Файл: Щербюк, Н. Д. Резьбовые соединения труб нефтяного сортамента и забойных двигателей.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 69
Скачиваний: 6
Внутренний диаметр резьбы d BH— диаметр воображаемого ко нуса, вписанного во впадины профиля для наружной резьбы или в вершины профиля для внутренней резьбы, в основной плоскости или в заданном сечении.
Конусность К определяется как разность одноименных диамет
ров в двух сечениях (й\ и йг), |
перпендикулярных |
к оси, |
отнесен |
|
ная к расстоянию 1К между этими сечениями |
|
|
||
к |
= |
di — d% |
|
|
|
|
Ik. |
|
|
Угол наклона ср — угол |
между образующей |
конуса |
и осью |
|
резьбы. Угол наклона и конусность связаны между собой зависи мостью
K = 2 tg 9 .
Общая длина резьбы L — длина участка поверхности, на кото
ром образована |
резьба, |
включая |
сбег |
|
||||
резьбы и фаску. |
|
|
|
|
|
|
||
Длина |
резьбы |
с полным |
профилем |
|
||||
/— длина |
участка, на котором |
резьба |
|
|||||
имеет |
полный |
профиль, |
включая и |
|
||||
фаску. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Шаг |
резьбы |
5 — проекция |
на |
ось |
|
|||
резьбы отрезка, соединяющего соседние |
|
|||||||
вершины |
остроугольного |
|
профиля |
|
||||
резьбы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Угол профиля а — угол между боко |
|
|||||||
выми сторонами профиля. |
р, у — углы |
|
||||||
Углы |
|
наклона |
профиля |
|
||||
между боковыми сторонами |
профиля и |
|
||||||
перпендикуляром |
к оси |
резьбы. |
Для |
Рис. 3. Определение вы |
||||
резьб с |
симметричным |
профилем |
углы |
соты теоретической ост |
||||
наклона сторон |
равны |
половине |
угла |
роугольной резьбы. |
||||
профиля а/2. |
|
|
|
|
|
|
||
Высота остроугольной резьбы Я — расстояние в направлении, перпендикулярном к оси резьбы, между двумя параллельными пря мыми, касательными к вершинам и впадинам остроугольного про.-
филя (рис. 3). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н = ОС\ |
S = AD; |
|
|
||
АВ |
AD |
ОВ = |
ЛДсо8(т'+Ф) |
ОС = |
ОВсos (Р — ф) |
|
|
COS ф |
cos ф |
|
|||||
|
|
sin (Р + |
Y) |
|
|
||
|
|
H = S |
cos (у + |
ф) cos (Р — ф) |
|
(1-2) |
|
|
|
sin (Р + у) |
cos2 ф |
|
|||
|
|
|
|
|
|||
Для резьбы с |
симметричным |
профилем р= у=а/2 |
|
||||
|
|
Я = — |
ctg а/2 (1 — tg2 а/2 tg2 ф). |
(1.3) |
|||
9
Глубина резьбы (высота профиля) h\ — расстояние в направ лении, перпендикулярном к оси резьбы, между двумя параллель ными прямыми, касательными к вершинам и впадинам профиля.
Рабочая высота профиля h — расстояние в направлении, пер пендикулярном к оси резьбы, между двумя параллельными прямы ми, касательными к вершинам профиля наружной и внутренней резьбы у свинченной резьбовой пары. ГОСТ 11708—66 определяет
Рис. 4. Определение высоты |
Рис. 5. Определение длины |
соприкосновения профиля у |
боковых сторон профиля. |
резьбы с закругленным про |
|
филем (BC = r — rsina/2= |
|
= г (1 — sin a/2). |
|
рабочую высоту профиля, как высоту соприкосновения сторон про филя, свинченной наружной и внутренней резьбы. Для закруглен ных резьб стандартных обсадных, бурильных и насосно-компрес сорных труб высота соприкосновения сторон профиля меньше ра бочей высоты на величину 2 г (1 — sin a/2) (рис. 4).
Боковые стороны профиля — прямолинейные участки профиля, принадлежащие винтовым поверхностям (рис. 5)
С В = 0/1 S'n (90° ~ Ф) |
— |
sin [90° — (Р — ф)] |
cos (Р — ф) |
где ОБ — короткая сторона профиля; OA = h\ — глубина
ОС = |
ОA sin (90° + |
ф) |
|
ht cos ф |
||
sin [90° — (у + ф)] |
cos (у + ф) |
|||||
|
|
|||||
где ОС — длинная сторона профиля. |
|
|
||||
Для резьбы с симметричным профилем |
|
|||||
ОВ = |
|
hi cos ф |
_________ fh__________ . |
|||
cos (a/2— ф ) |
cos a/2 (1 + |
tg a/2 tg Ф) ’ |
||||
|
||||||
о с = |
|
hi cos ф |
_________ hi__________ |
|||
cos (a/2 -f ф) |
cos a/2 (1 — tg a/2 tg ф) |
|||||
|
||||||
/т 4 ч
резьбы;
(1.5)
( 1.6)
(1.7)
10
ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ КОНИЧЕСКИХ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИИ
Условия эксплуатации в нефтяной промышленности конических резьбовых соединений требуют полной взаимозаменяемости, обес печивающей высокие прочностные характеристики, герметичность, хорошую свинчиваемость и др. Взаимозаменяемость в значитель ной степени зависит от точности изготовления резьбы.
С помощью резьбовых калибров обеспечивается выполнение приведенного среднего диаметра резьбы изделия, который для на ружной резьбы больше, а для внутренней резьбы меньше соб ственно среднего диаметра на величину суммарной диаметральной компенсации погрешностей шага, угла профиля и конусности резьбы. Если пренебречь погрешностями элементов резьбы калиб ра, то приведенный средний диаметр изделия равен среднему диа метру резьбы калибра, т. е. номинальному среднему диаметру.
Диаметральная компенсация погрешности шага
В результате возникновения погрешности шага резьбовые по верхности контактируют только по концам участка резьбы с наи большим отклонением'шага. На всей остальной длине резьбы обра зуется зазор по обеим сторонам профиля (рис. 6). Величину диа метральной компенсации определяют следующим образом:
ОС = -!$-; AD = AS,
где fs — диаметральная компенсация погрешности шага; AS — погрешность шага.
ЛВ = |
AS |
|
|
АВ |
ов |
|
COS Ф |
|
sin (Р + V) |
sin [90° — (у + |
ф)] |
||
|
|
|||||
|
0 £ = |
AS cos (у + |
ф) |
|
||
|
sin (Р ■ ■Y) cos ф |
|
||||
|
|
|
|
|
||
|
ов |
|
|
|
ОС |
|
|
sin (90° — ф) sin [90° — (Р — ф)] |
|
||||
|
q c _ |
AS cos (Y + ф) cos (P — ф) , |
|
|||
|
|
|
|
sin (P -f- y) cos2 ф |
|
|
|
fs = 2Д5 |
|
cos (y + Ф) cos (P - Ф) |
(1.8) |
||
|
|
|
|
sin (P -f- y) cos2 ф |
|
|
Для резьб с симметричным профилем при у= р= а/2, проведя соответствующие преобразования, получаем
fs = A Sctga/2(l — tg2a/2tg2<p). |
(1.9) |
Если у изделия одновременно с погрешностью шага имеется погрешность конусности, то она в зависимости от величины может
11
частично или полностью скомпенсировать влияние погрешности Шага на изменение собственно среднего диаметра. Величина по грешности шага Д5К, которая может быть полностью скомпенсиро-
fs/2
Рис. 6. Диаметральная компенсация погрешности шага.
вана отклонением конусности, зависит от стороны профиля, по ко торой произойдет контактирование резьбовых поверхностей.
При однозначных отклонениях конусности и шага контакт про исходит по боковой стороне, при легающей к углу наклона у, а при разнозначных — по боковой стороне, прилегающей к углу на клона р.
Рис. 7. Влияние отклонений конусности на диаметральную компенсацию погреш ности шага.
а — контакт по боковой стороне, |
прилегающей к |
углу |
наклона |
у; б — контакт по боковой |
стороне, |
прилегающей к |
углу |
наклона |
р. |
Величина AS„ для первого случая (рис. 7, а)
Aft
СВ = ASK; AD
2 ’
где Ak — наибольший диаметральный зазор от погрешности ко нусности.
|
|
Aft |
|
ASK= CD cos ф; |
CD |
2 |
|
sin у |
sin [90°— (y + cp)] |
||
|
|||
AS„ = Aft |
sin у cos ф |
||
~' cos (у + Ф) '
Величина ASKдля второго случая (рис. 7, б ).
|
АВ = |
Aft |
CD = |
AS„ |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Aft |
|
|
ASK— ВС cos ф; |
ВС |
|
2 |
|
|
sin Р |
sin [90° — (Р — ф)] |
|
||
|
|
|
|||
|
. |
Aft |
sin Р cos ф |
|
|
|
к |
2 |
cos(P — ф) |
|
|
В |
случае A S ^ A S K диаметральная |
компенсация |
погрешности |
||
шага |
равна нулю. При A S>A SK— диаметральную |
компенсацию |
|||
погрешности шага с учетом погрешности конусности fsK вычисляют следующим образом.
1. При однозначных отклонениях конусности и шага
fs = (AS - |
ASK) . 2 c°s(Y + 9 )cos(p — ф) . |
K |
sin (Р + у) cos2 ф |
fa = и - А к ^ - ^ 1 « В У - .
Ksin(P + Y)C0S9
Адля резьбы с симметричным профилем
fsK = |
fs — - - (1 + tg a/2 tg ф). |
K |
2 |
2. При разнозначных отклонениях конусности и шага
(1.10)
(M l)
fs = f s — Afc |
c°s(Y + |
cP)siH £-. |
(1. 12) |
K |
sin (P |
y) cos ф |
|
Для резьбы с симметричным профилем
fs u = fs |
Aft (1 — tga/21^). |
(1.13) |
13