Приводные цепи для буровых установок

Цепи — Нефтяные (повышенной точности и прочности)

Каталог цепей Drives применяемых в нефтяной промышленности СКАЧАТЬ

Цепи приводные роликовые повышенной точности и прочности (нефтяные цепи) применяются в силовых передачах тяжелонагруженных машин и механизмов, в том числе в силовых передачах буровых установок. К цепям данного типа предъявляются более высокие требования к качеству используемых материалов, к точности изготовления цепей. Цепи данного типа характеризуются более высокой прочностью и надежностью в эксплуатации по сравнению с обычными приводными роликовыми цепями. Цепи разработаны специально для передачи большой мощности на высоких скоростях при вероятных ударных нагрузках при температурах от -40°С до +60°С.
Нефтяные цепи компании Drives Inc. США изготавливаются в соответствии с требованиями ANSI B29.I и подойдут к уже стоящим на оборудовании приводным звездочкам, они также соответствуют новым стандартам нефтяной промышленности API 7F7, что удовлетворит всем требованиям в данной области применения.Столетний опыт в производстве нефтяных цепей делают их лучшими роликовыми цепями, когда-либо производимыми в США для нефтяной промышленности и других добывающих отраслях.
Отличительными особенностями нефтяных цепей являются:
Все отверстия пластин в форме шара: отверстия пластин, средних вставок и втулочных пластин выполнены в форме шара, с жесткими допусками и обеспечивают максимальную опорную поверхность для оптимально плотной посадки, что увеличивает долговечность и рабочую нагрузку.
Звенья с широкой средней частью:широкая средняя часть и увеличенная высота отверстий во всех звеньях – улучшает распределение нагрузки, увеличивает предел выносливости и сокращает вибрацию.
Дробеструйно-обработанные штифты со сплошной или поверхностной закалкой: штифты изготавливаются со сплошной или поверхностной закалкой – в зависимости от особенностей применения. Все штифты тщательно закалены, прогрунтованы и подвержены дробеструйной обработке, что обеспечивает максимальное качество работы. Такая обработка штифтов позволяет избежать дополнительной изнашиваемости и защищает цепь от непредвиденной перегрузки.
Специальные шплинты в форме крючка:закаленные шплинты в форме крючка защищают цепь от деформации под действием боковых сдвигов и удерживают ее компоненты от смещений при самых жестких условиях применения. Размеры 80-180.
Плюс ко всему дополнительные преимущества наших стандартных износостойких цепей:
Компоненты с дробеструйной обработкой;
Цельные ролики;
Дробеструйные цельные ролики для наилучшего контакта со звездочками, ударопрочные;
Боковые пластины;
Дробеструйные пластины, ударопрочные, с улучшенной усталостной долговечностью;
Предварительная нагрузка;
Максимальная предварительная нагрузка уравнивает все несущие компоненты, чтобы минимизировать обкаточное удлинение и увеличить срок службы;
Смазки со специализированными добавками, наносимые при 113° Цельсия, гарантируют наилучшее проникновение смазки между штифтами и втулками, в местах, где это особенно необходимо;
Возможные дополнения:
По желанию заказчика на нефтяные цепи возможно нанесение покрытия, особо устойчивого к коррозии. Данный процесс покрытия сочетает в себе три вида металла, которые механически наносятся на компоненты цепи перед сборкой. Данная технология обеспечивает наибольшую устойчивость к коррозии по сравнению с другими типами покрытия.
Также по желанию заказчика возможно нанесение других специализированных покрытий, чтобы улучшить износостойкость, бороться с коррозией, а также упростить обслуживание нефтяных цепей.

Таблица роликовых нефтяных цепей

Номер цепи	Шаг, дюйм.	Ширина между пластинами, дюйм.	Диаметр ролика, дюйм.	Вес в среднем фунт/фут	Неразборная	Разборная
35	0,375	0,189	0,2	0,141	стандартная	на заказ
40	0,5	0,313	0,313	0,42	стандартная	—
50	0,625	0,376	0,4	0,713	стандартная	—
60	0,75	0,5	0,469	1,067	стандартная	стандартная
80	1	0,627	0,625	1,868	стандартная	стандартная
100	1,25	0,755	0,75	2,801	стандартная	стандартная
120	1,5	1	0,875	4,135	стандартная	стандартная
140	1,75	1	1	5,136	стандартная	стандартная
160	2	1,25	1,126	6,603	стандартная	стандартная
180	2,25	1,4	1,406	9,1	стандартная	стандартная
200	2,5	1,49	1,562	10,9	стандартная	стандартная
240	3	1,864	1,875	16,4	стандартная	стандартная

Примечания:
 Имеются в наличии усиленные серии цепей (размеры 60H-240H) и многорядные цепи (размеры 40-240);
 По просьбе клиента возможна обработка компонентов нефтяной цепи антикоррозийным покрытием;
 Переходные звенья цепи не рекомендуются;
 Технические характеристики изделия могут изменяться без уведомления;
 Drives Engineering Inc. и Американская Цепная Ассоциация (АСА) рекомендуют заменять роликовые цепи одновременно с приводными звездочками.

Источник

Тема 17. Цепные передачи буровых установок

17.1. Общие сведения

В буровых установках преимущественно используются цепные передачи. В однорядном исчислении общая длина цепей, используемых в современных буровых установках, достигает 6-7 тыс. звеньев. Цепная передача состоит из ведущей и ведомой звездочек и огибающей их цепи. В зависимости от направления вращения звездочки ведущей ветвью цепи может быть как верхняя, так и нижняя. Предпочтительны передачи с верхней ведущей ветвью.

По конструктивному исполнению различают открытые и закрытые передачи с горизонтальным и наклонным расположением оси, соединяющей центры звездочек. Передачи с углом наклона к горизонту до 30 относятся к горизонтальным, с 30-60 к наклонным. Вертикальные передачи имеют угол наклона оси к горизонту 60- 90 и требуют установки дополнительных устройств для предварительного натяжения цепи.

Различают одноконтурные и многоконтурные цепные передачи. В многоконтурных между соединяемыми валами установлено несколько параллельно расположенных цепных передач с одинаковыми и разными передаточными числами.

Рис. 17.1. Приводная роликовая цепь: а- однорядная; б-трехрядная.

Наружные 1 и внутренние 5 пластины по контуру напоминают восьмерку.

17.2. Типы, основные параметры и размеры цепей

Цепь представляет собой гибкую конструкцию, собранную из последовательно соединенных жестких звеньев. Цепи, используемые для передачи механической энергии от одного вала другому, называются приводными. По конструктивным признакам приводные цепи (17.1) относятся к роликовыми состоят из чередующихся наружных и внутренних звеньев, каждое из которых собирается из двух пластин, напрессованных на валики 2 со шплинтом 3 или на втулки 6. Втулки снабжены роликами 7, которые при входе зацепление со звездочкой проворачиваются относительно втулок. Благодаря этому уменьшается трение и снижается износ поверхностей контакта зубьев звездочки и роликов.

Площадь поперечного сечения по проушинам примерно равна площади сечения пластины в средней ее части (шейке). Однако, вследствие больших местных напряжений в зоне отверстий, являющихся концентратором напряжений, усталостная прочность в поперечном сечении отверстий меньше, чем в шейке пластины. Отверстия внутренних пластин растачивают по диаметру сопрягаемых с ними втулок и больше диаметра отверстий наружных пластин обеспечивается за счет соответствующего увеличения ширины внутренних пластин.

Валики цепи раскатывают либо развальцовывают с одного конца, и они имеют отверстия для шплинта на другом конце. Соединительное звено является составной частью цепи и состоит из наружной пластины с неподвижно закрепленными валиками (вилки), соединительной пластины и шплинтов. При нечетном числе звеньев цепь соединяется переходным звеном, состоящим из переходных пластин 8, валика, втулки, ролика 9.

В буровых установках вследствие больших нагрузок и скоростей преимущественно используется многорядная цепь (17.1), которая отличается от однорядной длиной В валиков и наличием промежуточных пластин 4, отличающихся от наружных диаметром отверстий. Наружные пластины соединяются с валиком с натягом, а промежуточные – с зазором 0.02мм, облегчающим сборку многорядной цепи. Следует отметить, что номинальный шаг внутренних пластин равен шагу цепи. У наружных пластин номинальный шаг меньше шага цепи на величину зазора между втулкой и валиком, а у промежуточных пластин – на величину зазора между отверстием пластины и валиком. При натяжении цепи зазоры выбирают, а шаги внутренних и внешних звеньев выравнивают. В результате этого обеспечивается равномерное нагружение наружных и промежуточных пластин. В отличие от наружных и внутренних пластин промежуточные изготавливают без фаски на внешнем контуре. Ниже приведены основные размеры пластин (в мм) для цепи с шагом t=50,8 мм.

Пластины цепи изготавливают из холоднокатаного проката повышенной точности, получаемого из стали марки30ХНЗА. При вырубке продольная ось пластин должна быть расположена вдоль волокон метала. Как показали сравнительные испытания, принятая марка стали обладает достаточным сопротивлением усталости, хорошей обрабатываемостью и стабильными механическими свойствами после термообработки. Толщина пластины – расчетный параметр цепи, определяющей ее прочность.

Валик, неподвижно закрепляемый в отверстиях пластин наружного звена, представляет собой цилиндрический стержень с коническими торцами, облегчающими сборку цепи. В собранной цепи конические торцы валиков раскатывают либо развальцовывают. Валики должны обладать достаточной прочностью, износостойкостью и сопротивлением ударным нагрузкам. От диаметра валика зависят прочность цепи и контактное давления в шарнире цепи. Изготовляют валики из стали марки 12ХНЗА по ГОСТ 4543-71 либо из стали марки 25НЗ по ЧМТУ/ЦНИИЧМ 377-60, цементируют на глубину 0,05 – 0,08 от их диаметра, и после термообработки они имеют твердость поверхности HRC 54-61 и сердцевины HRC 43-48. Концы валиков перед раскаткой подвергают отжигу. Втулки цепи изготовляют из стали марки 12ХНЗА или 12ХН2 и подвергают цементации на глубину 0.3-0.7 мм для цепей с шагом 31.75 и 38.1 мм 0.4-0.8 мм — с шагом 44.45 – 63.5 мм. Твердость после термообработки HRC 54-61. Втулки входят в отверстия пластины с натягом и для устранения среза металла торцы их по наружному диаметру скругляют. Часть поверхности втулки, контактирующая с отверстием пластины, желательно полировать.

Ролики цепи непосредственно контактируют с зубьями звездочек и подвергаются ударам и износу. Диаметр ролика выбирают в зависимости от шага цепи. Он является исходным параметром для построения профиля звездочки. Изготовляют их из стали марки 30ХНЗА и закаливают до твердости HRC 45-52.

Соединения валик – пластина и втулка – пластина, собираемые с натягом, проверяют на проворачивание. Крутящие моменты, необходимые для проворачивания втулок и валиков относительно пластины, возрастают с увеличением шага цепи и должны быть в пределах , регламентированных техническими требованиями ГОСТ 21834-76.

Число деталей, используемых для сборки цепи, зависит от рядности

промежуточных пластин ZBH=aLt;

втулок и роликов ZBH=Zp = aLt(Lt – длина цепи в шагах; а – число рядов цепи).

Число шплинтов равно числу соединительных звеньев.

Роликовые цепи характеризуются следующими геометрическими параметрами (см. рис. 17.1.1 ) : шаг t, диаметр ролика d, расстояние между внутренними пластинами bBH, ширина цепи В. Шаг цепи измеряется расстоянием между осями двух роликов внутренних и наружных звеньев при натянутом состоянии цепи под нагрузкой, равной 0,01 от разрушающей нагрузки. Различают Действительный шаг, измеряемый между смежными звеньями , и средний шаг, определяемый между смежными звеньями, и средний шаг определяемый как частное отделение длины некоторого отрезка цепи на число звеньев, входящих в данный отрезок: t=tц/mt

Число звеньев в измеряемом отрезке зависит от шага:

.

В изношенной цепи шаг внутренних и наружных звеньев неодинаков, поэтому необходимо определять средний шаг tср на отрезке цепи, содержащем не менее десяти четных чисел звеньев. Удлинение цепи (вытяжка) вследствие износа шарниров

Диаметр ролика d определяет радиусы впадин сопряжения и головки зуба звездочек. Отношение шага к диаметру ролика принимается за геометрическую характеристику зацепления цепи ^=t/d. Расстояние между внутренними пластинами bBH и между осями рядов А цепи определяют размеры поперечного профиля звездочки.

Разрушающая нагрузка Рр цепи соответствует минимальной статической нагрузке, при которой начинается разрушение цепи, и определяется путем растяжения цепи на универсальных разрывных машинах.

Технические условия на приводные роликовые цепи буровых установок регламентируется ГОСТ 21834-76, которым также предусматривается изготовление цепей двух типов: нормальных Н и тяжелых Т (с утолщенными пластинами). Нормальные цепи легче тяжелых и могут работать при более высоких (на 10-15 %) скоростях движения цепи Однако при малых и средних скоростях они имеют меньший срок службы (на 10-15%)

Типоразмеры и основные параметры цепей (в мм) для буровых установок приведены в табл. 17.1 (ГОСТ 21834-76).

Цепи для буровых установок должны удовлетворять следующим техническим требованиям:

Крутящие моменты при испытании на проворачивание валика в пластине должны быть в пределах 18-160 Н.м и втулок в пластине – 11 – 100 Н.м зависимости от шага и типа цепи;

Предельные отклонения длины измеряемого отрезка цепи, состоящего из 11 звеньев, от номинального значения должны быть только положительными и составлять 0.15%;

Источник