Изучение конструкции и принципа работы шинно-пневматической муфты

Порядок проведения работы

Цель работы: Произвести проверочный расчет ШПМ, вычислить коэффициент запаса надежности муфты. По результатам расчета построить график зависимости, передаваемого муфтой момента от давления в баллоне.

Проверочный расчет ШПМ

При проверочном расчете муфт типа ШПМ определяется коэффициент запаса m по крутящему моменту, передаваемому муфтой.

,

где	Мр	–	момент, передаваемый муфтой, Н∙м;
	М	–	крутящий момент на валу, Н∙м;

,

где	N	–	мощность на валу, Вт;
	n	–	частота вращения, об/мин;

 

Для определения момента Мр, который может передать муфта, необходимо вычислить суммарное радиальное усилие на барабане муфты

где	Dв	–	внутренний диаметр полости баллона, м (см. таблицу 1);
	Вб	–	ширина полости баллона, м (см. таблицу 1);
	Р	–	давление воздуха в баллоне, Па.

 

Далее определяем центробежную силу, отжимаюшую колодки от барабана F, Н.

где	G	–	масса внутреннего слоя баллона вместе с колодками, кг (см. таблицу 1);
	r	–	средний радиус масс, м (см. таблицу 1);

 

Определяем результирующее усилие на барабане Qр, Н,

.

Затем определяем силу трения, возникающую между фрикционными колодками муфты и стальным (чугунным) барабаном

,

где

μ

–

коэффициент трения колодок по шкиву, .

 

Момент, передаваемый муфтой, Н∙м;

,

где	Dб	–	диаметр ведомого барабана, м (см. таблицу 1);
	k	–	коэффициент, учитывающий состояние поверхности ведомого шкива, .

Задача 6

Построить график загрузки ротора п=f (l_i), N=f (l_i), М= f (l_i) при изменении глубины бурения от 0 до l_к.

 

 

Таблица 5 - Исходные данные к задаче №5

 

Параметры	Варианты
Мощность на валу
Частота вращения
Крутящий момент на валу, М (Н*м)	_	_	_	_	_	_	_	_	_	_
Внутренний диаметр полости баллона, Dв (м)	0,337	0,570	0,782	1,150	0,337	0,570	0,782	1,150	0,337	0,570
Ширина полости баллона, Вб (м)	0,100	0,125	0,200	0,200	0,100	0,125	0,200	0,200	0,100	0,125
Давление воздуха в баллоне, Р (МПа)	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9		1,1
Суммарное радиальное усилие на барабане муфты, Q (Н)	_	_	_	_	_	_	_	_	_	_
Масса внутреннего слоя баллона вместе с накладками, G (кг)	2,77	12,8	37,0	56,0	2,77	12,8	37,0	56,0	2,77	12,8
Средний радиус масс, r (м)	0,160	0,260	0,365	0,571	0,160	0,260	0,365	0,571	0,160	0,260
Центробежная сила, отжимающая колодки от барабана, F (Н)	_	_	_	_	_	_	_	_	_	_
Результирующее усилие на барабане, Qp (Н)	_	_	_	_	_	_	_	_	_	_
Коэффициент трения пары колодки-шкив, μ	0,325	0,325	0,325	0,325	0,325	0,325	0,325	0,325	0,325	0,325
Сила трения, T (Н)	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Диаметр ведомого барабана, Dб (м)	0,300	0,500	0,700	1,07	0,300	0,500	0,700	1,07	0,300	0,500
Коэффициент, учитывающий состояние поверхности ведомого шкива, k	0,85	0,85	0,85	0,85	0,85	0,85	0,85	0,85	0,85	0,85
Момент, передаваемый муфтой, Мр (Н∙м)	_	_	_	_	_	_	_	_	_	_
Коэффициент запаса, m	_	_	_	_	_	_	_	_	_	_

 

Приложение 1 ЛР №2

К контрольному вопросу № 1.

 

 

1. Ротор

2. Забойный двигатель

3. Блок приготовления раствора

4. Долото

5. Вертлюг

6. Силовой привод

7. Буровая вышка

8. Блок приготовления бурового раствора

9. Талевая система

10. Наземный буровой комплекс

11. Лебёдка

12. Бурильный инструмент

13. Насосы

14. Ведущая труба

15. Циркуляционная система

16. Бурильная колонна

Связь: механическая

гидравлическая

 

Задание: – пронумеруйте элементы в соответствии с принадлёжностью;

– определите связь между структурными элементами схемы

Приложение 2 ЛР №2

К контрольному вопросу № 2.

 

 

забойный ствол вертлюга

двигатель

 

ниппельный

малый переводник

переводник бурильная труба

 

бурильная верхний левый

труба переводник

 

долото замковый

ниппель

рабочая

штанга нижний правый

предохранительный переводник

переводник

замковая муфта

утяжелённая

бурильная

труба

соединительные

муфты

 

Задание: Заполните матрицу цифровыми обозначениями элементов бурильной колонны в соответствующей последовательности

 

 

Приложение 3 ЛР №2

К контрольному вопросу № 3.

 

 

1. буровой насос

2. отводной желоб

3. нагнетательный манифольд

4. блок очистки бурового раствора

5. желобная система

6. стояк

7. приёмная ёмкость

8. ротор

 

 

Задание: Заполните матрицу

цифровыми обозначениями

элементов циркулярной

системы в соответствующей

последовательности

 

 

Приложение 4 ЛР №2

К контрольному вопросу № 4.

 

 

Суммирующий редуктор

 

Основание ротора

 

Силовой привод

 

 

Мостки

 

Буровые насосы

 

Ротор

 

Коробка переменных

передач

 

Лебёдка

 

 

 

Здание: - определите тип компоновки буровой установки;

- пронумеруйте составляющие её элементы

Приложение 5 ЛР №2

К контрольному вопросу № 4.

 

 

Суммирующий редуктор

Основание ротора

 

Силовой привод

 

 

Мостки

 

Буровые насосы

 

Ротор

 

Коробка переменных

передач

 

Лебёдка

 

 

Здание: - определите тип компоновки буровой установки;

- пронумеруйте составляющие её элементы

Приложение 6 ЛР №2

К контрольному вопросу № 4.

 

 

Суммирующий редуктор

 

Основание ротора

 

Силовой привод

 

 

Мостки

 

Буровые насосы

 

Ротор

 

Коробка переменных

передач

 

Лебёдка

 

 

 

Здание: - определите тип компоновки буровой установки;

- пронумеруйте составляющие её элементы

Приложение 7 ЛР №2

К контрольному вопросу № 4.

 

Суммирующий редуктор

 

Основание ротора

 

Силовой привод

 

 

Мостки

 

Буровые насосы

 

Ротор

 

Коробка переменных

передач

 

Лебёдка

 

 

 

Здание: - определите тип компоновки буровой установки;

- пронумеруйте составляющие её элементы

Приложение 8 ЛР №2

К контрольному вопросу № 7

Расшифруйте:

БУ 3200/200 ЭУ-1

БУ
Э
У

БУ 5000/320 ЭР

БУ
ЭР

БУ 2500/160 ЭПК

БУ
ЭП
К

БУ 1600/100 ДГУ

БУ
ДГ
У

БУ 80 БрД

БУ
Бр
Д

Уралмаш 3Д-86

Уралмаш
3Д

 

Вопросы для самоподготовки