【正文】 密封的?？垢g能力強，不易老化，工作壽命長，耐磨性好，磨損后在一定程度上能自動補償。表39 花鍵的允許拉伸應(yīng)力材料硬度最大允許剪切應(yīng)力值磅/平方英寸HBHRC鋼160－200－22,000鋼230－260－32,000鋼302－35133－3845,000表面淺層硬化鋼－48－5345,000表面硬化鋼－58－6355,000整體淬硬鋼（航空質(zhì)量）－42－4650,000 4密封元件 對密封裝置的要求：在工作壓力和一定溫度范圍內(nèi)，應(yīng)具有良好的密封性能，并隨著壓力的增加能自動提高密封性能?？赡茉斐赏饣ㄦI的輪緣破壞的總的拉伸應(yīng)力是：St=[KaKm(S1+S3)+S2]/kf。對于30度壓力角的內(nèi)花鍵，Y＝。離心拉伸應(yīng)力 （317）這里，Doi＝花鍵筒的外徑。徑向負荷拉應(yīng)力 （316）這里，tW=內(nèi)花鍵的壁厚＝內(nèi)花鍵筒的外徑減去花鍵大徑，后再除2。公式（314）和公式（315）中計算出的應(yīng)力值不能夠超過表38中的值?；ㄦI輪齒的齒側(cè)壓縮應(yīng)力值：由于負荷分配不一致和不對中造成的不均載和齒端受載，所以花鍵的許用壓縮應(yīng)力值比齒輪輪齒的許用壓縮應(yīng)力值小得多。對于差的制造精度，將系數(shù)改為6。計算應(yīng)力值不能超過表37 中的值。外花鍵輪齒根部的剪切應(yīng)力：對于一個給定的傳遞扭矩，產(chǎn)生在外花軸上齒根處的破壞剪切應(yīng)力為： 對于一個實心軸 （311） 對于一個空心軸 （312） 式中， — 扭矩； — 花鍵使用系數(shù)； — 花鍵的疲勞壽命系數(shù)； — 外徑； — 內(nèi)徑。直齒柔性花鍵在磨損成為一個嚴重問題前，只能允許的角度不對中的狀態(tài)存在（小于1度）。一個柔性花鍵允許一些在軸沒有準確對中時產(chǎn)生的沖擊。表36 柔性花鍵磨損壽命系數(shù)，Kw花鍵運轉(zhuǎn)數(shù)量壽命系數(shù)，Kw花鍵的運轉(zhuǎn)數(shù)量壽命系數(shù)，Kw10,000100,000,000100,0001,000,000,0001,000,00010,000,000,00010,000,000……磨損壽命系數(shù)，不像表36中的疲勞系數(shù)，是以花鍵的運轉(zhuǎn)總數(shù)量，是因為柔性花鍵的每一轉(zhuǎn)的沖擊都會造成花鍵的磨損。 花鍵的設(shè)計與選擇花鍵承載能力公式。M6=[ 30]。 螺紋牙彎曲強度校核 螺紋牙的受力圖如圖33所示，螺紋牙危險截面aa的彎曲應(yīng)力為： （39）式中：—螺紋所受的合力，N； —彎曲力臂，mm； —螺紋大徑，mm； —螺紋牙根部的厚度，mm。設(shè)計時彈簧擋塊的高度比閥芯大，所以此處用閥芯進行校核，閥芯的高度為mm。螺紋的工作圈數(shù)為： （38）式中：—螺母高度，mm。在設(shè)計過程中，心軸的外徑取為mm，螺紋的直徑取為mm，心軸與螺紋的連接螺紋規(guī)格為M6。螺紋所受的合力為： （36）式中： —心軸的外徑，mm； —螺紋大徑，mm。 螺紋牙剪切強度校核 圖34是將一圈螺紋沿螺紋的大徑處展開的示意圖：圖34 螺紋圈受力示意圖如圖34所示，如果將一圈螺紋沿螺紋的大徑處展開，則可看做寬度為的懸臂梁。 由機械鉆井工具手冊得下圖表32 API配合接頭螺紋規(guī)格表由機械鉆井工具手冊中的上圖可以得到接頭螺紋的參數(shù)；錐度為1：4；； ； ；；； 螺紋牙的強度校核 由于螺紋牙尺寸較小，需要對其進行校核。m根據(jù)上表中的數(shù)值，校核危險截面處強度： = = MPa45號鋼的 [σ1] = 60 MPa （調(diào)質(zhì)處理）因為故芯軸軸安全。 材料選用45鋼，對塑性材料用第四強度理論計算缸壁最大合成應(yīng)力σmax，為了保證油缸強度，最大合成應(yīng)力σmax應(yīng)小于或等于許用應(yīng)力[σ]，即 （34）式中 r—缸筒內(nèi)半徑；r1—缸筒外半徑；p—油缸的許用應(yīng)力；[σ]—缸筒許用應(yīng)力。根據(jù)最大剪應(yīng)力理論，塑性條件和強度條件分別為： 內(nèi)中心管空間應(yīng)力狀態(tài) 應(yīng)力分布圖式中σs為材料的屈服極限，以σr和σθ代替σ3和σ1，并令r＝a，則化為： （33）式中 是筒壁內(nèi)側(cè)面處開始出現(xiàn)塑形變形時的內(nèi)壓力。 3 減震器的設(shè)計 減震器數(shù)據(jù)的選擇表31 YJB型液壓減震器型號與技術(shù)規(guī)范由上表可知所設(shè)計北石廠JZY型減震器的參數(shù)為：外徑為178mm；水眼為57；接頭螺紋 1/2REG；最大鉆壓 340kN；工作溫度150；總長5200mm圖31 減震器示意圖內(nèi)中心管材料選用45鋼，其許用應(yīng)力為[σ]=280MPa，設(shè)計壁厚t＝7mm。清洗干凈，經(jīng)檢查合格后涂均鉆挺潤滑脂，才能連接螺口；各連接螺紋按規(guī)定緊扣扭矩值擰緊；檢查油堵是否松動或漏油；確定減震器的安放位置，備好轉(zhuǎn)換接頭；減震器下井前油槍必須注滿合格的硅油，在鉆臺上用13根鉆鋌加壓測量C值的變化情況，并作好記錄；減震器在下井前若發(fā)現(xiàn)不符合下井條件時應(yīng)及時向有關(guān)人員提出，以便進行現(xiàn)場維護或反常修理，(2)減震器每次下井使用都要對其工作時間及工作情況詳細記錄；減震器每次取出井口都要認真清洗，并在轉(zhuǎn)盤上用下井時同樣根數(shù)的鉆鋌加壓測量并記錄C值的變化，若C 值比第一次下井時減少25mm以上，則說明液壓油有漏油1不能繼續(xù)下井使用。 液壓減震器 JZ——Y SY5214—87 SY/T 6347—1998 《鉆柱減震器》 液壓式 雙向減震器 JZ——YS —— 液壓式 機械減震器 JZ——H —— 碟簧式 減震器的使用措施及注意事項(1)減震器出廠或大修后第一次下井使用必須經(jīng)地面臺架試驗合格后方能下井使用；外筒各連接螺紋（修復(fù)扣）必須經(jīng)三次磨合。 SY5054—91 淘汰產(chǎn)品 閉式下?lián)羝? 標準的變化，基本反映了國內(nèi)兩器產(chǎn)品的發(fā)展歷程，尤其可以看出國內(nèi)震擊器的發(fā)展正逐步走向完善和成熟。相比較而言，國內(nèi)震擊器、減震器的有關(guān)標準要相對完善一些。液壓減振器具有如下的優(yōu)點：使用廣泛、制造成本低，使結(jié)構(gòu)簡化，重量減輕、性能也較為穩(wěn)定，在壓縮與伸張的狀態(tài)下都有設(shè)計好的阻尼力。液壓減震器其工作原理是通過具有可壓縮的硅油來實現(xiàn)的。 圖21 減震器原理圖主要構(gòu)成有：芯軸、扶正接頭、花鍵外筒、缸套、鍵、下接頭、密封元件等。 減振器的工作原理 液壓減震器其工作原理是通過具有可壓縮的硅油來實現(xiàn)的。而在筒式減振器中，常用的三種形式是：雙筒式、單筒充氣式和雙筒充氣式。懸架中用的最多的減振器是內(nèi)部充有液體的液力式減振器。但是由于庫侖摩擦力隨相對運動速度的提高而減小，并且很容易受到油、水等的影響，無法正常工作，無法滿足平順性的要求，因此雖然具有質(zhì)量小、造價低、容易調(diào)整等優(yōu)點，但現(xiàn)在汽車上已經(jīng)不再采用這類減振器。減振器大體上分為兩大類，即摩擦式減振器和液力減振器。如果能量的消耗僅僅只是在壓縮行程或者是在伸張行程進行，則把這種減振器稱為單向作用減振器；反之稱為雙向作用減振器。 懸架中用的最多的減振器是內(nèi)部充有液體的液力式減振器。 機械減震器與液壓減震器具有同樣的減震效果，相比之下，機械式減震器的可靠性、工作時間以及適用范圍都要優(yōu)于液壓減震器。 液壓式減震器采用硅油作為液體彈簧，其剛度取決于硅油的容積和充滿的程度。 從使用的角度看，鉆柱在井筒內(nèi)的旋轉(zhuǎn)運動是引起鉆柱震動的原因之一，鉆頭在硬地層的旋轉(zhuǎn)破巖是引起鉆柱震動的另一個更重要的原因，鉆柱所產(chǎn)生的震動是縱向和扭轉(zhuǎn)的復(fù)合震動。減震器形式的選擇 由于歷史的原因以及鉆井設(shè)計的不同，不同的油田習(xí)慣于采用不同類型的減震器。 雙向減震器除了可以軸向壓縮外，還可以將扭轉(zhuǎn)沖擊轉(zhuǎn)化為軸向沖擊，利用液壓減震的原理減少或者消除縱向震動和扭轉(zhuǎn)沖擊。液壓式減震器又分為液壓單向減震器和雙向減震器。在設(shè)計的過程中參考國內(nèi)外相關(guān)的文獻資料以及借鑒相關(guān)企業(yè)的產(chǎn)品，預(yù)期的設(shè)計產(chǎn)品能夠符合理論設(shè)計要求，各項技術(shù)指標符合要求，并且將生產(chǎn)成本降到最低。 研究的主要內(nèi)容及方法通過CAD軟件的輔助，設(shè)計一種用于石油鉆井的液壓減震器并且符合技術(shù)要求，具有良好經(jīng)濟性與實用性的液壓減振器。我們應(yīng)當在前人對充氣式減振器研究的基礎(chǔ)上更加深入地對其進行分析和研究，努力縮短和發(fā)達國家的差距。充氣式減振器的發(fā)展前景，國外對充氣式減振器的研究已經(jīng)發(fā)展到電子控制式減振器。由于車輪控制得到改善，車輛的安全性和可靠性得到提升；通過控制車身運動，提高駕駛平順性，并使操作更精確、反應(yīng)更迅速；在剎車和加速過程中減少乘員“前沖”和“后仰”；改善負荷轉(zhuǎn)移特性，在車輛高速行駛中突然變向時，可提供更好的防側(cè)翻控制；由于減小了路面反沖力，使駕駛更為安靜、精確?？巳R斯勒汽車有限公司生產(chǎn)的300C和Jeep4700均采用了充氣式減振器。充氣式減振器有很好的運用前景，是半主動或主動懸架較好的配置，但是尚需在縮短響應(yīng)時間上改進。充氣式減振器相比電流變液減振器，不需要特殊的高壓供電裝置，成本低、使用安全、穩(wěn)定性強[9]。由于汽車在不同的行駛工況下對減振器的特性有不同的要求，可調(diào)阻尼減振器是筒式減振器技術(shù)發(fā)展的目標。這兩家