Дәріс 9. Ұңғыманың штангалық сорабын құрастыру және есептеу

Ұ ң ғ ымалық екі тү рі болады – ендірілетін жіне ендірілмейтін. Бұ л тү рлердің ә рқ айсысы ө зара қ ұ рылысы бойынша ажырылатын екі тү рі бар (суретте 9.1).

Сораптарды тағ айындау келесідей:

НСВ1— ендірілетін сорап, бірсатылы, бірплунжерлі, жоғ арғ ы жағ ында қ ұ лпы бар, орта терең дікті ұ ң ғ ыма ү шін;

НСВ2 — жоғ арыда атап ө ткендей, қ ұ лпы тө менде орналасқ ан терең дікті ү лкен ұ ң ғ ыма ү шін;

НСВГ — ендірілетін, бірсатылы, екіплунжерлі, қ ұ лпы жоғ арғ ы жағ ында орналасқ ан, тұ тқ ырлығ ы жоғ ары ұ нғ ымалар ү шін;

НСВД — ендірілетін, екісатылы, екіплунжерлі жоғ арғ ы жағ ында қ ұ лпы бар газ кө лемі ү лкен ұ нғ ымалар ү шін;

НСН1 — ендірілмейтін, бірсатылы, бірплунжерлі, қ абылдаушы клапанды ұ стап қ алатын штогы бар, орта терең дікті ұ ң ғ ыма ү шін;

НСН2 — жоғ арыда атап ө ткендей, қ абылдаушы клапанды қ ағ ыпалатын, терең емес ұ ң ғ ыма ү шін;

Суретте 9.1. Штангалы сораптардың сұ лбасы: 1, 2 — сораптар штоктары НСНА — сондай ақ плунжер автошынжырымен;

(НСНА) диаметрі кә шә рейтә лген қ ұ бырларда қ олдану ү шін.

Ұ ң ғ ымағ а ендірілетін сорапты тү сіру кезінде (9.15суретте), қ ұ лыпты тіректі ө тіп, серіппені зә кірдің қ анаттарын жылжытады, олар конус тіректі сақ инағ а орнағ аннан кейін жылжиды да, ендірілетін қ ораптың қ ұ лпының тірек ниппелінің бір бө лігін қ амтиды (9.17 суретте) жә не ө здерінің айқ асқ ан конустарымен оның тқ менгі фаскасына тіреледі. Сонымен қ атар сорап цилиндірі сорапты қ ұ бырлардың бағ анында берік бекітіледі де, орнатылатын орынғ а саң ылаусыздандыруды қ амтамасыз етеді, ол материалдарды дұ рыс таң дау жә не сарап конусының коустық бетімен қ ұ лыптық тіректің тіректі сақ инасының тү йісу дә лдігімен іске асады.

Жұ мыс барысында НСВ1 жә не НСВ2 сораптарының штогы 1 (9.14 суретте) тө мен қ арай жылжығ анда сығ атын кү ш ә сер етеді (қ ара § 5), ал жоғ ары қ арай жылжығ анда х —созылу кү ші (қ ара § 3) ә сер етеді

(9.2)

НСВГ сорабының ерекшелігі тө мен қ арай жылжығ анда штокқ а созылу кү ші ә сер етеді

(9.3)

Ол жоғ ары қ арай жылжығ анда созылу кү ші ә сер етеді, (9.3) формуласы бойынша табылады, мұ ндағ ы f_н = π d_н²/4, яғ ни сорапты штангалар бү кіл цикл бойынша тартылыста болады, бұ л тартылыс тұ тқ ырлығ ы жоғ ары мұ найды шығ ару кезінде штанганың тө мен қ арай жылжуы болатын қ иындық тардан ө ту ү шін қ ажет.

НСВГ сорап плунжерінің тиімді диаметрін, сораптық қ ондырғ ының беріктігін есептеу мына формула бойынша жү ргізіледі,

(9.4)

НСНА сораптарын СКҚ ұ ң ғ ымаларына тү сіреді, олардың плунжер диаметріне қ арағ анда ішкі диаметрі кішірек болады. Бұ л жағ дайды пайдалану бағ анасының (шегенді) диаметрі кішірейтілген ұ ң ғ ыманы, плунжер диаметрі ү лкен емес, ө німділігі жоғ ары штангалы сораппен пайдалануғ а мү мкіндік береді. Осылайша, пайдалану бағ анасы 146-мм ұ ң ғ ымаларда НСНА-93 сорабын қ олдануғ а болады, бұ л сораптың диаметрі 89 мм, ішкі диаметрі 75 мм, СКҚ ғ а тү сіріледі, ол пайдалану бағ анасы 114-мм ұ ң ғ ымаларда НСНА-68 сорабын қ олдануғ а болады, бұ л сорап диаметрі 73 мм, ішкі диаметрі 62, 5 мм СКҚ ғ а тү сіреді.

Тү йін клапан конструкциясының ерекшіліктері (сурет 9.5, б) жұ мыс істеу процесінде Костыченко клапаны екі шарикті, ө здігінен ө ң деу ұ яшығ ы орындық тә різдес клапан типіне байланысты. Расында да, осы типті клапандардың герметикалығ ы ершіктердің қ ажалуы кезінде жақ сы сақ талады. Кіші жә не орташа терең діктегі, аздебитті, қ ұ мды ұ ң ғ ымалар пайдаланғ анда ө здерін жақ сы кө рсетті. Алайда 1000 м немесе одан да терең ұ ң ғ ымаларды пайдаланғ анда осындай констуркцияның клапандарының тү йіліп қ алуы болады. Сонымен қ атар, екі шарикті клапандардың ө ту тесігінің ершігінің диаметрі кішірейген жә не осы тесіктің каналының ұ зындығ ының ү лкеюі болады, сондық тан осы типті клапан тү йіндердің жалпы гидравликалық қ арсыласуы біршариктілерге қ арағ анда екі-тө рт есе кө п.

Сурет 9.5. Штангалық ұ ң ғ ылық сорапттар клапанының конструкциясы: а – қ осарланғ ан клапан, стандартты; б - қ осарланғ ан клапан Костыченко; в - плунжердің жоғ арғ ы бө лігінде орналасатын клапан; г - плунжердің тө менгі бө лігінде орналасатын клапан; 1 – жабық типтегі клапан корпусы, ершіктің ө ту тесігінің ұ лғ аюымен; 2 - шарик; 3 - жабық типтегі клапанның қ ойылмалы торы; 4 – клапан ершігі; 5 - жабық типтегі клапанның ө ткізкіш ұ шы; 6 - кө мекші шарик; 7 - жабық типтегі клапан корпусы, екі шарикпен; 8 – ашық типтегі клапан торы

Сораптың ағ ымды бө лігінің конфигурациясы: клапан корпусы, ершік, тіректер, торлар жә не т.б. гидравликалық эксперименталды жолымен ө ң делетінін ескеру қ ажет.

Штанга ұ ң ғ ыма сораптарының қ ұ растырулары ерекшелiк шектелген диаметрлiк габарит шарттарындағ ы берiктiктi қ амтамасыз етуi жә не олардың бө лшектерi жә не тү йiндердiң тығ ыз бекiтiлу қ ажеттiлiгi болып табылады.

Сондық тан сораптарда бө лшектің қ абырғ асының жұ қ асын, майда бұ рандалық қ осылыс қ олданады жә не бұ рау моментiн қ атаң реттейдi.

Сораптың тө лкелі цилиндр (сурет 9.15) тө лкелердiң ө стес орналастырылуын қ амтамасыз ететiн қ ұ растырушы оқ тауларғ а жинайды. Тө лкелер iшкi беттi азотталғ ан 38Х2МЮ маркалары болаттарынан, 45, 40, 50 Г маркалы болаттардан iшкi беттiң шынық тыруымен даярлайды жә не кө лемдi шынық тырумен СШ 28-48 шойынын қ олданады. Тө лкелер ө лшемдері ә р тү рлі болды, бiрақ олардың iшкi диаметрi ә рқ айсыларында +0, 03 мм дә лдiкпен жасалу керек. Цилиндрді бір тү рлі ө лшемдегі тө лкелерден қ ұ растырады.

Сорап астындағ ы қ ұ йрық тың жоқ болуы, бұ ранда ойық тары қ има бойынша жұ мыс iстейтiн циклге кернеулер қ ауiптi ә сер етеді (D диаметрі бойынша, 9.2 сурет),

(9.6)

(9.7)

(9.8)

(9.9)

(9.10)

(9.11)

Мұ ндағ ы Е_в, Е_к — тө лке мен қ аптама металлына ә сер ететін қ аттылық модулі; F_B — тө лкенің кө лденең қ имасының ауданы; F_K1, F_K2, F_K3 — бұ рандадағ ы жону мен қ аптама арасындағ ы дененің кө лденең қ имасының ауданы; β = 3 – қ осылудың ажырамау қ ор коэффициенті; l_в — тө лке теруінің ұ зындығ ы (9.15 сурет); l_К1 – қ аптаманың ө ң деліп бітпеген бө лігінің ұ зындығ ы, l_к1 = 1К—2l; а, b, l — бұ ранда ұ зындығ ы.

Соң ғ ы жылдар тө лкесіз цилиндрi бар штанга сораптары алды кө п қ олданыс тапты. Олардың артық шылығ ы сорапты қ ұ растыру жә не конструкция жең iлдігі болып табылады, алайда ұ зын цилиндрді жасау технологиясы, iшкi бетпен ү йкелiске шыдамдылығ ы жә не ү лкен дә лдiкпен саң ылауды орындау ө те кү рделi. Мұ ндай цилиндрларда қ аптардың қ абырғ аның ү лкен жуандығ ы ескерiледi, тө лке цилиндрдің сораптарының қ апағ ына қ арағ анда олардың бұ рандасының ү лкен берiктiгін қ амтамасыз етеді.

Тө лке цилиндрi бар ү рлегiштердегi, берiктiкке есептегенде цилиндрадің қ ауiптi қ имасы бұ рандалы бө лiгі болып табылады, тө лке жинауы жоқ болғ андық тан, бұ л бұ ранданы алдын ала созылусыз бұ рандалы болттардың ұ қ састығ ы бойынша есептеуге болады.