- Кутова швидкість обертання столу ротора, рад/с;
(2)
Де n - частота обертання столу ротора, об/хв.
рад/с
Підставляємо значення у формулу 1.
кН * м
Потім знаходимо окружне зусилля Р, чинне в зубчастому зачепленні
(3)
Де d - діаметр конічного колеса, м d=0.975 м.
кН
Після цього визначаємо складові сили від окружного зусилля Р: осьове шестерні N1, рівне радиальному зусиллю на колесі Q2
(4)
І радіальне шестерні Q1, рівне осьовому зусиллю на колесі N2
(5)
Де? 1 - кут початкового конуса шестерні, градуси
?- Кут нахилу зубів конічної пари; ? =10 - 300
?- Кут зачеплення; ? =200
(6)
Де up - передавальне відношення ротора
Тоді? =28.80
Отримані дані підставимо у формули 4,5.
кН
кН
Для наполегливо-радіальних підшипників, застосовуваних у роторах, розрахункова еквівалентна навантаження
kтkбkеkк (7)
Де: Fp і Fa - постійні за величиною і напрямком радіальна і осьова навантаження;
x і y - коефіцієнти радіальної і осьової динамічних навантажень;
kт - температурний коефіцієнт, при температурі менше 100 0С kт=1;
kб - коефіцієнт безпеки для роторів kб=1,8 - 2,5;
kе - коефіцієнт еквівалентності, kе=0,6 - 0,8;
kК - кінематичний коефіцієнт, при обертанні внутрішнього кільця підшипника приймається kК=1.
Радіальне навантаження Fр для розрахунку довговічності підшипника головної опори стола ротора приймається рівною окружному зусиллю Р, так як їх площині дії майже збігаються Fр=Р.
Осьова навантаження, діюча на опору столу ротора,
Fa=G + Nт + N2 (8)
Де: G - вага стола ротора в зборі, G=20 кН;
N2 - осьове зусилля створюване в зубчастому зачепленні;
Nт - осьове зусилля від тертя провідної труби про вкладиші ротора при русі бурильної колони в низ.
Nт=Мрfс/R (9)
Де: fс - коефіцієнт тертя провідної труби про затискачі ротора, fc=0,2 - 0,3;
R - радіус програми навантаження між ведучою трубою і зажимами ротора, R=0.1 м.
Знаходимо осьове зусилля від тертя провідної труби про вкладиші ротора при русі бурильної колони в низ.
кН
Знаходимо осьову навантаження за формулою 8.
Fa=20 + 35,35 + 42=97,35 кН
З відносини Fa/Fp=97.35/29=3.3 вибираємо у=0,57, х=0,35;
Знаходимо еквівалентну навантаження.
Рп=(0,35 * 29 + 0,57 * 97,35) * 1 * 2 * 0,8 * 1=105,023 кН
У роторі Р - 560 в головній опорі застосована кулькова опора з підшипником №91682/750Х зі статичною вантажопідйомністю Соа=4,1 МН і динамічної вантажопідйомністю Са=0,444 МН
Визначаємо довговічність підшипника головної опори в годинах
(10)
ч.
За існуючими нормами довговічність головної опори ротора повинна бути не менше 3000 год. Розрахункова довговічність задовольняє нормам.
Розрахунок швидкохідного валу на міцність
Визначаємо крутний момент на швидкохідному валу ротора
(11)
де: N - потужність передана столом ротора
n - число обертань стола ротора n=250 об/хв.
i - передавальне число конічної пари i=3.61
k - коефіцієнт перегрзок вала ротора k=1,1
?- ККД ротора? =0,75
КН * м.
Визначаємо зусилля чинне в зубчастому зачепленні
Окружне зусилля.
(12)
де: Дср.н.о.- Середній діаметр початкової окружності Дср.н.о. =0,7 м.
КН/м.
Осьове зусилля.
A1=P * tg? * sin? (13)
Де:?- Кут нахилу зубів шестерні? =20о
?- Кут нахилу осі початкової окружності? =17,45о
А1=247,7 * tg 20 * sin 17.45=54.6 КН
Радіальне зусилля.
Т=P * tg? * Cos? (14)
Т=247,7 * tg 20 * cos 17.45=94 КН
Зусилля тиску на вал ротора від ланцюгової передачі
(15)
де: А2 - осьове зусилля від ланцюгової передачі А2=3.1 КН
g - зусилля чинне на вал від ваги ланцюга g=0,194 КН
?- Зусилля збігає кінця ланцюга? =2,5 КН
КН
Сума моментів щодо опори А.
Сума моментів всіх сил щодо опори В
Визначаємо сумарний згинальний момент у небезпечному перерізі вала
Момент в перерізі дії сил в зубчастому зачепленні
Мкрг=Р * 0=0
Момент в перерізі опори А
Маг=Р * 0.22=247,7 * 0,22=54,5 КН
Момент в перерізі опори В
