Динамическими характеристиками

Комплекс технических средств, предназначенных для бурения, состоящий как из наземного, так и подземного оборудования, включает бурильную установку, передаточное звено, породоразрушающий инструмент. Механизмы и детали бурового оборудования находятся в различных эксплуатационных условиях: подвергаются действию значительных статических, динамических, знакопеременных нагрузок, изнашиванию по различным схемам взаимодействия, воздействию коррозионно-активных сред.

Детали бурового оборудования условно разделяются на основные, несущие, работающие в условиях статических, динамических, знакопеременных нагрузок, и вспомогательные слабонагруженные, не более 0,4 расчетного сопротивления. Для изготовления деталей бурового оборудования и несущих элементов сварных конструкций, работающих при знакопеременных нагрузках, применяют стали различных марок: ВСтЗкп, ВСтЗпс, ВСтЗпс2, ВСтЗГпс2, ВСтЗсп5 (ГОСТ 380—71). Из углеродистых конструкционных качественных марок сталей 10, 20 изготавливают детали буровых установок, компрессоров, которые не испытывают значительных статических и динамических нагрузок; стали марок 35, 40, 45 (ГОСТ 1050—74) применяют для изготовления корпусных деталей, узлов, легконагруженных зубчатых колес, осей валов, шестерен, фланцев. Для изготовления нагруженных валов, втулок, тяжелонагруженных шестерен применяют стали марок 40Х, 40ХН, 40ХНМА, 40ХН2МА, 10Г2 (ГОСТ 4543—71) и 09Г2С (ГОСТ 19282—73). Для изготовления пружинных элементов используют углеродистую сталь 70 и легированную 65Г (ГОСТ 1050—74); для специальных пружин, рессор с высоким сопротивлением ударным и переменным нагрузкам— сталь 60С2 (ГОСТ 14959—79); для тела качения долот — стали 55СМА (шарики) и 50ХН (ролики). Химический состав сталей 55СМА и 50ХН приведен ниже.

Ответственных металлоконструкций и деталей машин из низкоуглеродистых сталей, работающих при статических и динамических знакопеременных нагрузках Любое

При разработке технологии сварки жаропрочных материалов особую трудность представляет, как правило, выбор сварочных материалов (электродов и сварочных проволок), обеспечивающих необходимые свойства металла шва. Для работы при высоких температурах металл шва, кроме необходимого уровня механических свойств и технологической прочности, должен обеспечивать также достаточную стабильность структуры и свойств при заданных температурах, обладать необходимым сопротивлением ползучести и жаростойкостью, а также рядом других свойств в соответствии с условиями работы данного узла. При этом критерии оценки пригодности того или иного типа сварочных материалов будут существенно зависеть от назначения данного узла конструкции. Так, например, для сварных конструкций камер сгорания газовых турбин пригодность тех или иных электродов будет определяться прежде всего жаростойкостью металла шва. Ряд сварных узлов турбин (рабочие лопатки, роторы и другие) могут работать под воздействием динамических знакопеременных напряжений. Поэтому для данных сварных соединений должна быть проверена их усталостная прочность.

Отливки, не рассчитываемые на прочность, с размерами, определяемыми конструктивными и технологическими соображениями, относятся к неответственным; отливки, испытываемые на прочность, работающие при статических нагрузках, а также в условиях трения скольжения, относятся к ответственным. Особо ответственные - отливки, эксплуатируемые в условиях динамических знакопеременных нагрузок, а также испытываемые на прочность.

Например,, при выборе материала для тяжело нагруженных зубчатых колес силовых передач транспортных машин необходима исходить из следующих положений: во-первых, рабочая поверхность зубьев, работающих в условиях динамических знакопеременных нагрузок, должна обладать высокой контактной прочностью с целью предупреждения питтинга; во-вторых, зуб шестерни должев обладать достаточной изгибной прочностью, чтобы противостоять пиковым нагрузкам.

Взаимосвязь V—XII. Требования долговечности направлены на достижение заданной усталостной прочности и износостойкости детали. Для обеспечения определенной усталостной прочности при динамических знакопеременных нагрузках твердость материала должна быть относительно невысокой. В то же время для достижения высокой износостойкости материал должен обладать высокой твердостью.

Например, необходимо выбрать материал детали, которая работает в условиях больших динамических знакопеременных нагрузок. Рабочие поверхности такой детали должны обладать высокой износостойкостью, шероховатость их должна быть Ra = 0,32-=-0,l 6 мкм.

Примечания: 1. Кипящая сталь может применяться для сосудов и аппаратов при условии "отсутствия динамических, знакопеременных и пульсирующих нагрузок. Для сосудов и аппаратов, предназначенных для сжиженных газоп и электролитов с температурой свыше 100°С, кипящую сталь не применять. Допускается применение КРШЯЩСЙ стали в соответствии с правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением, при наличии положительного опыта эксплуатации сосудов и аппаратов из кипящей стали.

лов при динамических знакопеременных нагрузках......... 52

при динамических знакопеременных нагрузках

называют динамическими характеристиками амортизатора.

Динамическими характеристиками ЭМУ являются: время срабатывания tcj>, прошедшее с момента подачи напряжения на катушку до полной остановки якоря, и время отпускания гст с момента выключения напряжения до остановки якоря. Время срабатывания tcp = ^ + t'№, где f — время от подачи напряжения до начала движения якоря и t'№ — время движения якоря. Аналогично время отпускания tor = t''Jr t"^.

называют динамическими характеристиками амортизатора.

Выбор схемы начинается с рассмотрения комбинаций, получающихся при различных соединениях колес бесступенчатой передачи Д^ и Дз со звеньями дифференциала. Каждое из колес Д$ и Дз может быть соединено с одним из трех звеньев дифференциала /, 3 и Я. Всего получается шесть комбинаций, отличающихся не только конструкцией, но и кинематическими и динамическими характеристиками. Полное сравнение всех комбинаций обычно может быть выполнено только на основании сравнительного расчета. Пусть, например, выбрана комбинация, показанная на рис. 173. Тогда заданными величинами будут: §IH, б4з и «4™ ". Требуется найти передаточное отношение обращенного механизма uffi и по нему подобрать числа зубьев всех колес.

Как известно, наиболее полный анализ динамических процессов, протекающих в машине при ее работе, будет достигнут при рассмотрении случайных внешних воздействий и случайных начальных состояний системы [177]. При этом динамические характеристики механических систем будут являться критерием оценки работоспособности машины и ее механизмов. Однако при износе машины постепенно изменяются такие характеристики упругой системы как жесткость, демпфирующая способность, зазоры. Поэтому при том же внешнем спектре случайных нагрузок изношенная машина будет обладать уже иными динамическими характеристиками, в результате чего она может стать неработоспособной. (

ческих параметров машин изучено более полно, то изменение динамических характеристик машин при их износе находится в начальной стадии исследований. Вместе с тем для многих машин, особенно быстроходных и тяжелонагруженных, именно динамика лимитирует допустимые величины износов и ресурс изделия. Связь износа с динамическими характеристиками достаточно сложна, так как в уравнениях динамики появляются члены, зависящие от времени и имеющие случайную природу. Раскрытие этих закономерностей позволит объяснить многие сложные явления, связанные не только с изменением выходных параметров машины во времени, но и с отказами функционирования из-за разрушения ее элементов. Последнее часто является следствием возрастания динамических нагрузок в машине при износе ее элементов.

Здесь т — фактор Тейлора; 3 — некоторая константа, связанная со скоростью деформации и динамическими характеристиками источников скольжения; Т — абсолютная температура; k — константа Больцма-на; U0 — энергия активации движения полных дислокаций скольже-

помещения шума пропорционален квадрату колебательной скорости вибрирующей пластины. Колебательная скорость имеет максимальные значения на резонансных частотах, совпадающих с возбуждающими частотами источника. Излучаемая при этом звуковая энергия определяется величинами действующих сил, их частотным составом, динамическими характеристиками машины и режимом ее работы, а также линейными размерами детали.

Существенную роль для исследования колебательных процессов в системах играет информация, характеризующая свободные колебания — собственные частоты, формы свободных колебаний, скорости затухания этих колебаний. Указанные факторы являются динамическими характеристиками системы; они во многом характеризуют в целом динамическую индивидуальность системы, определяющую ее свойства не только при свободных колебаниях, но и при других колебательных процессах.

Для управления объектами с изменяющимися статическими и динамическими характеристиками разработан регулятор качества переходных процессов. Регуляторы прошли промышленные испытания на заводах цветной металлургии и приняты для автоматизации новых технологических процессов. Система регулирования толщины горячекатаного стального листа по методу самоустанавливающейся программы, разработанная в 1957 г. и в настоящее время эксплуатирующаяся на одном из непрерывных станов, предназначена для ликвидации продольной разнотолщинности горячекатаных полос.

Важнейшими динамическими характеристиками машинного агрегата являются: а) равномерность вращения диска 2 (имитирующего выходное звено); б) момент сил упругости вала, соединяющего диски 1 и 2; в) вращающий момент двигателя.