Науковий вісник НГУ

Вібраційно-відцентрове поверхневе зміцнення бурових і обсадних труб

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Геотехнічна і гірнича механіка, машинобудування

Останнє оновлення: 08 листопада 2018

Опубліковано: 29 жовтня 2018

Перегляди: 2987

Authors:

І. С. Афтаназів, Доктор технічних наук, професор, orcid.org/0000-0003-3484-7966, Національний університет „Львівська політехніка“, м. Львів, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Л. І. Шевчук, Доктор технічних наук, проф., orcid.org /0000-0001-6274-0256, Національний університет „Львівська політехніка“, м. Львів, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Л. Р. Струтинська, Кандидат  економічних наук, доцент, orcid.org/0000-0002-0401-5475, Національний університет „Львівська політехніка“, м. Львів, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

О. І. Строган, Кандидат технічних наук, orcid.org/0000-0002-1790-6736, Національний університет „Львівська політехніка“, м. Львів, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Abstract:

Мета. Створення нових конструкцій устаткування для зміцнення бурових і обсадних труб поверхневим пластичним деформуванням, визначення конструктивних і технологічних параметрів вібраційно-відцентрового зміцнення довгомірних деталей.

Методика. На підставі теорії статичної подібності втомного руйнування запропонована методика визначення зменшення маси та матеріалоємності циліндричних деталей у результаті ефективного зміцнення їх внутрішніх і зовнішніх циліндричних поверхонь вібраційно-відцентровою обробкою.

Результати. На підставі досвідупромислового використання вібраційно-відцентрової обробки для зміцнення барабанів і реборд коліс літаківстворені нові конструктивні схеми оригінальних пристроїв для зміцнення бурових і обсадних труб геологорозвідувальних свердловин. Відраційно-відцентрову зміцнювальну обробку доцільно використовувати на завершальному етапі виготовлення труб з метою підвищення їх надійності та довговічності, а також зменшення маси. Ця зміцнювальна технологія належить до групи динамічних методів поверхневого пластичного деформування, відрізняється спроможністю забезпечення значних, співрозмірних карбуванню, сил деформування матеріалу зміцнювальних деталей у поверхневих його прошарках. Для деталей із конструкційних сталей вібраційно-відцентрова зміцнювальна обробка забезпечує товщину зміцненого прошарку матеріалу в межах 0,15‒0,20 мм, формування в ньому залишкових напружень стиску значного градієнту, підвищення поверхневої мікротвердості. Завдяки технологічному використанню значних сил інерції масивних зміцнювачів, що у процесі зміцнювальної обробки обкочуються по поверхні, забезпечується ефективне зміцнення металу оброблюваних поверхонь, формування в товщі матеріалу залишкових напружень стиску. Таке ефективне зміцнення як зовнішніх, так і внутрішніх протяжних поверхонь дозволяє на 15‒20 % зменшити масу довгомірних сталевих деталей. Цим забезпечується певний економічний ефект, залежний від вартості матеріалу деталей. Уперше описані принципові схеми устаткування для зміцнення вібраційно-відцентровою обробкою внутрішніх та зовнішніх циліндричних поверхонь довгомірних деталей, у тому числі і бурових та обсадних труб. Запропоновані конструкції зміцнювального устаткування прості за конструктивною будовою, не передбачають потреби в обслуговуючому персоналі високої кваліфікації, високої продуктивності та енергоощадності.

Наукова новизна. Створені конструкції обладнання для зміцнення протяжних зовнішніх, а особливо, внутрішніх поверхонь циліндричних довгомірних деталей не мають аналогів у світовій практиці. Завдяки цим конструкціям суттєво розширюються галузі ефективного застосування поверхневого зміцнення.

Практична значимість. Полягає у зменшені матеріалоємності довгомірних деталей, що зміцнені на запропонованих конструкціях устаткування. На 2‒3-х кілометровій геологорозвідувальній свердловині зменшення внаслідок зміцнювальної обробки на 15‒20 % маси труб бурової колони дозволить економити близько 30‒40 тон вартісної конструкційної сталі. Широке промислове впровадження вібраційно-відцентрового зміцнення та запропонованого устаткування для його реалізації дозволить також підвищити надійність і довговічність доволі широкого класу циліндричних довгомірних деталей.

References.

1. Lototska, O. I., 2008. Increasing performance characteristics of printing machine parts. Technology and Technique of Typography, 3‒4, pp. 16‒20. DOI: 10.20535/2077-7264.2(28).2010.56079.

2. Kusyi, Ya. M. and Kuk, A. M., 2015. Developing the method of vibrational-centrifugal strengthening for technical support of machine part reliability. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1/7(73), pp. 41‒51. DOI: 10.15587/1729-4061.2015.36336.

3. Shyrokov, V. V., Kusyi, Ya. M., Aftanaziv, I. S., Borovets, V. M. and Kuk, A. M., 2010. Developing techniques for improving performance characteristics of oil and gas equipment parts. In: 10^th International Conference. Efficiency of implementing scientific, resource and industrial capacity in modern conditions. 2010. Slavske, Ukraine, pp. 243‒246. DOI: 10.15587/1729-4061.2015.36336.

4. Kusyi, Ya. M. and Topilnytskyi, V. H., 2013. Research on the quality of the surface of vibrationally-displaced machine parts. Visnyk Natsionalnoho Universytetu “Lvivska Politekhnika”. Series “Optimization of Production Processes and Engineering Control in Machine Building and Tool Engineering”, 772, pp. 196‒201.

5. Kusyj, Ya. and Topilnitskiyy, V., 2009. Calculatoions of vibratory-centrifugal strengthening treatment’s dynamics by means of application software. In: Book of abstracts XVII Polish-Ukrainian Conference on “CAD in Machinery Design-Implememtation and Educational Problems”, pp. 25‒26. DOI: 10.15587/2312-8372.2015.3767.

6. Kusyj, J., Kuk, A. and Topilnytskyy, V., 2018. Vibratory-centrifugal strengthening’s influence on failure-free parameters of drilling pumps bushings. Technology Audit and Production Reserves, 1(39), pp. 4‒12. DOI: 10.15587/2312-8372.2018.123838.

7. Aftanaziv, I. S. and Shevchuk, L. I., 2018. Device for strengthening inner cylinder-shaped surfaces of long-length parts by surface plastic deformation. Ukraine. Pat. 116268.

8.Kuzin, O., Kusyj, J. and Topilnytskyy, V., 2015. Influence of technological heredity on reliability parameters products. Technology Audit and Production Reserves, 1(21), pp. 15‒21. DOI: 10.15587/2312-8372.2015.37678.

9. Mironov, A. V. and Redreev, G. V., 2014. On strengthening the surface of parts by plastic deformation. Bulletin of Omsk State Agrarian University, 3(15), pp. 35‒38.

10. Kravchuk, V. S., Dashchenko, A. F. and Lymarenko, A. M., 2016. Grapho-analytical method for determining strengthening effect of machine parts strengthened by surface method. In: Collection of research papers of Odesa State Academy of Technical Regulation, pp. 79‒82.

11. Aftanaziv, I. S. and Shevchuk, L. I., 2018. Technique for strengthening inner cylinder-shaped surfaces of artillery gun tubes by surface plastic deformation. Ukraine. Pat. 116266.

 повний текст / full article

• < Попередня