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: 65
Скачиваний: 6
Диаметральные компенсации погрешностей углов наклона профиля
Погрешность угла наклона профиля приводит к появлению клиновидного зазора по боковой стороне профиля. Контакт проис ходит лишь на ограниченном участке радиуса закругления вер шины профиля.
Рис. 8. Диаметральная компенсация погрешности углов наклона профиля.
а — при |
погрешности |
угла |
наклона |
(J; б —» |
при |
погрешности |
угла |
наклона |
у. |
Диаметральная компенсация |
погрешности |
угла |
наклона |
||||
(рис. 8, а) |
|
|
|
|
|
|
|
|
АВ = -?*-; |
CD = |
— |
, |
|
|
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
где /р— диаметральная компенсация |
угла |
наклона р; |
h — рабо |
||||
чая высота профиля. |
|
|
|
|
|
|
|
АВ — ВС cosy; |
ВС |
___________ ОС___________ . |
|||||
sin Др |
sin [180° — (V + |
р+ ДР)] |
’ |
||||
|
|||||||
|
ОС sin Др |
|
|
|
|||
|
ВС = |
|
ДР) |
’ |
|
|
|
|
sin (Y + Р + |
|
|
||||
14
|
о с |
_______ CD |
|
sin (90° |
sin [90° — (P — ф)] ’ |
ос = |
CD cos (p |
CD (cos cp sin ЛР cos v |
cos (P — ф) |
A B = |
|
|
cos(P — <p)sin(v + p +A P) |
При малой величине Ар можно принять sinAp^Ap, откуда
sin (у -Ь Р + АР)« sin (у + Р).
тогда
/в
h cos у cos <рДР
sin (p -f Y) cos (P — Y) ’
где Ар надо брать в радианах.
Для резьб с симметричным профилем
с _ |
Мсс/2кор |
Р |
sin а (1 -f tg о/2 tg ф) ’ |
(1.14)
(1.15)
где а/2„0р — половина угла профиля, |
примыкающего |
к короткой |
|
стороне. |
угла |
наклона у (см. |
рис. 8, б) |
Диаметральная компенсация |
|||
I |
CD = |
|
|
СК |
|
|
|
СК = В С cosP; |
ОС sin Ду |
0C = |
В С = |
||
|
sin (Р + у + д7) |
|
|
CD cos ф sin Ay cos p |
|
|
СК |
Ay) |
|
cos (у + ф) sin (P + V + |
|
CD cos ф
cos (у + ф)
Приняв sin Ay—Ay, получим sin(p+y+A y)^ :sin (p + y );
f _ |
/icos P cos фАу |
v |
(М б ) |
sin (P + y) cos (у + Ф) ’ |
где Ay в радианах.
Для резьб с симметричным профилем
fy = |
йАа/2дл_____ |
(1.17) |
|
sin а (1 — tg а/2 tg ф) |
|||
|
где а/2дл — половина угла профиля, примыкающего к длинной стороне.
Данные расчеты приведены для положительных отклонений уг лов наклона р и у. При отрицательных отклонениях углов накло на и тех же допущениях формулы компенсаций /в и /т идентичны с вышеприведенными.
Диаметральные компенсации погрешностей углов наклона не зависимы друг от друга и суммируются без учета знаков отклоне
ний углов |
наклона, |
т. е. берутся абсолютные значения |
|
f a = |
— |
— Г____E£!Y----- ,ДВ| |
COS Р |
|
sin(P + |
Y) I sin (Р — ф) |
( 1- 18) |
|
sin (у + ф) |
||
15
Для резьб с симметричным профилем
£ _ |
^ |
1Ак/2кор [____ ^ |
I Аос/2дл I |
(1.19) |
|
а |
sin а |
. 1 + tg а/2 tg ф |
1 — tg а/2 tg ф |
||
|
Следует учитывать, что для обычно применяемых резьб с сим метричным профилем а/2=30° и конусностью до 1 : 4 коэффициен ты 1— tg2 а/2 •tg ф; 1—tga/2tgcp и l+tga/2tg<j> близки к еди нице. Формулы (1.9), (1.11), (1.13), (1.19) для определения диа метральных компенсаций существенно упрощаются, если прене бречь этими коэффициентами
|
/ s~ ASctga/2; |
(1.20) |
|
/sk ~ I fs I — |
(1.21) |
f a ~ — |
(|Aa/2K0P|+ |Да/2дл[). |
(1.22) |
sin a
Величины диаметральных компенсаций и наибольшие значения отрицательного диаметрального натяга для стандартных замковых и трубных резьб (без учета отклонений натягов при калибровке резьбы и отклонений элементов резьбы калибров) приведены в табл. 1.
Т а б л и ц а 1
|
|
Допускаемые |
|
Допускае |
Диаметраль |
Наиболь |
|
|
Диаметраль |
ший диа |
|||
|
Шаг |
отклонения |
мые от |
ная компен |
метраль |
|
Тип резьбы |
по шагу на |
ная компен |
клонения |
сация погреш |
ный от |
|
резьбы |
всей длине |
сация погреш |
по поло |
ностей поло |
рицатель |
|
|
S |
резьбы AS, |
ности шага |
вине угла |
вин угла про |
ный натяг |
|
|
мм |
f s, мм |
профиля |
филя fa , мм |
^ о тах » |
|
|
|
Да/2, мин |
|||
|
|
|
|
|
|
мм |
Замковая резь |
6,35 |
±0,150 |
±0,260 |
±45 |
±0,100 |
0,72 |
ба по ГОСТ |
|
|
|
|
|
|
5286—58 |
5,08 |
±0,100 |
±0,173 |
±45 |
±0,079 |
0,50 |
|
||||||
Резьба обсад |
|
|
|
|
|
|
ных и буриль |
|
|
|
|
|
|
ных труб по |
3,175 |
±0,150 |
±0,260 |
±75 |
±0,087 |
0,69 |
ГОСТ 632-64 и |
||||||
ГОСТ 631-63 |
|
|
|
|
|
|
Резьба насос- |
3,175 |
|
|
|
±0,070 |
0,56 |
но-компрессор |
|
' ±0,120 |
±0,208 |
±60 |
|
|
ных труб по |
2,540 |
|
|
|
±0,054 |
0.52 |
ГОСТ 633-63 |
|
|
|
16
Погрешности конусности приводят к образованию постепенно возрастающих по длине резьбы зазоров в диаметральном направ лении и по обеим сторонам профиля, если при этом не происходит контактирование по одной из сторон профиля в результате по грешности шага резьбы.
Средний диаметральный зазор от погрешности конусности ра вен Д6/2 (в середине длины резьбы).
Зная погрешности шага, конусности и углов наклона профиля резьбы изделия и используя формулы для определения диаметраль ных компенсаций этих погрешностей, можно определить у свинчен ной резьбовой пары разность собственно средних диаметров. Пре небрегая погрешностями элементов резьбы калибра, собственно средний диаметр для наружной резьбы будет равен
|
dCp.i |
= dcP — (| fsKi |+ |
|/К11+ |
I /pi I + I /vi l)> |
(1-23) |
|||
где dcp — номинальный |
средний |
диаметр резьбы; |
fKi — дополни |
|||||
тельный диаметральный зазор от погрешности конусности, |
в се- |
|||||||
|
|
- |
„ |
Aki |
|
|
|
|
редине длины резьбы равный |
|
. |
|
|
|
|||
Анализируя сумму компенсаций |/ski |
+|/k i|, |
где fsKi=|fsi| — |
||||||
|/k i|, и учитывая, |
что fsK1= 0, |
если |
|/si|< |
/k i|, можно записать |
||||
|
|
|
|/ski | + |/к1 I = Iа 1 1> |
|
|
|||
где ai = fsi, |
если |
|/si|>|fKi|, |
|
|
|
|
|
|
или a i = f Ki, если |/s i |<|/k i|. |
|
|
|
|
|
|||
Таким образом |
|
|
|
|
|
|
||
|
dcp.i = |
dcP — |
( | О-i | + | /pi I + | / 711)• |
|
(^-24) |
|||
Аналогично для внутренней резьбы собственно средний диаметр |
||||||||
будет равен |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dcp.2 = |
dcр + |
( |% |+ |/рг I + |Д>21), |
|
(1-25) |
|||
где a2= f s2, |
если |
|fS21> |
|fк21, |
или a2 = fK2, |
если |/В2|<|/к2|. |
пары, |
||
Разность |
собственно |
средних |
диаметров для резьбовой |
|||||
свинченной с номинальным натягом, соответствующим расчетному натягу по калибрам, равна
Ad = |
dcр.2 — dcp.i |
= I I + I а21 + |
I /pi I + I /р21+ I fyi I + I Л>2 !• |
(1.26) |
Эта |
разность |
характеризует |
величину диаметральных |
зазоров |
в свинченном соединении, возникающих в результате погрешностей элементов резьбы, причем по рабочим поверхностям резьбы зазо ры могут быть по всей длине. Это широко известное явление, на
блюдаемое у конических резьб, называется отрицательным натя гом.
Отрицательный натяг, т. е. возможность свободного довинчива ния резьбовой пары после положения, соответствующему расчет ному натягу по калибрам, зависит от сочетания отклонений эле ментов у наружной и внутренней резьбы.
При свинчивании резьбовой пары с разнозначными отклоне ниями никакого изменения натяга по сравнению с расчетным не будет, так как разность отклонений наружной и внутренней резь бы равна сумме абсолютных значений этих отклонений, скомпен сированных при калибровке.
В процессе свинчивания резьбовой пары с однозначными откло нениями уменьшается натяг (по сравнению с расчетным), так как
.в этом случае требуемая компенсация отклонений, имеющихся в резьбовой паре, равная разности отклонений наружной и внутрен ней резьбы, меньше компенсации, полученной при калибровке и равной сумме абсолютных значений этих отклонений.
Уменьшение диаметрального натяга можно записать в следую
щем виде: |
|
|
|
F Н / 1 Ж |
Ы |
- 1/1 - Ы . |
(I-27) |
тде /1 и /г — диаметральные компенсации отклонений |
какого-либо |
||
элемента соответственно наружной и внутренней резьбы. |
|||
Сумма первых двух членов |
|/1 J |
|f21 приведенного выражения |
|
показывает, на какую величину скомпенсированы по диаметру из делия с наружной и внутренней резьбой при их калибровке.
Третий член |/i—/г| указывает, на какую величину нужно
•скомпенсировать по диаметру данное резьбовое соединение, чтобы имеющиеся погрешности резьбы не помешали свинчиванию до расчетного натяга.
При однозначных отклонениях уменьшение натяга численно равно удвоенной наименьшей компенсации, при разнозначных от клонениях— равно нулю.
Очевидно, что |/i| + |/г| ^ |/i—Ы и поэтому в результате свин чивания не наблюдается увеличение натяга по сравнению с рас четным по калибрам.
В общем виде уменьшение диаметрального натяга при свин
чивании может быть выражено |
|
|
|
|
|
Ad0 = |
|а, |+ |аг |- |
|Ъ|+ Fp + Fy, |
(1.28) |
||
где b = \ fsi—fs»\, если |
|/si—Ы > | / К1—/кг| |
или b = \ fKi—fK2\, |
если |
||
I /si fs2 |< 1/к1 — /кЗ I; |
|
||||
F$ = |
|/pi |+ |
|/p21 — |/pi — /p21; |
|
||
F y = |
I fyl I 4" |
I fy2 I |
| fyl |
/у2 Г |
|
18