Способ испытания шарнирных соединений морских стояков на прочность

 

СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ШАРНИРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ МОРСКИХ СТОЯКОВ НА ПРОЧНОСТЬ , заключаюпщйся в герметизации полости шарнирного соединения, подаче давления рабочей среды во внутреннюю полость соединения, имитирующего внешнюю растягивающую нагрузку , качании наружного звена соединения и снятии прочностных характеристик , отличающийся тем, что, с целью повьщгенйя достоверности результатов испытания, перед подачей давления рабочей среды во внутреннюю полость соединения разгружают сопрягаемые сферические поверхности звеньев соединения от действия неучтенной массы наружного звена, передаваемой внутреннему звену приложением к наружному звену усилия, равного усилию неучтенной массы, направленного в противоположную сторону относительно усилия затяжки стьжа соединения, а при подаче давления во внутреннюю полость шарнирного соединения определяют отклонения наружного звена соединения к горизонтальной плоскости во взаимно перпендикулярных плоскостях внутреннего звена, затем разворачивают корпус наружного звена, переi распределяя усилие затяжки стыка (Л наружного звена соединения, в положение , при котором его ось располагается под углом к оси внутреннего звена, пропорциональным этим отклонениям , после чего при симметричном качании наружного звена производят окончательную центровку звеньев шарнирного соединения. ю о о :л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) С О1 М 13/ОО

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3615353/25-27 (22) 06. 07. 83 (46) 23.12.85. Бюл.¹ 47 (72) Г.А. Цветков, В.И. Пындак, Ю.В.Стариков и А.П.Черанев (53) 6Ы . 828. 2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1037133, кл. G 01 М 3/56, 1981. (54) (57) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ШАРНИРНЫХ

СОЕДИНЕНИЙ МОРСКИХ СТОЯКОВ НА ПРОЧНОСТЬ, заключающийся в герметизации полости шарнирного соединения, подаче давления рабочей среды во внутреннюю полость соединения, имитирующего внешнюю растягивающую нагруз-. ку, качании наружного звена соединения и снятии прочностных характеристик, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов испытания, перед подачей давления рабочей среды во внут- . реннюю полость соединения разгружают сопрягаемые сферические поверхности звеньев соединения от действия неучтенной массы наружного звена, передаваемой внутреннему звену приложением к наружному звену усилия, равного усилию неучтенной массы, направленного в противоположную сторону относительно усилия затяжки стыка соединения, а при подаче давления во внутреннюю полость шарнирного соединения определяют отклонения наружного звена соединения к горизонтальной плоскости во взаимно перпендикулярных плоскостях внутреннего звена, затем разворачи" вают корпус наружного звена, перераспределяя усилие затяжки стыка наружного звена соединения, в положение, при котором его ось располагается под углом к оси внутреннего звена, пропорциональным этим отклонениям, после чего при симметричном качании наружного звена производят окончательную центровку звеньев шарнирного соединения.

1200!51

Изобретение относится к области машиностроения, занимающегося про" изводством изделий буровой техники, и может быть использовано при испьг таниях на прочность шаровых, карданных компенсаторов угловых отклонений морских стояков плавучих буровых установок.

Цель изобретения — повышение достоверности результатов испытаний.

На 4>иг.! показана схема испытаний на герметичность и работоспособность ,шарнирного соединения; на фиг.2— схема испытаний на ресурс, износостойкость; на фиг-..З вЂ” узел 1 на фиг.l; на фиг.4 — узел IE на фиг.l; на фиг,5 — схема контроля отклонения наружного звена при подаче давления, имитирующего усилия отрыва звеньев, и замера усилий в сопряжении соединения; на фиг.б — сечение А-А на фиг.5; на фиг.7 — сечение Б-Б на фиг.5; на фиг.8 — сечение В-В на фиг.б; на фиг.9 вЂ, сечение Г-Г на фиг.7; на фиг.10 — балансировка сил, действующих в соединении, при качании наружного звена.

Перед испытаниями шарнирного соединения 1 на прочность между наружным звеном 2, состоящим из наружногo 3 и внутреннего 4 корпусов и внутренним звеном 5 выбирают гарайтированный зазор (0-0,6 мм ) регулировочными прокладками 6, устанавливаемыми в стыке 7 соединения 1.

При проведении испытаний на герметичность, работоспособность (фиг, l ),,на ресурс и износостойкость (фиг,2) герметизируют полость соединения 1 технологическими эаглушкамиверхней 8 и нижней 9. Разгружают шарнирное соединение от действия неучтенной массы ®, передаваемой внутреннему звену 5 наружным звеном

2 и соединенных с ним узлами устройства, приложением силы P компенсации, равной Qg, к наружному звену

2 фиг.l), направленной в противоположную сторону относительно усилия затяжки стыка 7 соединения 1, и выводят сопрягаемые сферические поверхности звеньев иэ силового замы-. кания, выравнивая при этом величину удельного давления. Затем в полость соединения 1 под давлением Р,(, =

0-26 кгс/см и Р1 = 26 кгс/cMz) подается 0,5 -ный водный раствор би хромата калия или буровой раствор.

55 манжеты иэ-за износа, так и вследст» вне перемещения центра масс, вызван» ного износом облегченной половины манжеты,таким образом в процессе испытаний ипроцессе эксплуатации неуравновешенная сила растет, а износ быстро прогрессирует.

Несколько иначе происходит при центрировании уплотнительной герметиэирующей манжеты Il по внешнему кольцу наружного звена соединения, в этом случае износ манжеты происходит по дуге АСА (фиг.7) . Для предот.— вращения неравномерного износа манжет 10 и 11 замеряют осевое смещение и угловые отклонения a X a Y

Под давлением Р (Р = 0-70 кгс/см

z и P = 70 кгс/см2 ) подается жид2 кость, действующая на корпус усилием .,- кроме того, подачей рабочей жидкости под давлением Р во внут( реннюю полость соединения имитируют усилие отрыва звеньев соединения друг от друга (фиг.2).

В этом случае (при подаче рабочей !

О жидкости под давлением Р Наруж1) ное звено 2 смещается в осевом на-. правлении на величину выбираемых гарантированных зазоров и тпофтов соединения и разворачивается во взаимно перпендикулярных плоскостях на угол а Х и gg за счет несоосности

Я, перекосов звеньев, при этом ось стыка наружного звена 2 распо° лагается под углом(к оси внутреннего звена. При эксплуатации шарнирных соединений морских стояков угол

Ц увеличивается от постоянно действующих знакопеременных, хаотично прилагаемых сил, вызывающих перегрузки. Появление неуравновешенных сил, действующих,на звенья соединения, приводит к скручиванию и эа4 кусыванию уплотнительных манжет шарнирного соединения, неравномерно30 му прижиманию верхней и нижней манжет к центрирующей поверхности. соответствующих звеньев. Если верхняя манжета 10 центрируется по внут« реннему кольцу внутреннего звена

35 5 (фиг.б), то под действием силы М оно прижимается к внутреннему кольцу и износу подвергается. более легкая, менее нагруженная половина манжеты на участке дуги АВА (фиг.б).

40 Начальное смещение центра масс манжеты е с течением времени растет как вследствие общего смещения

3 12001

1 наружного звена к горизонтальной пло. скости во взаимно перпендикулярных плоскостях внутреннего звена 5 индикаторами 12 смещения и разворачивают наружное звено относительно 5 внутреннего на угол,. величина которого пропорциональна этим отклонениям

И,,6Y, посредством болтового соединения 13 стыка 7 корпусов наружного звена соединения 1. 1О

В процессе испытаний шарнирного соединения на прочность при симметричном качании наружного звена на угол К = t10 2 15 к вертикальной оси вращения 0-0 внутреннего звена 15 замеряют усилия P„— Р д (при симметричном качании влево и вправо наружного звена) в сопряжении сфер соединения датчиками 14 и определяют несимметричность усилий относительно вертикальной оси вращения

Рл + -Ppp

2

Затем разворачивают наружное звено относительно внутреннего в вертикальных плоскостях в положение, при котором его ось качания располагается под углом, равным несимметричности усилий 8, действующих в сопряже- нии с учетом знака к оси вращения

0-0 внутреннего звена, путем подтягивания резьбового соединения стыка производят окончательную центровку звеньев шарнирного соединения.

1200l51!

200151 г- г в-г

Фме. 8

Фма. Ф

Фыэ. У

Составитель И.Воробьев

Редактор И.Николайчук Техред O.Ващищина Корректор И.Иуска

Закаэ 7858/48 Тираа 896 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4