динамикалық күш кезінде кез келген құрастыру элементі ішкі күш әсерінен тепе-теңдігін уақыт моменті куйінде қарауға болады, күш, көрші элементі мен инерция күшін білдіреді.

Бұл күйді Даламбер принципі деп аталады.

15 Төзімділікті есептеу

Төзімділік бұл- циклдық күш кезіндегі металдың жүмыс істеу қабілеттілігі.

Төзімділік щегі (δ_R) бұл-көптік кернеу, материал циклдық шексіз санды қираусыз ұстап тұра алады (R- циклдық асимметрия коэфициенті).

Төзімдік көлеміне қатысты негізгі факторлар:

1. Кернеу концентраторы есебінене төзімділік азаяды (балдақты, тесік, кілтек бунағы, баспақты қондырма және т.б).

2. Тетік бетінің әсер ету жағдайы (ізікше және бұзылу, жегіде беті).

3. Тетіктің абсолюттік өлшемінің әсері.

Тетіктің төзімділігін термиялық беттікт өңдеумен немесе термохимиялық өңдеу (азоттандыру, цементтендіру), роликті бетін дөңгелектеу немесе желдету болаты немесе шойынды бытыра.

2 Гуревич Д.Ф. Конструирование и расчет трубопроводной арматуры. – Л.: Машиностроение,1969.

3 Тартаковский Г.А. Строительная механика трубопровода – М.: Недра,1967.

4 Современные конструкции трубопроводной арматуры / Ю.М. Котелевский, Л.И. Экслер, И.Г. Фукс и др.; Под ред. Ю.М. Котелевского. – М.: Недра,1970.