Расчёт шиберно-штуцерной задвижки ЗМС1-65×350 устьевого оборудования фонтанной арматуры АФК1Э-65× 350К2 Комплекса оборудования для фонтанной эксплуатации скважины №1 нефтегазового полигона ПолтНТУ-Курсовая работа-Дипломная работа

Расчетная часть-Расчёт шиберно-штуцерной задвижки ЗМС1-65×350 устьевого оборудования фонтанной арматуры АФК1Э-65× 350К2 Комплекса оборудования для фонтанной эксплуатации скважины No1 нефтегазового полигона ПолтНТУ-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа-Текст пояснительной записки выполнен на Украинском языке вы можете легко его перевести на русский язык через Яндекс Переводчик ссылка на него https://translate.yandex.ru/?lang=uk-ru или с помощью любой другой программы для перевода
5. Расчет работоспособности
5.1 расчет резьбового соединения..................................................
5.2 расчет шибера шиберно-штуцерной задвижки..............................

5. Розрахунок працездатності
5.1 Розрахунок різьбового з’єднання.

Будь-яка машина складається з багатьох деталей та окремих скла¬дальних одиниць. Ці деталі та складальні одиниці пов'язані між со¬бою тим чи іншим способом. Зв'язки елементів механізму поділяють на рухомі (шарніри, підшипники) та нерухомі (різьбові, зварні).
Використання рухомих зв'язків елементів обумовлене кінемати¬кою машини. Нерухомі зв'язки застосовують для забезпечення мож¬ливості розбирання машини на деталі та складальні одиниці. Потре¬ба розбирання спричинена спрощенням виготовлення, складання, ре¬монту та транспортування.
Нерухомі зв'язки деталей у машинобудуванні називають з’єднаннями. Всі види з'єднань поділяють на роз'ємні та нероз'ємні.
Роз'ємні з'єднання (різьбові, шпонкові, зубчасті (шліцеві), кле¬мові та ін.) допускають розбирання з'єднаних деталей без пошко¬джень елементів з'єднання
Нероз'ємні з'єднання (зварні, паяні, клепані та ін.) не дають змоги виконувати розкладання з'єднаних деталей без пошкодження еле¬ментів з'єднання Використання нероз'ємних з'єднань обумовлене в основному технологічними та економічними вимогами.
З'єднання деталей машин є дуже важливими елементами конструк¬цій, бо багато аварій або порушень нормальних режимів роботи механізму обумовлені незадовільною міцністю та надійністю з'єднань [7].
Різьбовими називають такі з'єднання, які виконуються за допо¬могою деталей, що мають різьбу.
Широке використання різьбових з'єднань у машинобудуванні обумовлене їхньою простотою, високою несучою здатністю, надійністю, а також зручністю з'єднання та роз'єднання деталей. За¬стосуванню різьбових з'єднань сприяють також наявність значної но¬менклатури спеціальних різьбових деталей, пристосованих до різних конструктивних варіантів з'єднань, їхня широка стандартизація та мала вартість в умовах масового виготовлення.
Обмеження у використанні різьбових з'єднань пов'язані з наяв¬ністю значної кількості концентраторів напружень на поверхнях різьбових деталей, що зменшує їх втомну міцність при дії змінних напружень.
Нерівномірний розподіл навантаження на витки різьби гайки затрудняє їх розрахунок на міцність. Тому на практиці застосовують умовні розрахунки. Умовність розрахунків компенсується порівнян¬ням розрахункових напружень, добутих за умови рівномірного роз¬поділу навантаження на витках, із допустимими напруженнями, що встановлені дослідним шляхом.
Вихідні дані:
F = 400 Н; d = 26 мм; h = 82 мм; d1 = 18 мм; d2 = 22 мм; H1 = 3,5 мм; a = 3,5 мм; b = 3,5 мм; z = 24.
Для даного розрахунку, з’єднання гайки і шпинделя, передбачено клас міцності 4.6, тобто шпиндель і гайка виготовлені зі сталі 20 ( , ), при коефіцієнті запасу міцності s = 3.
Витки різьби розраховують за умовами обмеження напружень зминання на поверхнях їхнього контакту та напружень зрізу витків на гвинті або на гайці (рис. 5.1). Умова міцності витків різьби за напруженнями зминання.
; (5.1)

де – умовна площа зминання витків; Н1 — робоча висота витків; z — кількість витків у гайці висотою h.
Умова міцності витків за напруженнями зрізу:
для гвинта
; (5.2)
для гайки
; (5.3)
Оскільки (для трикутної різьби), , умови (5.2) і (5.3) запишемо в такому вигляді :
для гвинта
; (5.4)

для гайки
; (5.5)


Рисунок 5.1 – Різьбове з’єднання.
Отже провівши даний розрахунок на зріз різьби можна стверджувати, що дане різьбове з’єднання має достатній запас міцності.

5.2 Розрахунок шибера шиберно-штуцерної засувки

Рис. 4.1. Т-подібний паз шибера засувки.
 Шибер засувки переміщується по вертикальній осі за допомогою шпинделя. Шпиндель з шибером з’єднуються за допомогою Т-подібного паза. Визначаємо напруження від ексцентричного розтягування в перетині А-А:
; (5.6)
де k=0,5 – коефіцієнт, який залежить від обробки робочих поверхонь Т-подібного паза
Засувка має наступні розміри в мм: L=154 мм, l=50 мм, В=66 мм,
(5.7)
Плече зусилля визначаємо за формулою:
(5.8)
 Момент опору перетину:
; (5.9)
; (5.10)
 Визначаємо напруження зминання в Т-подібному з’єднанні:
; (5.11)
; (5.12)
 Напруга зрізу в Т-подібному з’єднанні визначають за формулою:
; (5.13)
 Напругу згинання – за формулою:
; (5.14)
 Плече діючого зусилля:
; (5.15)
 Момент опору:
; (5.16)
;
 Шибер виготовляють із сталі , , що значно перевищує визначені нами напруження.
 Таким чином, визначені навантаження в Т-подібному з’єднанні нижче допустимих напружень для сталі, з якої виготовлений шибер.
 Якщо товщина пластини перевищує найменшого її розміру, то розрахунок пластини ведеться за теорією товстих пластин.
 Товщина шибера h=1,2 см.
За розрахунковий розмір шибера приймають діаметр прохідного отвору засувки, тобто d=5,6 см, рахуємо, що шибер (пластина) по цьому діаметру затиснений і сприймає розподілене навантаження, рівне робочому тиску .
Розрахунок ведеться за формулою:
; (5.17)
де f – стріла прогину за формулою теорії тонких пластин;
h – товщина пластини;
а=3,9 радіус кривизни пластинки в см.
(5.18)

(5.19)
Напруження в центрі пласти визначається за формулою:
(5.20)
Напруження біля контура пластини:
(5.21)
(5.22)
Таким чином перевірка шибера на міцність показує, що він має достатній запас, а отримана стріла прогину показує, що практично відсутні деформації шибера від дії робочого тиску. Практика виготовлення засувки на робочий тиск 120 підтверджує дані, отримані розрахунком [8, 9].