Анализ напряженно-деформированного состояния червячного редуктора насоса НЦ-320

Введение 4
Глава 1. Общие сведения 5
1.1. Общие сведения и устройство насоса НЦ-320. 5
1.2. Общие сведения о редукторах 7
1.3. Общие сведения о червячных передачах 17
1.3.1 Классификация червячных передач 18
1.3.2 Материалы червячной передачи 25
1.3.3 Определение допускаемых напряжений 29
1.3.4 Конструктивные элементы червячной передачи 31
1.3.5 Достоинства и недостатки червячных передач 32
1.3.6 Силы, действующие в червячном зацеплении 34
1.3.7 Основные критерии работоспособности червячных передач и расчет их на прочность 35
1.3.8 КПД червячной передачи 39
Глава 2. Расчет насоса НЦ-320 42
2.1. Расчет кинематических характеристик кривошипно-крейцкопфного механизма. 42
2.2. Расчет динамики кривошипно-крейцкопфного механизма (ККМ) 46
Выводы по главе 2. 52
Глава 3. Расчет напряженно-деформированного состояния червячного колеса. 53
3.1. Общие сведения о системе APM FEM 53
3.2. Метод конечных элементов 53
3.3. Расчет напряженно-деформированного состояния червячного колеса 55
Выводы по 3 главе 61
Заключение 62
Список используемой литературы 63
Апробация работы 64

Весь текст будет доступен после покупки

Насос цементировочный двухпоршневой двухстороннего типа дей-ствия НЦ-320, в основном используется в процессе нагнетание различных жидких сред при проведении цементирования скважин и промывочно - продавочных работ в процессе бурения и ремонта нефтяных и газовых скважин. Насос на сегодняшний день довольно широко используется в нефтегазодобывающей промышленности и выпускается длительное время.
Сам по себе насос очень надежный и долговечный, но в процессе эксплуатации даже при своевременном обслуживании и текущем ремонте в соответствии с рекомендациями производителя, как и у любого оборудо-вания случаются поломки определённых узлов.
Учитывая случаи из практики, было определенно, что наиболее ча-сто из строя выходит червячный редуктор насоса. У данного агрегата пе-редача крутящего момента с трансмиссионного вала на зубчатое колесо происходит посредством червячной передачи. Именно приводная часть подвергается сильным нагрузкам и является наиболее уязвимой частью редуктора.
Целью данной работы является исследование напряженно-деформированного состояния червячного редуктора насоса НЦ-320. Для этого необходимо решить следующие задачи:

Весь текст будет доступен после покупки

Общие сведения и устройство насоса НЦ-320.
Насос цементировочный НЦ-320 (рисунок 1) специально разработан для использования в составе бурового оборудования на нефтяных и газовых скважинах. Как понятно из названия, основная задача такого насоса — участвовать в процессе цементирования ствола скважины. Насос нагнетает в скважину промывочную жидкость, упрощая проводимые в ней работы.
Также такие агрегаты могут применяться и в процессе разведочного бурения для подачи в скважину воды, либо при работах по увеличению отдачи. В последнем случае в пласт скважин, у которых упала отдача, нагнетается специальная жидкость. За счет этого давление в пласте увеличивается, и отдача восстанавливается до нужного уровня.
Перекачивание жидкостей — процесс одновременно и простой, и сложный. Прост он тем, что сам принцип работы изобретен очень давно и на сегодня очень хорошо отработан. А сложен тем, что поскольку речь идет о высоком давлении, огромную роль начинает играть точность расчетов и качество исполнения.
Поскольку насос имеет 2 рабочих цилиндра, и работают они со сдвигом фазы, получается добиться равномерной подачи жидкости. Это также снимает одну очень важную проблему: риск гидроудара. Если жидкость идет толчками, то создается огромная нагрузка на все узлы и элементы, может произойти их разрушение.
Устройство:
Конструкция насоса довольно простая, ее можно условно разделить на три крупных узла:
- Гидравлическая часть. Это система цилиндров и подводящих-отводящих трубопроводов и фитингов.
- Приводная часть. Он подключается к двигателю и передает движение на поршни. Состоит из механических передач, шестерней, приводных ремней.
- Станина. Тяжелая основа, на которую монтируются все элементы, и которая выполняет роль стабилизатора, исключает возникновение вибраций между другими элементами.
Выпускается такой агрегат в нескольких компоновках, которые различаются расположением муфт и шкивов. Это очень удобно, потому что вы сами можете определить, какое исполнение позволит проще подключить новый насос к существующей системе, или встроить его в планируемую установку.



Рисунок 1 – Насос (НЦ-320):
1 – крышка станины; 2 – уплотнения штока; 3 – манжета; 4 – клапанная коробка; 5 – клапан; 6 – поршень; 7 – тройник; 8 – нажимная коронка; 9 – приемный коллектор; 10 – втулка цилиндровая; 11 – шток поршня; 12 – станина насоса; 13 – насос для смазки приводной части; 14 – упорный шарикоподшипник; 15 – дистанционная втулка; 16 – бронзовый венец; 17 – глобоидный червяк; 18 – роликоподшипник [8].







Общие сведения о редукторах
Насос НЦ-320 имеет одноступенчатый червячный редуктор с нижним расположением червяка (вариант исполнения I), межосевым расстоянием a_w=435 мм, передаточным числом u=22. Условное обозначение ЧЦ-435-22-I.
Редуктор – механизм, служащий для уменьшения частоты вращения и увеличения вращающего момента на валах. В корпусе редуктора расположены зубчатые и червячные колеса, неподвижно закрепленные на валах. Валы опираются на подшипники, размещенные в гнездах корпуса. В основном используются подшипники качения.
Все редукторы классифицируются по типам, типоразмерам и исполнению. Тип редуктора определяется составом передач, порядком их размещения в направлении от быстроходного вала к тихоходному и положением осей зубчатых колес в пространстве. Для обозначения передач используют большие буквы русского алфавита: Ц – цилиндрическая, К – коническая, Ч – червячная П – планетарная и т. д. Если одинаковых передач две или более, то после буквы ставится соответствующая цифра. Наиболее распространены редукторы с горизонтальными валами.
Обозначение типоразмера складываются из его типа и главного параметра его тихоходной ступени. Для передач цилиндрических и червячных редукторов главным параметром является межосевое расстояние.
Под исполнением понимают передаточное отношение, вариант сборки и формы концов валов. Например: типоразмер редуктора коническо-цилиндрического с межосевым расстоянием 200 и общим передаточным отношением u=14 будут обозначаться КЦ-200-III, где III – исполнение по передаточному числу.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Ильский А.Л., Миронов Ю.В., Чернобыльский А.Г. Расчет и конструирование бурового оборудования. Учеб. пособие для вузов. – М.: Недра, 1985. – 452 с.
2. Дунаев, П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин: учеб-ное пособие / П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов. – 9-е изд., перераб. и доп. – М.: Изда-тельский центр «Академия», 2006. – 496 с.
3. Самосенко С.Н., Смелый В.В., Кундель В.Н. Детали машин и основы конструирования. Часть 2. Учеб. пособие по курс. проектированию
4. Л.Г. Чичеров, Г.В. Молчанов. Расчет и конструирование нефтепромыслового оборудования.
5. Анурьев, В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3 т. / В.И. Анурьев; под ред. И.Н. Жестковой. – 9-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 2006.
6. Чернавский, С.А. Проектирование механических передач / С.А. Чернавский, Г.А. Снесерев, Б.С. Козинцов, К.Н. Боков, Г.М. Ицкович, Д.В. Чернилевский. М.: Машиностроение, 1975. – 560 с.

Весь текст будет доступен после покупки