122908 (Виготовлення штока бурового насосу УНБ-600)

1. Вступ

В рішенні задач розвитку паливно-енергетичної бази ведуче місце відводиться нафтовій і газовій промисловості.

Для енергозабезпечення народного господарства України потрібно не менше, як 300 млн. тонн умовного палива. Самостійно свої потреби ми забезпечуємо на сьогодні десь близько до третини. Первинними джерелами енергії в Україні є вугілля, газ, нафта, уран і так звані відновлювальні джерела: енергія річок, вітру, сонця, гарячих джерел, відходів сільського господарства.

На даний час в Україні добувається близько 100 млн. енергетичного вугілля. Перспективні ресурси нафти в Україні оцінюються у 125 млн. тонн і щорічно ми зможемо добувати до 50 млн. тонн. В той же час наші нафтопереробні заводи мають можливість переробляти 62 млн. тонни нафти на рік. Проте глибина переробки сягає лише 50 відсотків, що робить нафтопереробні підприємства нерентабельними.

Україні володіє надзвичайно великими запасами вугілля. Тільки підготовлені до експлуатації родовища мають не менше ніж 10 млрд. тонн енергетичного вугілля. Ресурси України сягають 100 млрд. тонн. За інтенсивності видобутку до 240 млн. тонн на рік нам його вистачило б на 300–400 років.

Маємо величезні запаси вугілля і великі запаси урану, що дає можливість розвивати екологічно чисту національну енергетику і в майбутньому повністю забезпечити себе електроенергією. З кожним роком нафтодобувна промисловість оснащується новим більш досконалим обладнанням. Ряд бурових управлінь приступило до розробки глибоких нафтових покладів, що потребує міцного бурового інструменту. Тому системою ППР передбачається проведення поточного і капітального ремонту обладнання в залежності від об’єму складності ремонтних робіт.

Поточний ремонт – це мінімальний по об’єму плановий ремонт при допомозі якого бурові насоси підтримуються в робочому стані. Він виконується безпосередньо на місці установки. При поточному ремонті бурових насосів проводяться такі роботи:

• перевіряється швидкозношуючі деталі;

• замінюється при необхідності змазка;

• усувається дефекти, що не потребують розборки складних вузлів.

Капітальний ремонт – найбільш складний і трудомісткий вид планового ремонту при якому проводиться повна розборка бурових насосів з послідуючим ремонтом або заміни всіх зношених вузлів або деталей. Капітальний ремонт, як правило здійснюється на ремонтних заводах, а при необхідності виконується силами ремонтних баз або майстерень. Для підтримання бурових насосів в постійному технічному стані і експлуатаційної готовності, а також з метою запобігання аварій і поломок існує служба технічного обслуговування.

На Дрогобицькому машинобудівному завод проводять виготовлення деталей нафтопромислового обладнання, сюди відноситься сідло клапана і тарілка бурового насосу. Деталі випускаються серійно, партіями по договору з базовими підприємствами. Технологічний процес виготовлення постійно оновлюється в зв’язку з приміненнями верстатів з ЧПУ, що дає можливість значно скоротити час на обробку і одержати низьку собівартість виготовлення.

Продукція Дрогобицького машинобудівного заводу користується великим попитом в межах України, а також за її межами.

2. Вихідні дані

2.1 Конструкція і технічні дані насосу

Буровий насос УНБ – 600 призначений для нагнітання глинистого розчину в свердловину при її бурінні, з метою виносу із свердловини розбуреної породи.

Технічна характеристика насоса

Поршневий привідний горизонтальний, 2^х циліндровий, двойної дії, буровий насос УНБ –600 складається з двох основних частин: гідравлічної частини і привідної.

Гідравлічна частина насоса складається із двох литих гідравлічних коробок з’єднаних між собою знизу приймальною коробкою, а зверху корпусом на якому встановлюється запобіжний клапан жорстко з’єднані з останньою.

Клапанні коробки.

В клапанну коробку вставляються змінні циліндрові втулки. Поршні складаються з сердечників і навулканізованих на них гумових манжет, що здійснюють ущільнення поршнів. Поршні закріпленні на штоках на конусній насадці і закріплені корончатими гайками. Стальне сідло клапанів запресоване в конічних гніздах клапанних коробок. Для забезпечення своєчасного закриття клапанів тарілки притискаються до сідел пружинами. Клапанні коробки закриті кришками з гумовими самоущільнюючими манжетами. Кришки закріплені з допомогою різьбових шпильок.

В нижній часині клапанні коробки з’єднані між собою приймальним колектором зварної конструкції, що являється також і всмоктуючим клапаном. На клапанних коробках встановлені повітряний нагнітальний клапан з фланцем для трійника під запобіжний трубопровід. У випадку перевищення тиску в насосі зверх встановленого, збільшується зусилля, що діє на поршень, зрізує запобіжну шпильку і поршень викидається із гнізда, тим самим відкриваючи вихідний отвір для рідини.

Станина являється основною для приводної частини, виготовляється із чавунного лиття і має направляючі паралелі для крейцкопфів, гнізда роликопідшипників для корінного і трансмісійного валів, картер для масляної ванни в якій поміщаються зубчасті колеса.

Трансмісійний вал обертається на конічних роликопідшипниках. Один кінець трансмісійного вала, що виходить із станини на ліву сторону, виконаний корпусним і призначений для установки на ньому клиноремінного шківа.

Трансмісійний вал передає обертання головному валу за допомогою косозубої передачі. Ведуча шестерня виготовляється заодно ціле з трансмісійним валом, а ведена шестерня з корінним валом. Рух від корінного вала передається шатунами крейцкопфу. Крейцкопф виготовляється з стального лиття з чавунними накладками.

Зверху станина закрита стального кришкою, в якій міститься люк для заливки масла в картер насоса і для перевірки стану зубчатої передачі. Змазка всіх деталей механізму приводної частини проводиться маслом, що заливається в ванну картера станини.

2.2 Технологічний аналіз конструкції

Тарілка клапана являється деталлю бурового насоса. По технологічності виготовлення конфігурація деталі не складна, заготовку деталі можна виконувати методом штамповки по конфігурації близької до деталі.

У самої деталі чистота поверхні і точність виготовлення не завищені.

Для виготовлення деталі, розміри заготовки повинні знаходитися в границях допустимих припусків на обробку.

Деталь можна обробляти на багато різцевих верстатах, що дає можливість проводити процес обробки за більш короткий час, підвищити продуктивність праці і економічність виготовлення.

Обробка проводиться недорогим стандартизованим інструментом.

Для вимірювання оброблюваних поверхень застосовується універсальні інструменти, що дає велику продуктивність при контролі і вимірюванні.

2.3 Вибір типу виробництва

Тип виробництва визначається номенклатурою, програмою випуску і трудомісткістю деталей.

Тип виробництва визначається із умови маси деталі і річної програми випуску.

Так, як маса деталі М_{g = 0,88} кг, а річна програма N = 270000 шт, то і виробництво буде масовим. Для масового виробництва характерний випуск деталі безперервно, через визначений такт.

Величину такту визначають по формулі:

хв., де

F_д = Fн·K – дійсний фонд роботи обладнання в год.,

F_н – номінальний фонд роботи обладнання в год.;

F_н = 2094 год_.

К – коефіцієнт простого верстатів К = 0,97

n – кількість змін n = 2.

хв.

Розрахунок коефіцієнти закріплення операцій К_з.о по попередньо розробленому технологічному процесу для масового виробництва.

На дільниці з 14 – верстатів різних типів С_р.г.к, С_рсв і т.д. рівномірно на протязі місяця оброблюється 12 типорозмірів деталей (m_g1=m_g2=m_g9=9) при слідуючій кількості закріплених за ними операцій

Тоді коефіцієнт закріплення операції буде дорівнювати

, де:

С_р – число робочих місць (верстатів) на яких виконуються ці операції;

С_р2 – число верстатів одного найменування;

m_д2 – кількість найменувань (типорозмірів);

m_од.і – кількість операцій, що закріплюється за одним верстатом при обробці деталей одного найменування;

Згідно коефіцієнта закріплення операції приймаємо виробництво середньосерійне, при якому К_з.о =10–20.

2.4 Вибір заготовки

Вид заготовки в значній степені впливає на характер технологічного процесу механічної обробки деталі. Від величини припуска на механічну обробку залежить собівартість механічної обробки.

Чим більша заготовка по формі і розмірах готової деталі, тим менше потрібно затрат на її обробку.

Найбільший вплив на вибір виду заготовки має матеріал, розміри і форма деталі, тип виробництва. Із застосованих в машинобудуванні заготовок (прокат, відливка і поковки) в якості заготовки тарілки, враховуючи, що матеріал тарелі сталь 45ХН ГОСТ 4543–71, тип виробництва – середньосерійний, приймаємо заготовку із прокату.

Діаметр заготовки – 93 мм.

2.5 Розрахунок маси заготовки і коефіцієнт використання металу

Масу заготовки визначають по формулі:

m₃ = V· , де

– щільність сталі:

= 7,85 кг/дм³