Способ испытания шарнирных соединений морских стояков на прочность Советский патент 1985 года по МПК G01M13/00 

Изобретение относится к области машинос.троения, занимающегося про изводством изделий буровой техники, и может быть использовано при испытаниях на прочность шаровых, карданных компенсаторов угловых отклонений морских стояков плавзгчих буровых установок.

Цель изобретения - повышение достоверности результатов испытаний.

На . 1 показана схема испытаний на герметичность и работоспособность шарнирного соединения; на фиг.2 схема испытаний на ресурс, износостойкость; на ФИР..З - узел 1 на фиг.1; на фиг.4 - узел ГГ на фиг.1; на фиг.5 схема контроля отклонения наружного звена при подаче давления, Имитирующего усилия отрьша звеньев, и замера усилий в сопряжении соединения; на фиг.6 - сечение на фиг.5; на фиг.7 - сечение Б-Б на фиг.5; на фиг.8 - сечение В-В на фиг.6; на фиг.9 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 наружного 3 и внутреннего 4 корпусов и внутренним звеном 5 выбирают гарантированный зазор (0-0,6 мм) регулировочными прокладками 6, устанавливаемыми в стыке 7 соединения 1.

При проведении испытаний на герметичность, работоспособность (фиг, I), на ресурс и износостойкость (фиг.2) герметизируют полость соединения 1 технологическими заглушкамиверхней 8 и нижней 9. Разгружают шарнирное соединение от действия неучтенной массы (Q , передаваемой внутреннему звену 5 наружным звеном 2 и соединенных с ним узлами устройства, приложением силы Р компенсации, равной QJ , к наружному звену 2 (фиг. l) , направленной в противоположную сторону относительно усилия затяжки стьпса 7 соединения 1, и выводят сопрягаемые сферические поверхности звеньев из силового замыгкания, выравнивая при этом величину удельного давления.Затем в полость соединения 1 под давлением Р, (р, 0-26 кгс/см и PI 26 кгс/см) подается 0,5%-ный водный раствор би-« хромата калия или буровой раствор.

Под давлением Р ( г кгс/см и Р 70 кгс/см ) подается жидкость, действующая на корпус усилием Q ,- кроме того, подачей рабочей

жидкости под давлением Р- во внут-реннюю полость соединения имитируют усилие.Q отрьюа звеньев соединения друг от друга (фиг.2.

В этом случае (при подаче рабочей жидкости под давлением Р. I наружное звено 2 смещается в осевом направлении на величину выбираемых гарантированных зазоров и люфтов соединения и разворачивается во

5 взаимно перпендикулярных плоскостях на угол Л X и &Y за счет несоосности , перекосов звеньев, при этом ось стыка наружного звена 2 располагается под углом 1 к оси внутреннего звена. При эж ; шуатации шарнирных соединений морских стояков угол Cf увеличивается от постоянно действующих знакопеременных, хаотично прилагаемых сил, вызьшающих перегрузки. Появление неуравновешенных сил, действующих.на звенья соединения, приводит к скручиванию и закусьшанию уплотнительных манжет шарнирного соединения, неравномерно

0 му прижиманию верхней и нижней манжет к центрирующей поверхностисоответствующих звеньев. Если верхняя манжета 10 центрируется по внутреннему кольцу внутреннего звена

5 3 (фиг.6), то под действием силы W оно прижимается к внутреннему кольцу и износу подвергается более легкая, менее.нагруженная половина манжеты на участке дуги АБА (фиг.б).

0 Начальное смещение центра масс манжеты е с течением бремени растет как вследствие общего сметцения манжеты из-за износа, так и вследст вие перемещения центра масс, вызван-

5 ного износом облегченной половины манжеты, таким образом в процессе испытаний и процессе эксплуатации неуравновешенная сила растет, а износ быстро прогрессирует.

0 Несколько иначе происходит при центрировании уплотнительной герметизирующей манжеты I по внешнему кольцу наружного звена соединения, в этом случае износ манжеты происхое дит по дуге АСА (фиг.7). Для предотвращения неравномерного износа манжет 10 и 11 замеряют осевое смещение и угловые отклонения д X , 4 V

наружного звена к горизонтальной плоскости во взаимно перпендикулярных плоскостях внутреннего звена 5 индикаторами 12 смещения и разворачивают наружное звено относительно внутреннего на угол,, величина которого пропорциональна этим отклонениям ЛХ , ,&V (Посредством болтового соединения 13 стыка 7 корпусов наружного звена соединения 1.

В процессе испытаний шарнирного соединения на прочность при симметричном качании наружного звена на угол ос ilO i 15° к вертикальной оси вращения 0-0 внутреннего замеряют усилия Рд - Р „„ (при симметричном качании влево и вправо

наружного звена) в сопряжении сфер соединения датчиками 14 и определяют несимметричность усилий относительно вертикальной оси вращения

РА ± -РП

8

2 Затем разворачивают наружное звено

относительно внутреннего в вертикальных плоскостях в положение,при ко-

тором его ось качания располагается под углом, равным несимметричности усилий S , действующих в сопряжении с учетом знака к оси вращения 0-0 внутреннего звена, путем подтягивания резьбового соединения стыка производят окончательную центровку звеньев шарнирного соединения.

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

X«

9че.г

Г

-.A

J

fput.S

i

. в- а

0ч..

г- г

Фи. ff