40Х і 60Г, приймемо С=20.
Ефективний коефіцієнт концентрації напружень K? визначається залежно від співвідношення діаметра отвору і діаметра осі (по таблиці №7 додатка 3).
Для осі діаметром 260 мм виготовленої зі сталі 60Г маємо d/D=0,038. ? в=710 МПа. Для цих умов K?=2,0.
Для осі діаметром 220 мм виготовленої зі сталі 40Х маємо d/D=0,045. ? в=1000 МПа. Для цих умов K?=2,12.
Наближено для обох випадків можна прийняти m=10.
Приймемо N0=+2000000.
Для осі діаметром 260 мм виготовленої зі сталі 60Г подкоренного суму запишемо в наступному вигляді
?=7,33.10-15 + 6,6.10-12 + 3,24.10-10 + 4,79.10-9 + 3,36.10-8 + 1,31.10-7 + 1,60.10-7 +
+ 2,72.10-16 + 2,49.10-13 + 1,48.10-11 + 2,59.10-10 + 2,33.10-9 + 1,48.10-8 + 6,39.10-8 +
+ 1,3746.10-5=1,4149.10-5
У результаті обчислення підкореневий суми можна помітити, що значення доданків суми, обчислені для верхніх інтервалів свердловини при незначних навантаженнях на гаку, але численних нагружениях на багато порядків нижче, ніж від не часто, але великих навантаженнях. Отже, на значення коефіцієнта еквівалентності, в основному, впливають навантаження близькі до максимальних.
Як бачимо, розрахунок по варіанту№1 досить трудомісткий і вимагає великої кількості вихідних даних, отримати які не завжди представляється можливим.
Варіант №2 розрахунку (прийняття) коефіцієнта еквівалентності
За варіанту №2 зазвичай отримуємо завищене значення тому, що для забезпечення безпеки в даному варіанті розглянуті найбільш небезпечні випадки нагружения талевої системи. Розробники бурового обладнання рекомендують приймати для підйомного комплексу k? .екв=0,5.
Як бачимо значення коефіцієнта еквівалентності, обчислені або прийняті за варіантами №1 і №2 значно різняться.
У разі наявності достатнього обсягу статистичної інформації обчислення коефіцієнта еквівалентності слід виробляти за варіантом №1. Якщо статистичних даних мало або вони недостатньо достовірні, слід прийняти коефіцієнт еквівалентності відповідно до варіанта №2.
Для подальшого розрахунку приймемо коефіцієнт еквівалентності за варіантом №2.
5.2 РОЗРАХУНОК ПАРАМЕТРІВ циклів навантаження
Враховуючи, що вага рухомої частини талевої системи складає приблизно 4% від максимального навантаження на гаку, будемо вважати цик?? нагружения отнулевому.
Тоді
Для осі з підшипниками №42552
МПа
МПа
Для осі з підшипниками №42644
МПа
МПа
5.3 РОЗРАХУНОК КОЕФІЦІЄНТА ЗАПАСУ
Визначаємо межа витривалості матеріалу при симетричному циклі навантаження изгибающим моментом. По таблиці №1 додатка 3 знаходимо? 1=0,47
Для осі з підшипниками №42552
МПа
Для осі з підшипниками №42644
МПа
Визначаємо коефіцієнт чутливості матеріалу до асиметрії циклу по таблиці №5 додатка 3
Для осі з підшипниками №42552 ??=0,05
Для осі з підшипниками №42644 ??=0,1
Визначаємо узагальнений коефіцієнт зниження втомної міцності деталі:
Ефективний коефіцієнт концентрації напружень визначений нами раніше при розрахунку коефіцієнта еквівалентних напружень за варіантом №1.
Для осі діаметром 260 мм виготовленої зі сталі 60Г маємо d/D=0,038. ? в=710 МПа. Для цих умов K?=2,0.
Для осі діаметром 220 мм виготовленої зі сталі 40Х маємо d/D=0,045. ? в=1000 МПа. Для цих умов K?=2,12.
Коефіцієнт якості поверхні визначаємо за таблицею №2 додатка 3.
Приймаємо, що вісь пройшла чистове шліфування
Для осі з підшипниками №42552 виготовленої зі сталі 60Г з? в=710 МПа приймемо КF=1,15
Для осі з підшипниками №42644 виготовленої зі сталі 40Х з? в=1000 МПа приймемо КF=1,24.
Коефіцієнт, що враховує розміри деталі визначаємо за таблицею №3 додатка 3. Для обох осей приймемо його рівним Кd?=0,52
Поверхневе зміцнення виконаємо шляхом гарту ТВЧ. Коефіцієнт, що враховує зміцнення визначаємо за таблицею №4 додатка 3.
Для обох осей приймемо його рівним КV=1,9.
Узагальнений коефіцієнт зниження втомної міцності деталі дорівнює
Для осі з підшипниками №42552 виготовленої зі сталі 60Г з? в=710 МПа
Для осі з підшипниками №42644 виготовленої зі сталі 40Х з? в=1000 МПа
Для випадку пропорційного зростання амплітудного та середнього напруг запас втомної міцності визначиться за формулою
Для осі з підшипниками №42552 виготовленої зі сталі 60Г
Для осі з підшипниками №42644 виготовленої зі сталі 40Х
Враховуючи, що необхідний запас втомної міцності дорівнює 1,3 по міцності проходять обидві осі.
...
