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: 75
Скачиваний: 6
|
р/ = 0,11 |
I и п |
|
з а м к а |
М к р , к г с м |
|
|
|
m in |
ЗН-80 |
236/285 |
ЗН-95 |
399/481 |
ЗН-108 |
537/648 |
3H-113 |
662/799 |
ЗН-140 |
986/1190 |
ЗН-172 |
1881/2270 |
ЗН-197 |
2503/30211 |
ЗШ-108 |
374/451 |
ЗШ-118 |
400/483 |
ЗШ-146 |
761/918 |
ЗШ-178 |
. 1297/1565 |
ЗШ-203 |
1808/2182 |
ЗУ-120 |
599/723 |
ЗУ-155 |
780/941 |
ЗУ-185 |
’ 1258/1518 |
ЗУ-212 |
1485/1792 |
ЗШК-Ю8 |
337/407 |
ЗШК-П8 |
361/436 |
ЗШК-133 |
526/635 |
ЗУК-120 |
406/490 |
ЗУК-146 |
660/797 |
ЗУК-155 |
451/544 |
Н-' = 0,12 |
|
р.' = 0,13 |
||
" к р . к г с - М |
|
М к р - к г с - м |
||
ш а х |
m in |
’ |
m a x |
m in |
690/833 |
255/308 |
|
743/897 |
275/332 |
1397/1686 |
434/524 |
|
1496/1806 |
465/561 |
2198/2653 |
586/707 |
|
2361/2850 |
629/759 |
2218/2677 |
687/829 |
|
2381/2874 |
737/890 |
4947/5971 |
1070/1291 |
5336/6440 |
1154/1393 |
|
8635/10422 |
2037/2459 |
9349/11218 |
2204/2660 |
|
10159/12262 |
2720/3283 |
10970/13240 |
2937/3545 |
|
1755/2118 |
404/488 |
|
1898/2290 |
437/527 |
2285/2758 |
434/524 |
|
2463/2973 |
46S/565 |
3732/4504 |
826/997 |
|
4024/4857 |
891/1075 |
6863/8284 |
1407/1698 |
7403/7935 |
1518/1832 |
|
8896/10737 |
1960/2365 |
9587/11571 |
2112/2549 |
|
2007/2422 |
608/734 |
|
2157/2603 |
653/788 |
4295/5184 |
846/1021 |
4629/5587 |
912/1100 |
|
7750/9354 |
1363/1645 |
8887/10123 |
1475/1780 |
|
9496/11462 |
1615/1949 |
10259/12383 |
1745/2106 |
|
1429/1725 |
336/442 |
|
1535/1853 |
393/474 |
2273/2743 |
401/484 |
|
2443/2949 |
433/523 |
2803/3383 |
560/676 |
|
3013/3637 |
602/727 |
2066/2494 |
442/533 |
|
2214/2672 |
474/572 |
3897/4704 |
714/862 |
|
4185/5051 |
772/932 |
4573/5520 |
487/588 |
|
4944/5967 |
524/632 |
Продолжение табл.
|Х' = 0,14
AV |
к г с м |
m a x |
m in |
788/951 291/351 1607/1940 500/603 2381/2874 635/766 2564/3095 794/958 5725/6910 1238/1494 13523/16370 3199/3861
11781/14220 3154/3807 2026/2445 466/562 2640/3186 501/605 4319/5213 956/1154 7960/9608 1629/1966
10321/12457 2274/2745 2307/2785 699/844
4965/5993 978/1180 8986/10846 1580/1907
1556/12741 1795/2166 1642/1982 422/509
2632/3177 465/561 3245/3917 648/782 2380/2873 510/615 4499/5430 825/996 5287/6381 560/676
П р и м е ч а н и е . В числителе указаны значения крутящих моментов свинчивания для замков с пределом текучести 58 кгс/мм*, в знаменате ле— с пределом текучести 70 кгс/мм*.
Тип |
Диа |
метр |
|
УБТ |
УБТ, |
|
мм |
УБТС1 |
89 |
УБТС1 |
108 |
УБТС1 |
120 |
УБТС1 |
133 |
УБТС1 |
146 |
УБТС1 |
178 |
УБТС1 |
203 |
УБТС1 |
229 |
УБТС1 |
254 |
УБТС1 |
273 |
УБТС1 |
299 |
УБТ |
146 |
УБТ |
178 |
УБТ |
203 |
|
=0,085 |
|
р '= 0 ,0 9 |
|
Мкр. кгс-м |
|
Л<кр. кгсм |
min |
max |
|
|
181/175 |
980/850 |
189/183 |
1022/888 |
309/300 |
1466/1270 |
325/316 |
1542/1335 |
357/347 |
2055/1780 |
373/363 |
2145/1860 |
533/518 |
3150/2730 |
566/550 |
3345/2900 |
685/668 |
4380/3800 |
724/706 |
4630/4020 |
1125/1100 |
7775/6740 |
1185/1160 |
8200/7100 |
2320/2250 |
11800/10200 |
2450/2370 |
12430/10800 |
2860/2800 |
16250/14080 |
3010/2950 |
17130/14850 |
3545/3450 |
19220/16650 |
3750/3660 |
20300/17600 |
4750/4570 |
19340/16750 |
5020/4830 |
20450/17700 |
6680/6350 |
19450/16820 |
7060/6700 |
20550/17800 |
342 |
2080 |
361 |
2200 |
583 |
4175 |
614 |
4404 |
642 |
5886 |
677 |
6198 |
|
Таблица 6 |
|
|i'=0,10 |
|
кгсм |
min |
|
207/201 |
1122/973 |
357/345 |
1690/1465 |
410/400 |
2350/2040 |
621/602 |
3670/3180 |
802/782 |
5130/4450 |
1310/1280 |
9050/7850 |
2700/2620 |
13720/11900 |
3320/3240 |
18870/16350 |
4140/4040 |
22450/19450 |
5530/5320 |
22550/19550 |
7780/7400 |
22700/19700 |
396 |
2418 |
681 |
4388 |
746 |
6833 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение табл. 6 |
|
Тип |
метр |
|
|
0.11 |
v-'=0,12 |
!*■'=0, 13 |
и-'= 0, 14 |
|||
|
"кр* кгсм |
МКР'КГСМ |
мкр. КГСМ |
мкр. кгс и |
||||||
|
Диа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
УБТ |
УБТ, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ММ |
|
min |
max |
min |
max |
min |
max |
min |
max |
|
|
|
||||||||
УБТС1 |
89 |
226/201 |
1225/1060 |
242/235 |
1310/1135 |
261/253 |
1410/1220 |
280/272 |
1512/1310 |
|
УБТС1 |
108 |
389/346 |
1840/1595 |
420/407 |
2000/1735 |
452/438 |
2145/1860 |
483/468 |
2285/1980 |
|
УБТС1 |
120 |
450/438 |
2585/2240 |
487/473 |
2790/2420 |
. 522/508 |
3000/2600 |
563/548 |
3230/2800 |
|
УБТС1 |
133 |
676/656 |
4000/3470 |
731/710 |
4320/3740 |
792/768 |
4680/4060 |
846/820 |
5000/4330 |
|
УБТС1 |
146 |
874/852 |
5600/4850 |
945/922 |
6050/5240 |
1022/1000 |
4550/5680 |
1080/1052 |
6920/6000 |
|
УБТС1 |
178 |
1440/1410 |
9950/8620 |
1552/1518 |
10720/9583 |
1675/1640 |
11560/10000 |
1800/1760 |
12400/10740 |
|
УБТС1 |
203 |
2960/2870 |
15050/13050 |
3210/3110 |
16320/14150 |
3450/3350 |
17570/15220 |
3720/3610 |
18900/16360 |
|
УБТС1 |
229 |
3650/3570 |
20700/17950 |
3950/3860 |
22450/19450 |
4260/4170 |
24200/21000 |
4580/4480 |
26000/22500 |
|
УБТС1 |
254 |
4525/4425 |
24500/21250 |
4920/4800 |
26700/23100 |
5320/5200 |
28850/25000 |
5710/5570 |
31000/26900 |
|
УБТС1 |
273 |
6060/5830 |
24650/21400 |
6600/6350 |
26900/23300 |
7120/6850 |
28950/25100 |
7630/7350 |
31100/27000 |
|
УБТС1 |
299 |
8550/8120 |
24900/21600 |
9260/8800 |
26950/23350 |
10050/9975 |
29200/25300 |
10750/10200 |
31300/27100 |
|
УБТ |
146 |
435 |
2652 |
471 |
2870 |
410 |
3104 |
544 |
3328 |
|
УБТ |
178 |
745 |
5330 |
808 |
5788 |
871 |
6240 |
933 |
6687 |
|
УБТ |
203 |
814 |
7452 |
889 |
8138 |
957 |
8762 |
1030 |
9422 |
|
П р и м е ч а н и е . |
В числителе приведены крутящие мо менты свинчивания |
УБТС1 « ат= 7 5 |
кгс/мм*. в |
знаменателе — с |
зт= 6 5 кгс/мм*. |
|||||
Предел текучести для |
соединений УБТ=146, 17* |
и 203 принят ат= 4 0 кгс/мм*. |
|
|
|
|||||
172 мм, диаметр проходного отверстия 130 мм, сталь марки 40ХНМА с пределом текучести 75 кгс/мм2).
На рис. 12,6 представлена диаграмма усталостной прочности конических соединений с резьбой МК 156X 5,5X 1 : 32 и 3-62. По оси ординат отложены предельные напряжения изгиба, отнесен-
ные к опасному сечению ниппеля |
аа= |
, а по оси абсцисс—- |
||
|
|
и |
и |
gm |
напряжение затяжки, т. е. am=crTfe, где k = |
|
|||
Треугольники с гипотенузами АВ и А 'В |
(рис. 12,6) представ |
|||
ляют |
упрощенную |
диаграмму |
усталостной прочности (см. |
|
рис. |
12, а ) . |
|
|
|
Кривые 3 и 4 (см. |
рис. 12, б) построены по точкам, полученным |
|||
во время испытаний резьбовых соединений на усталость при свин чивании с крутящими моментами различной величины и напряже нием затяжки от 0 до (0,4-^-0,5) от.
Из рис. 12, б видно, какое благоприятное влияние оказывает на повышение усталостной прочности муфтовая часть резьбового
соединения, |
свинченная |
с ниппелем |
с оптимальным |
крутящим |
|||
моментом. |
Сравнение |
максимальных |
пределов выносливости двух |
||||
резьбовых соединений 3-62 и М К156 |
показывает, что предел вы |
||||||
носливости |
первого |
соединения повысился в 2,5, а |
второго — |
||||
в 1,3 |
раза |
по сравнению с соединениями, свинченными от |
руки. |
||||
На |
усталостную |
прочность влияет |
отношение моментов |
сопро |
|||
тивления опасных сечений муфтовой и ниппельной частей соеди нения (сечение ниппеля на расстоянии 24 мм от упорного уступа и сечение муфты на расстоянии примерно 10 мм от меньшего тор ца ниппеля). В соединении с резьбой 3-62 отношение WM/WH= 3, а в соединении с резьбой МК-156 это отношение равно 1,3. По дан ным [46] наиболее оптимальным считается отношение WM/WH= = 2,25-i-2,75, т. е. в среднем 2,5. При этих отношениях расчетные напряжения изгиба в опасных сечениях муфты и ниппеля урав ниваются.
Рассмотрим соединение с резьбой 3-147 с наружным диаметром
178 |
мм и внутренним — 80 мм. Напряжения |
изгиба ои. м |
и сги. н |
(см. |
рис. 13) при отношении WM/Wn— \,82 соответственно |
равны |
|
0,00177 Миз и 0,00145 Миз. Напряжение изгиба |
в муфте превышает |
||
напряжение изгиба в ниппеле на 25% . Такое резьбовое соедине ние считается плохо сбалансированным, так как в процессе эк сплуатации усталостное разрушение происходит по резьбе муфты. Исследованиями на знакопеременный изгиб установлено, что соеди нение разрушается по опасному сечению муфты. Для повышения усталостной прочности резьбового соединения с DH=178 мм и d — = 80 мм необходимо заменить резьбу 3-147 на 3-140. Тогда напря
жения изгиба в |
ниппеле и |
муфте будут равны ои. н и сги. м = |
= 0,00135 Мпз, a |
WM/W U= 2,7 |
(см. табл. 7). |
38
Тип резьбы
3-147
3-140
|
Наружный диаметр £>н, мм |
Внутренний диаметр d, мм |
Момент сопротивле ния ниппеля WH, см* |
178 |
80 |
220 |
178 |
80 |
173 |
|
Моментсопротивле муфтыния WH, см* |
|
|
Т а б л и ц а 7 |
|
|
|
Напряжениеизгиба ниппеляо |
Напряжениеизгиба муфтыаи.„ |
|
|
|
|
н-ии„ |
|
|
S |
s |
|
|
|
£ |
£ |
|
|
405 |
1,82 |
0,00145 Миз |
0,00177 Мнз |
|
467 |
2,7 |
0,00135 Л4ИЗ |
0,00135 М„з |
|
Но даже в тех случаях, когда в резьбовом соединении отношение моментов сопротивления в опасных сечениях муфты и ниппеля не является наивыгоднейшим, т. е. не равно 2,5, то для повышения усталостной прочности соединения необходимо свинчивать его с оптимальным Мкр.
По результатам исследований верхний предел напряжений предварительной затяжки замковых резьбовых соединений, изго товленных из легированных сталей, выбирают из условия (с уче том уменьшения MKV приблизительно на 15% после первого свин чивания)
|
|
азат = (0,45 ч- 0,50) сгт. |
|
(11.22) |
|
Для соединений из стали марки 45 |
|
|
|||
|
|
озат = |
0,6crT. |
|
(11.23) |
|
|
|
|
Т а б л и ц а 8 |
|
|
AfpeK в кгс-м при коэффи |
|
AfpeK в кгс-м при коэффи |
||
|
циенте трения [а#=0,09ч-0, 11 |
|
циенте трения р/=0,09-*-0,11 |
||
|
и пределе текучести |
|
и пределе текучести |
||
Тип замков |
в кгс/мм2 |
Тип замков |
в кгс/мм2 |
||
|
|
|
|
||
|
58 |
70 |
|
58 |
70 |
ЗН-80 |
265—318 |
320—384 |
ЗШ-203 |
3390—4103 |
4091—4953 |
ЗН-95 |
536—642 |
647—775 |
ЗУ-120 |
771—988 |
930—1193 |
ЗН-108 |
844—1007 |
1019—1216 |
ЗУ-155 |
1642—1977 |
1982—2387 |
3H-113 |
855—1068 |
1032—1289 |
ЗУ-185 |
2958—3575 |
3570—4315 |
ЗН-140 |
1890—2279 |
2282—2751 |
ЗУ-212 |
3624—4366 |
4375—5270 |
ЗН-172 |
3301—3987 |
3985—4813 |
ЗШК-Ю8 |
554—666 |
668—800 |
ЗН-197 |
3918—4674 |
4729—5642 |
ЗШК-118 |
887—1022 |
1051—1234 |
ЗШ-108 |
678—813 |
818—981 |
ЗШК-133 |
1075—1317 |
1297—1590 |
ЗШ-118 |
869—1049 |
1049—1266 |
ЗУК-120 |
793—950 |
957—1147 |
ЗШ-146 |
1423—1718 |
1718—2074 |
ЗУК-146 |
1491—1780 |
1800—2166 |
ЗШ-178 |
2622—3162 |
3164—3816 |
ЗУК-155 |
1757—2115 |
2121—2553 |
39