Диаметр воздухопровода от компрессора до воздухосборника, м: d = 2*(Q/ 
* 
)0,5,
где: Q =объем сжатого воздуха, проходящий по воздухопроводу, м3; = 5 - 10 м/сек – допустимая скорость воздуха в воздухопроводе.
Из примера (см. п.6) объемный расход воздуха равен 3 м3/мин (0,05 м3/сек), тогда диаметр воздухопровода, м:
d = 2*(0,05 / 3,14*10)0,5 = 0,08.
Контрольные вопросы.
1. Какова задача поверочного расчета муфт?
2. Представьте математическое выражение для коэффициента запаса надежности муфты.
3. Как рассчитать крутящий момент, передаваемый муфтой?
4. Какова кратность пускового момента на электродвигателе по отношению к номинальному?
5. Как рассчитать центробежную силу, отжимающую колодки тормоза от барабана?
6. Каков должен быть коэффициент надежности муфты?
7. Какие потребители воздуха учитываются при расчете количества воздуха, необходимого для управления установкой?
8. Как определить требуемый объем воздухосборника?
9. Как определить диаметр воздухопровода?
Тема 12. Расчет роторов.
1. Цель работы. Освоить методику расчета роторов.
2. Мощность, передаваемая на ротор:
NP=(Nx+Nд)/ 
р, (I)
где Nx и Nд - мощность, затрачиваемая соответственно на холостое вращение труб и разрушение пород, кВт;
р = 0,9 – 0,95 – к.п.д. ротора.
Nx=c* p* d2*L*n1,7*10-5 (2)
Здесь р —плотность бурового раствора; d — наружный диаметр бурильных труб, м; L — длина бурильных труб, м; n — частота вращения бурильной колонны, об/мин;
с — коэффициент, учитывающий угол искривления скважины:
Угол искривления, градус…6 6 - 9 10 - 25 26 - 35
Коэффициент с………….19 - 29 30 - 34 35 - 46 47 - 52
Nд = 3,5*k*Рд*Dд*n*10-2 (3)
где k = 0,2 - 0,3 — для изношенного шарошечного долота;
k = 0,1 - 0,2 — для нового долота при бурении в твердых породах;
Рд—нагрузка на долото, кН;
Dд—диаметр долота, м.
3. Долговечность ротора зависит в основном от конструкции, качества изготовления, действующих на него нагрузок и ухода за ним. Наиболее уязвимые элементы ротора — его коническая зубчатая передача и опоры стола. Поскольку размеры ведомого колеса определяются конструктивно диаметром проходного отверстия стола ротора, число его зубьев выбирают в зависимости от модуля, получаемого расчетным путем, и передаточного отношения u = 2,5 - 4. Модуль зубчатых конических колес обычно находится в пределах 10—20 мм.
Для обеспечения надежной и бесшумной работы конические зубчатые колеса передачи изготовляют с круговым или тангенциальным зубом с углом наклона до 30°. Так как окружные скорости конической передачи достигают 15—20 м/с и более, то их изготовляют не ниже 6 степени точности по ГОСТ 1758—81. Ширина зубчатых колес b = 0,2E, где Е — конусная дистанция. Колеса изготовляют из легированных сталей и после нарезки зуба их поверхность подвергают термической обработке до твердости 50—58 HRC. Обработка осуществляется токами высокой частоты (ТВЧ) либо с нагревом пламенем горелки и последующим охлаждением водой.
Подшипники стола ротора обычно шариковые упорно-радиального типа, так как в роторах скорости движения тел качения очень высокие, а число тел качения большое. В опорах ведущего вала применяют стандартные роликоподшипники почти всех типов. Наиболее нагружен подшипник, установленный у ведущего конического колеса, так как он обычно воспринимает радиальную и осевую нагрузки. В связи с этим в опоре применяют мощный сдвоенный конический роликоподшипник, а в опоре на другом конце ведущего вала устанавливают цилиндрический роликоподшипник, что позволяет компенсировать тепловое удлинение вала, не нарушая регулировку установки и зазор в коническом зацеплении.
Ведущий вал монтируется в стакане на подшипниках, так как необходимо регулирование конического зацепления передачи и одновременно зазоров в коническом подшипнике. Регулировку обычно осуществляют набором тонких металлических пластин, устанавливаемых между корпусом ротора и фланцем стакана, а также между стаканом и крышкой, прижимающей подшипник.
Действующие нагрузки на элементы ротора определяют общепринятыми при расчете деталей машин методами. Размеры опор стола ротора выбирают по конструктивным соображениям в зависимости от диаметра проходного отверстия стола ротора, а число тел качения и их размеры — в зависимости от величин действующих нагрузок. Долговечность опор ротора обычно принимают 3000 ч при эквивалентной динамической нагрузке, создаваемой при вращении бурильной колонны заданной длины при частоте вращения ее 100 об/мин. Если расчет показывает, что ротор удовлетворяет этой долговечности, то его можно применить для выбранной бурильной колонны.
Примеры расчетов
Пример. 1
