Основы ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

ОПИСАНИЕ БУРОВОГО ТРЕХШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА В МОДУЛЬНОМ ПРЕДСТАВЛЕНИИ

Буровое трехшарошечное долото является породоразрушающим ин­струментом при бурении скважин. Оно состоит (рис. 1.4.25) из трех сек­ций, каждая из которых содержит лапу 1, опорный подшипник, состоя­щий из двух наборов цилиндрических роликов 2, 3 и набора шариков 4, насадку 5 гидромониторного канала, замковый палец б и шарошку 7 с зубками в количестве 28 штук. Лапа каждой секции представляет собой сектор в виде двугранного угла в 120°, вследствие чего три соединенные лапы образуют в поперечном сечении круг, а наборы роликов и шариков образуют соответствующие подшипники. В процессе бурения скважины долото вращается и совершает поступательное движение, одновременно вращаются и шарошки, разрушая породу.

ОПИСАНИЕ БУРОВОГО ТРЕХШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА В МОДУЛЬНОМ ПРЕДСТАВЛЕНИИ

6) б)

Рис. 1.4.25. Буровое трехшарошечное долото:

А - общий вид; б - схема базирования секций долота с помощью трех штифтов; в - схема базирования секций долота с помощью двух пар штифтов 8,9 и 10,11

Для описания долота в модульном исполнении сначала строится граф 1 его сборочных единиц и деталей. Построение должно начинаться с определения базовой детали, однако конструкция трехшарошечного бу­рового долота отличается отсутствием базовой детали, поэтому его назы­вают бескорпусным долотом. Такое решение объясняется дефицитом пространства, в которое должно вписываться долото.

Как следует из сборочного чертежа, отсутствие базовой детали у до­лота привело к дефекту его конструкции, заключающемуся в наличии степеней свободы у каждой секции. Действительно, секции в долоте со­единяются друг с другом посредством совмещения плоскостей двугран­ного угла их лап. Такое базирование секций оставляет каждой из них два перемещения на плоскости двугранного угла лапы и одно вращение во­круг оси, перпендикулярной к плоскости двугранного угла.

Неподвижность секций долота достигается их сваркой в стыках лап Чтобы осуществить сварку секций, необходимо предварительно их сори­ентировать относительно друг друга, для чего в конструкцию долота вве­дены три технологических штифта цилиндрической формы, с помощью которых соединяются все секции.

Относительная ориентация секций долота и обеспечение постоянст­ва их положения до сварки осуществляется следующим образом. Одну из секций условно выбирают в качестве базовой и к ней присоединяют вто­рую секцию, а ко второй секции присоединяют третью секцию.

Чтобы построить граф 1 долота, надо знать подчиненность всех де­талей долота, а для этого необходимо установить схемы базирования ка­ждой детали и сборочной единицы. В результате ввода трех технологиче­ских штифтов базирование одной секции относительно другой осуществ­ляется по плоскости двугранного угла и цилиндрическому штифту (рис. 1.4.25, 6). Контакт по плоскости лишает секцию трех степеней сво­боды, а контакт с цилиндрическим штифтом - двух степеней свободы. В итоге у каждой секции остается по одной степени свободы вращение вокруг цилиндрического штифта. Следовательно, имеют место неполные комплекты основных и вспомогательных баз. Наличие указанных степе­ней свободы затрудняет фиксирование положения секций перед сваркой. С целью облегчения фиксации секций относительно друг друга введен третий штифт, соединяющий первую и третью секции. Однако введение третьего штифта нарушает правило шести точек, согласно которому для лишения шести степеней свободы необходимо и достаточно шести опор­ных точек. С вводом третьего штифта количество базирующих точек увеличивается до девяти, а какие шесть из них будут образовывать фак­тическую схему базирования, зависит от случайных причин.

Избыточное число базирующих точек приводит к следующему. На сборку поступают лапы с погрешностями расположения осей отверстий под штифты, диаметров отверстий и штифтов относительно друг друга. Из-за погрешностей при монтаже секции ///третий штифт может не вой­ти в отверстие лапы этой секции. В этом случае его ввод в отверстие на­рушит контакт плоскостей двугранных углов лап секций II и III. С тем, чтобы избежать этого и обеспечить прилегание плоскостей лап, зазор в штифтовом соединении третьего штифта увеличивают. Однако увеличе­ние зазора снижает точность базирования.

Таким образом, введением третьего штифта добились лишь облег­чения соединения секций в долото, но при этом относительная подвиж­ность секций сохранилась.

Указанная неопределенность базирования, как уже отмечалось, за­трудняет установление фактических схем базирования секций в долоте. Поэтому при построении графа 1 были приняты следующие условия. За базовую деталь / долота была принята лапа одной из трех секций, кото­рую будем в дальнейшем считать секцией /, все детали этой секции бу­дем считать принадлежащими непосредственно долоту. Дальнейшая под­чиненность деталей долота определяется следующим образом. В лапу 1 вставляется технологический штифт 8 (рис. 1.4.25, б) и они вместе обра­зуют неполный комплект баз для секции II (сборочная единица С1). В свою очередь лапа секции II со вставленным в нее технологическим штифтом 9 образуют неполный комплект баз для секции 111 (сборочная единица С'2), а третий технологический штифт 10 входит одновременно в лапы секций 111 и 1.

При таком базировании графа 1 (рис. 1.4.26) долота видна структура долота, состоящего из двух сборочных единиц - С1 и С2. двух наборов роликов 2, 3 и одного набора шариков 4, насадки 5 гидромониторного канала, замкового пальца 6, шарошки 7 и трех технологических штифтов 8, 9, 10 и зубков 11. ..38.

Поскольку опорный подшипник состоит из двух наборов цилиндри­ческих роликов и набора шариков, и каждый из перечисленных элемен­тов в одном наборе имеет одинаковую схему базирования, то на графе 1 все они, находящиеся в одном наборе, имеют один номер.

Как следует из графа 1, базой С'1 являются детали / и 8, базой С2 - сборочная единица С'1 и деталь 9, а деталь 10 одновременно связана со сборочной единицей С'2 и деталью /. Наличие третьего штифта 10 приво­дит к тому, что С2 превращается в его конструкторскую базу и деталь 10

ОПИСАНИЕ БУРОВОГО ТРЕХШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА В МОДУЛЬНОМ ПРЕДСТАВЛЕНИИ

Рис. 1.4.26. Граф 1 бурового трехшарошечного долота с тремя штифтами

Оказывается одновременно принадлежащей двум деталям. Этот конст­руктивный недостаток приводит к нарушению структуры графа, когда С2 имеет лишнюю связь. Отсюда следует, что анализ структуры графа мо­жет показывать ошибки в конструкции изделия.

Чтобы устранить этот недостаток долота, было решено внести изме - ния в его конструкцию. В качестве базовой детали долота была принята лапа 1 секции I и, для обеспечения определенности базирования на ней, секций II и ///; у базовой детали (лапа 1) на каждой плоскости ее дву­гранного угла было смонтировано по паре штифтов 8, 9 и 10, 11. При этом в каждой паре штифтов один штифт является цилиндрическим, а другой - срезанным. Таким образом, каждая плоскость двугранного угла базовой лапы 1 вместе с парой штифтов (см. рис. 1.4.25, в) образуют два полных комплекта вспомогательных баз (Б322), а две другие лапы имеют по одному ответному полному комплекту основных баз (Б321), с помо­щью которого присоединяются к первой лапе. Базируясь по ним, секции // и ///лишаются всех степеней свободы. С учетом этих изменений граф I теперь принял вид, представленный на рис. 1.4.27. Как видно из графа 1, характерной чертой долота является то, что деталь 7 устанавливается на комплект вспомогательных баз, образованных поверхностями трех дета­лей (тремя подшипниками: двумя роликовыми и одним шариковым).

В соответствии с графом 1 (рис. 1.4.27) была составлена табл. 1.4.9, в которой дано описание информации с графа 1.

Следующим шагом является построение графа 2 деталей долота, для чего каждая сборочная единица представляется графом их деталей.

Таблица 1.4.9

Уровень

Сборочная единица

Деталь

А\

-

1

А2

8/1; 9/1; 2/1; 3/1; 4/1; 5/1; 6/1; 10/1; 11/1

A3

С1/1, 8, 9; С2/1, 10, 11

7/2, 3, 4

А4

-

12/7; 13/7; ... 39''7

ОПИСАНИЕ БУРОВОГО ТРЕХШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА В МОДУЛЬНОМ ПРЕДСТАВЛЕНИИ

Рис. 1.4.27. Граф 1 бурового трехшарошечного долота с двумя парами штифтов

Сборочная единица С'1 состоит из базовой детали - лапы 40 и смон­тированных на ней двух наборов цилиндрических роликов 41, 42, набора шариков 43, насадки 44 гидромониторного канала, замкового пальца 45 и шарошки 46 с 28 зубкам и (от 47 до 74). Сборочная единица С'2 содержит тот же состав деталей - лапу 75 (базовая деталь), два набора цилиндриче­ских роликов 76, 77, набор шариков 78, насадку 79 гидромониторного канала, замковый палец 80 и шарошку 81 с 28 зубками (от 82 до 109), как это видно на графе 2 (рис. 1.4.28).

Теперь установим все МС, с помощью которых соединяются детали долота, и укажем их на ребрах графа 2. Как цилиндрический, так и сре­занный штифты соединяются с лапой 1 путем совмещения модуля Б311 лапы 1 с модулем Б312 штифта, образуя МС4. При этом надо отметить, что модули Б311 и Б312 являются неполными комплектами баз и совме­щаются по неподвижной посадке. Эта неопределенность базирования в условиях неподвижной посадки не влияет на построение графа 2. С по­мощью МС4 соединяется и каждый зубок с шарошкой.

Чтобы определить модули соединения роликов и шариков с цапфой лапы и шарошкой, необходимо провести анализ их базирований.

Если рассматривать базирование каждого ролика, то он как подвиж­ный элемент имеет линейный контакт с цапфой и лишен только двух сте­пеней свободы. Аналогично и шарик лишен только одной степени свобо­ды, так как контакт его с цапфой носит точечный характер.

Принимая во внимание, что совокупность роликов и шариков обра­зуют подшипники, условимся рассматривать набор роликов как втулку, состоящую из бесконечно большого числа роликов, а набор шариков как кольцо, состоящее из бесконечно большого числа шариков. Тогда соеди­нение набора роликов с цапфой будет представлять собой совмещение отверстия втулки с цапфой. Отсюда два набора цилиндрических роликов

ОПИСАНИЕ БУРОВОГО ТРЕХШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА В МОДУЛЬНОМ ПРЕДСТАВЛЕНИИ

Рис. 1.4.28. Граф 2 деталей бурового трехшарошечного долота с двумя парами штифтов

И набор шариков образуют "втулку", которая своим отверстием и бурти­ком (кольцо из шариков) составят модуль БЗ 11 в виде неполного ком­плекта баз. Это означает, что "втулка" может вращаться вокруг своей оси на цапфе, которая представляет собой модуль Б312. Таким образом, со­единение цапфы с "втулкой" представляет собой МС4.

Соединение шарошки с роликами и шариками тоже следует рас­сматривать как совмещение модуля Б311 внутреннего отверстия шарош­ки и канавки под шарики с наружной цилиндрической поверхностью "втулки" с "буртиком". В итоге получился модуль Б312. Совмещение мо­дуля Б311 шарошки с модулем Б312 "втулки" дает МС4. Поскольку мо­дули Б311 и Б312 являются неполными комплектами баз, то шарошке оставляется возможность вращения вокруг своей оси.

В случае, когда несколько деталей образуют один комплект баз, от модуля соединения на графе 2 наносятся линии к каждой из этих деталей, например, детали 2, 3, 4.

Насадка 5 гидромониторного канала устанавливается в отверстие ла­пы с помощью цилиндрической наружной поверхности и торца, образую­щих модуль Б312, ответным ему в лапе будет модуль Б311, образованный отверстием и кольцеобразным торцом. Таким образом, соединение каждой насадки 5, 44, 79 гидромониторных каналов соответственно с лапами У, 40, 75 осуществляется с помощью МС4. Такие же модули соединения имеют место при монтаже замковых пальцев б, 45, 80 с лапами соответственно У, 40, 75.

Таблица 1.4Л0

Уровень

Деталь

Б1

1

Б2

8/1 (МС4); 9/1 (МС4); 2, 3, 4/1 (МС4); 5/1 (МС4); 6/ЦМС4); 10/ЦМС4); 11/1(МС4)

БЗ

40/1,8, 9(МС5), 7/2, 3,4(МС4); 75/1, 10, 11(МС5)

Б4

41,42, 43/40(МС4); 44/40(МС4); 45/40(МС4); 12/7(МС4); 13/7(МС4); ... 39/7(МС4); 76, 77, 78/75(МС4); 79/75(МС4); 80/75 (МС4)

Б5

46/41,42, 43(МС4); 81/76, 77, 78(МС4)

Б6

47/46(МС4); 48/46(МС4); ... 74/46(МС4), 82/81 (МС4); 83/81 (МС4); ... 109/81 (МС4)

Другая сборочная единица С2 полностью идентична СМ, поэтому ее граф будет таким же. Заменив в графе сборочных единиц и деталей сбо­рочные единицы (71 и С2 графами их деталей, і;;ідучим граф деталей до­лота (рис. 1.4.28). Его описание приведено в табл. 1.4.10.

Теперь перейдем к построению графа 3 МП. МС долота. Для & строения нужно каждую деталь долота »,:мсииг. ,w. южество МП.!• скольку в традиционном исполнении чертежей де иней информация и составляющих их МП отсутствует, то на рис. 1.4.29 - 1.4.36 включитель­но приведены эскизы деталей долота с указанием составляющих их МП и графами. Надо отметить, что у таких деталей, как ролик и шарик, отсут­ствуют МПБ. Объясняется это тем, что они являются подвижными эле­ментами. В том случае, когда они неподвижны, т. е. когда они не выпол­няют своих служебных функций, их рабочие поверхности переходят в категорию базирующих поверхностей. Однако, на чертеже указываются МГІ только исходя из служебного назначения деталей.

На эскизах лап долота не указывались МПС, которые получаются на этапе изготовления заготовки и дальнейшей обработке не подвергаются. Рассмотрим состав МП каждой детали долота. Из трех лап долота лапа / выполняет роль базовой детали, поэтому ее надо рассматривать отдельно. Но общим для всех лап долота является то, что они непосредственно не участвуют в рабочем процессе, а выполняют роль базовых деталей для монтажа на них других деталей.

Лапа 1 (рис. 1.4.29, а) содержит 4 МГІБ, 8 МПР и 8 МПС, всего 20 MIL Из них шесть МП, как следует из графа, служат конструкторски­ми базами для других MIL После монтажа на лапе четырех штифтов на обеих плоскостях двугранного угла вместо двух модулей Б321 будут об­разованы два модуля Б322.

Лапы 2 и 3 (см. рис. 1.4.29, а) содержат З МІ1Б, 8 MI1P и 8MIIC итого 19 МП. Из них шесть МП являются конструкторскими базами для других МГІ Количество МПБ сократилось за счет того, что лапы 2 и 3 устанавливаются на лапе У модулем Б321.

Шарошка (рис. 1.4.30) предназначена для участия в рабочем про­цессе - дроблении породы, и потому имеет одну степень свободы - вра­щение на цапфе лапы. На ней устанавливаются твердосплавные зубки путем совмещения модуля Б311 шарошки с модулем Б312 зубка по не­подвижной посадке.

ОПИСАНИЕ БУРОВОГО ТРЕХШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА В МОДУЛЬНОМ ПРЕДСТАВЛЕНИИ

Frl3C112|| |Ї4СЇ12| 115С122ЦЇ6Р1Ї2І [І7РЇЇ2І |7СЩ І10С122І

І12С122І

Рис. 1.4.29. Лапа долота:

А - эскиз лапы; б - граф лапы І, е - граф лап 2, З

|2-17|Б311|

30-45

С121

ОПИСАНИЕ БУРОВОГО ТРЕХШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА В МОДУЛЬНОМ ПРЕДСТАВЛЕНИИ

Рис. 1.4.30. Шарошка долота:

А - эскиз шарошки; б - граф МП шарошки

6)

Шарошка устанавливается на цапфе лапы через подшипник, образо­ванный двумя наборами цилиндрических роликов и одним набором ша­риков. В связи с этим шарошка имеет комплект основных баз - модуль Б311, состоящий из двух поверхностей цилиндрического отверстия, и одной сферической поверхности под шарики. Эти поверхности образуют неполный комплект баз, оставляющий шарошке одну степень свободы.

Количество зубков, устанавливаемых на шарошке, равно 28, поэто­му под них она содержит 28 модулей Б311, с учетом еще одного Б311, всего МПБ равно 29 и 36 МПС; итого шарошка содержит 65 МП.

ОПИСАНИЕ БУРОВОГО ТРЕХШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА В МОДУЛЬНОМ ПРЕДСТАВЛЕНИИ

Рис. 1.4.31. Насадка гидромониторного канала:

А - эскиз насадки; б - граф МП насадки

Рис. 1.4.32. Замковый палец долота:

А - чеки.! замкового пальца: б - граф МП замкового пальца

Насадка гидромониторного канала (рис. 1.4.31, а) состоит из ком­плекта основных баз в виде модуля Б311 и рабочей поверхности - модуля Р21, предназначенного для прохождения струи промывочной жидкости и трех МПС. Итого насадка содержит 5 МП.

Замковый палец (рис. 1.4.32. а) содержит модули: БЗ 12. Р21, С112 и пять С122.

Зубок (рис. 1.4.33, а) содержит модули БЗ 12. Р22, Р122 и С122.

Ролик (рис. 1.4.34, а) содержит модули Р122. два С112 и два С122.

Шарик состоит только из одного модуля Р22

ОПИСАНИЕ БУРОВОГО ТРЕХШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА В МОДУЛЬНОМ ПРЕДСТАВЛЕНИИ

Рис. 1.4.33. Зубок долота:

А - эскиз зубка: о - граф МП з>бка

А) 4 С112

5

С122

1 1

1

Р122

1

1

2

С122

З С112

О)

I! р122

F—

З

С112

І L.

С122І

-Т С І

I-- г --- —)

5 СШ

Рис. 1.4.34. Ролик подшипника долота:

А - эскиз ролика; б - граф МП ролика

Б)

5 С122

Б312

"Л 4І С112

2

Б312

3

С122

5 С122

И

С122І

Б312

Б312

Рис. 1.4.35. Цилиндрический штифт долота: а - эскиз цилиндрического штифта; б - граф МП цилиндрического штифта

А) І 2І С122

ОПИСАНИЕ БУРОВОГО ТРЕХШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА В МОДУЛЬНОМ ПРЕДСТАВЛЕНИИ

1

Б312

8

С112

7

Б312

6

С112

Б)

4

С122

5

С112

6

С112

8

С112

Рис. 1.4.36. Срезанный штифт:

А - эскиз срезанного штифта; б - граф МП срезанного штифта

Графы МП замкового пальца, зубка и ролика приведены соответст­венно на рис. 1.4.32,6, 1.4.33,6, 1.4.34,6.

Технологический штифт цилиндрический (рис. 1.4.35, а) содержит модули: два Б312, один С112 и два С122.

1

Б312

2

С122

Технологический штифт срезанный (рис. 1.4.36, а) содержит моду­ли: два Б312, четыре С112 и два С122. Графы МП цилиндрического и срезанных штифтов приведены на рис. 1.4.35, б и 1.4.36, б.

Заменив в графе деталей долота (рис. 1.4.28) все детали графами их МП, получим граф МП, МС долота, приведенный на рис. 1.4.37.

В итоге буровое трехшарошечное долото содержит 997 МП (рис. 1.4.38, а), двенадцать наименований из 26 возможных. Количество МС составило 105 штук всего двух наименований из семи (рис. 1.4.38, б).

Для проведения размерного анализа конструкции бурового трехшаро - шечного долота воспользуемся графами 2 (см. рис. 1.4.28) и 3 (см. рис. 1.4.37).

Долото имеет рабочие поверхности - поверхности зубчатых венцов шарошек. Основными базами долота является резьбовая поверхность ниппельной части долота.

К основным параметрам бурового трехшарошечного долота, кото­рые ограничены допусками, относятся диаметр долота, разновысотность зубков шарошек, радиальное биение диаметрального размера долота от­носительно резьбы ниппельной части долота и радиальные биения ша­рошек относительно цапфы лапы.

Выполнение перечисленных выходных параметров долота в задан­ных пределах обусловлено точностью изготовления составляющих звеньев, образующих конструкторские размерные цепи.

В задачу размерного анализа конструкции долота входит выявление конструкторских размерных цепей выходных параметров долота, про­верка обеспечения их норм точности допускам составляющих звеньев и определении методов достижения норм точности, заложенных в конст­рукции долота.

С помощью графов 2 (см. рис. 1.4.28) и 3 (см. рис. 1.4.37) построим размерные цепи, замыкающими звеньями которых являются диаметр до­лота (Лд), разновысотность (£д) зубков шарошек и величины смещений (радиальные биения ) (5д) образующих конуса каждой шарошки относи­тельно их цапф (см. рис. 1.4.25, а).

Под диаметральным размером долота понимается диаметр условной окружности бурового трехшарошечного долота, проведенной через наи­более удаленные калибрующие зубья трех шарошек относительно оси резьбовой поверхности ниппельной части долота. Эти зубки лежат на радиусах, расположенных под углом 120°. Итак,

Аа (А'д, А", А"') - размер диаметра долота;

£д - разновысотность долота, выраженная как расстояние между крайними точками вершин конусов шарошек секций I и II (Б! А) и секций

Fa III

Щ

311 \

Lz_

|58jC112f

|5Э|С112| |г-17|Ь311 Ц18-25

Б311 ||j|26-?9 ІБ311 О |60|С12і|

|61ІС111І

Н І

L

1

|62|С111| |63|С1?1| 130-45 |С1?1 1 (46-53

С1211 |54-Ь7

С1211 164|С121| |65|С112|

ОПИСАНИЕ БУРОВОГО ТРЕХШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА В МОДУЛЬНОМ ПРЕДСТАВЛЕНИИ

Vo

О

2

>

С

ОПИСАНИЕ БУРОВОГО ТРЕХШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА В МОДУЛЬНОМ ПРЕДСТАВЛЕНИИ

ОПИСАНИЕ БУРОВОГО ТРЕХШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА В МОДУЛЬНОМ ПРЕДСТАВЛЕНИИ

ОПИСАНИЕ БУРОВОГО ТРЕХШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА В МОДУЛЬНОМ ПРЕДСТАВЛЕНИИ

Рис. 1.4.37. Граф 3 МП, МС бурового трехшарошечного долота

£МС=105шт.

/03

250

100

Лд-величина наибольшего смещения образующей конуса шарошки относительно оси цапфы лапы долота (поскольку у долота три шарошки, то и замыкающих звеньев тоже будет три - В1, В1, в) (см. рис. 1.4.39, а).

Сложность построения размерных цепей заключается в том, что ось резьбы ниппеля образуется после сборки долота. Поэтому строить раз­мерные цепи А, Б и В надо от базовой детали, в качестве которой высту­пает лапа / секции I.

Соединив калибрующие зубки трех шарошек, через которые про­ведена окружность, с осью резьбы ниппеля, получим три отрезка (/4д, А", а"'примем их за замыкающие звенья трех размерных цепей, образующих величину диаметрального размера окружности долота.

Поскольку все размерные цепи, обозначенные одной буквой (А1, А", Аш\ Б1, Б"; В1, В", /г'), идентичны, то ведем построение только по одной из них. Итак, размерные цепи А, Б и В строятся от лапы /, и конкретно от модуля Б321. Сначала с помощью графа 2 выявим детали, участвующие в размерных цепях/4, Б и В; начнем с замыкающих звеньев (1.4.39): Ад - это расстояние между деталями 40 и 74, £д - это расстояние между деталями 12 и 74, 5Д - это расстояние между деталями 12 и /.

С помощью графа 2 можно сравнительно просто установить детали, участвующие своими размерами в размерных цепях А, Б, В.

С этой целью сначала нанесем на графе 2 (см. рис. 1.4.39, а) замы­кающие звенья Ад, 6д, 5д в виде отрезков, соединяющих соответствую­щие детали. Далее построим контур каждой размерной цепи из размеров, охватывающих детали, участвующие в размерных цепях. Здесь надо от­метить одно важное обстоятельство: в тех случаях, когда МП, являющий­ся комплектом основных или вспомогательных баз, образован поверхно­стями, принадлежащими разным деталям, эти детали должны быть объе­динены в один комплект (Кі). Тогда контур размерной цепи будет вклю­чать расстояния между деталями и сборочными единицами.

Из рис. 1.4.39, а с контурами размерных цепей А, Б, В видно, что размерная цепь А содержит следующие звенья: Ад - расстояние между деталями 40 и 74, А і - расстояние между деталями 74 и 46, А2- расстояние между деталью 46 и комплектом КЗ, А3 - расстояние между комплектом КЗ и деталью 40. В размерную цепь Б входят: £д - расстояние между деталями 12 и 74, Б\ - расстояние между деталями 74 и 46, Б2 - расстояние между деталью 46 и комплектом КЗ, Б3 - расстояние между комплектом КЗ и деталью 40, Б4 - расстояние между деталью 40 и комплектом К1, Б5 - расстояние между комплектами КІ и К2, Бь - расстояние между комплектом К2 и деталью 7, £7 - расстояние между деталями 7 и 12. В размерную цепь В входят: Вд - расстояние между деталями 12 и К1, В і - расстояние между комплектом К J и комплектом К2, В2 - расстояние между комплектом К2 и деталью 7, 53 - расстояние между деталями 7 и 12.

Следующим этапом в построении размерных цепей является уста­новление размеров этих деталей, являющихся составляющими звеньями. Задача решается с помощью графа 3.

На графе 3 (см. рис. 1.4.37) можно видеть МПБ, которыми детали, охваченные размерной цепью, базируются в долоте. У таких деталей зве­ном размерной цепи будет расстояние между МПБ, выступающим в роли комплекта основных баз, и МПБ - комплекта вспомогательных баз, по которому базируется другая деталь, вошедшая в состав размерной цепи.

ОПИСАНИЕ БУРОВОГО ТРЕХШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА В МОДУЛЬНОМ ПРЕДСТАВЛЕНИИ

20Б321 (1)

МС4

И

В общем случае МП является пространственной фигурой, поэтому расстояние между МП описывается тремя линейными х, у, z и тремя уг­ловыми ф, v)/, 8 размерами. Отсюда символ звена любой размерной цепи в общем случае отражает функцию шести аргументов, т. е.

Л, =f(x, y, z, ф, у, 6).

В соответствии с изложенным, с помощью графов 2 и 3 найдем зве­нья размерных цепей А, Б, В как расстояния между соответствующими МП деталей. Как уже отмечалось, с помощью графа 2 установлены дета­ли, чьи размеры являются звеньями размерной цепи, а с помощью гра­фа 3 устанавливаются МП этих деталей, ограничивающие звенья размер­ной цепи.

Запишем звенья размерных цепей как расстояния между соответст­вующими МП, как показано на рис. 1.4.39, б.

Размерная цепь А. Как следует из графа 2 (см. рис. 1 4.39, а) замы­кающее звено Ад представляет собой расстояние между деталями 74 (наиболее выступающий зубок) и 40 (лапа). При этом у детали 74 край­ним МП является модуль ЗР22, а у лапы 40 модулем, определяющим ее по­ложение на базовой лапе I долота, является модуль 1Б321 (см. рис. 1.4.37). Тогда Айзапишется как расстояние между модулями ЗР22 (74) и 1Б321 (40).

Звеном А\ является расстояние между модулями ЗР22 и 1Б312 зуб­ка 74, где модуль 1БЗ12 - комплект основных баз.

Звеном А2 является расстояние между деталями 46 (шарошка) и 74. Эти детали соединяются путем совмещения модуля 1Б312 зубка 74 с мо­дулем 29БЗ11 шарошки 46, образуя МС4. Тогда звеном А2 будет расстоя­ние между модулями 29БЗ И и 1 БЗ 11 шарошки 46.

Звеном А3 является расстояние между шарошкой 46 и комплектом КЗ деталей 41, 42, 43, образующих модуль Б312 (комплект вспомогательных баз) и модуль Б311, выступающий в роли комплекта основных баз, кото­рым комплект деталей базируется на лапе 40.

Шарошка 46 монтируется на комплекте КЗ путем совмещения моду­лей 1Б311 с Б312, образующих МС4. Тогда звеном А3 будет расстояние между модулями БЗ 12 и БЗ 11 комплекта КЗ.

Звеном А4 является расстояние между комплектом КЗ и лапой 40. Комплект КЗ монтируется на лапе 40 путем совмещения его модуля Б311 с набором модулей (18Р122, 9Р22, 11Р122) цапфы лапы, образующих мо­дуль БЗ 12. Тогда А4- это расстояние между БЗ 12 и Б321 лапы 40.

В итоге можно записать:

А'л - расстояние между модулями ЗР22 зубка 74 и 1Б321 лапы 40;

А[ - расстояние между модулями ЗР22 и 1 БЗ 12 зубка 74;

А'2 - расстояние между модулями 29Б311 и 1Б311 шарошки 46, где с помощью 1Б311 шарошка базируется на комплекте КЗ, а с помощью 29Б311 зубок 74 базируется в шарошке;

А'ъ - расстояние между модулями БЗ 12 и БЗ 11, принадлежащими КЗ-,

А'4 - расстояние между модулями цапфы лапы 40. образующими модуль БЗ 12, по которому базируется КЗ, и модулем 1Б321 лапы 40.

Сопоставление контура размерной цепи А на графе 2 (см. рис. 1.4.39, а) с размерной цепью А (см. рис. 1.4.39, б) показывает, что во втором случае размерная цепь содержит на одно составляющее звено больше. Это объ­ясняется тем, что на графе 2 составляющими звеньями размерной цепи были расстояния между четырьмя деталями. Поэтому число звеньев бу­дет меньше на единицу числа деталей, а на графе 3 звеньями размерной цепи являются размеры деталей, и потому число звеньев равняется числу деталей.

Аналогично строятся размерные цепи Б и В.

Размерная цепь Б:

Б'а - расстояние между модулями ЗР22 зубка 74 и ЗР22 зубка /2;

Б{ - расстояние между модулями ЗР22 и 1Б312 зубка 74;

Б'2 - расстояние между модулями 1Б311 и 29 Б311 шарошки 46;

Б[ - расстояние между модулями БЗ 12 и БЗ 11, принадлежащими КЗ:

Б'4 - расстояние между модулем Б312, образованного группой мо­дулей 18Р122, 9Р22, 11Р122 и модулем 1Б321, принадлежащих лапе 40;

Б'5 - расстояние между модулями 1Б321 и 20Б321 лапы 1;

Б'ь - расстояние между модулем 1Б321 и модулем Б312 (18PI22, 9Р22, IIP 122)лапы /;

Б'-, - расстояние между модулями БЗ 11 и БЗ 12 комплекта К2;

Б$ - расстояние между модулями 1Б311 (комплект основных баз) и 29БЗ11 шарошки 7;

Z>9 - расстояние между модулями 1БЗ12 и ЗР22 зубка 12.

В данной размерной цепи число составляющих звеньев больше, чем деталей, вошедших в ее контур, на две единицы. Это объясняется тем, что размерная цепь состоит из двух ветвей, замыкающихся на базовой детали лапы 1, по двум разным комплектам баз 1Б321 и 20Б321. Поэтому лапа 1 содержит два составляющих звена, из которых одно - расстояние между этими модулями, а другое - расстояние между цапфой и комплек­том основных баз.

Размерная цепь В:

5д - расстояние между модулями ЗР22 зубка 12 и Б312 (18Р122, 9Р22, 11Р122) лапы /;

В[ - расстояние между БЗ11 и БЗ12 комплекта К2\

В'2 - расстояние между модулями 1Б311 и 29Б311 шарошки 7;

В'ъ - расстояние между модулями 1Б312 и ЗР22 зубка 12.

Как следует из рис. 1.4.39, а и б, размерные цепи оказались парал­лельно связанными и имеют общие звенья. Зная величины допусков на за­мыкающие звенья, можно рассчитать величины допусков. В табл. 1.4.11 приведены основные характеристики размерных цепей.

Итак, модульное представление долота с помощью графов и соответст­вующих таблиц дает информацию о сборочных единицах, деталях, входя­щих в состав долота и его сборочных единиц, о конструкторских базах, но­менклатуре и количестве МП и МС, структуре конструкций долота (количе­стве уровней и ветвей, иерархий сборочных единиц и деталей, деталей, вы­ступающих в качестве баз), размерных цепях, их взаимосвязях, уровне точ­ности, методах достижения точности, заложенных конструктором, и др.

Наименование МП показывает его конструкцию, состав поверхно­стей, их размеры, требования к геометрической точности и качеству по­верхностного слоя.

По наименованию МС с учетом МПБ, образующих МС, устанавли­вается характер посадки соединения.

Вся эта информация о долоте при наличии технологического обес­печения на модульном уровне позволяет технологу оценить возможность изготовления долота в конкретных производственных условиях, потребно­сти в средствах технологического оснащения и ожидаемую трудоемкость.

Таблица 1.4.11

Размерная

Д, мм

Уд. мм

Т

7"ср,

Общие звенья

Цепь

Мм

А'

108,2

0,78

4

0,195

А[Б[, А'2Б'2, А'ъБ'ъ, А\Б\

Б'

0

0,9

9

0,1

БпВ[, Б'%В'г, EqSj,

В'

0

0,4

3

0,13

Примечания: Д - номинальный размер замыкающего звена: Уд - вели­чина допуска на замыкающее звено; т - число составляющих звеньев; Усс - средняя величина допуска на составляющее звено.______________________________________________________________

Основы ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

СОСТОЯНИЕ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МЕХАНОСБОРОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

ЭБ - это множество связанных между собой элементов технологи­ческих процессов, обрабатывающих и сборочных технологических систем. Связи между элементами возникают из обслуживания изделий тех­нологическими процессами, а последних - технологическими системами. В …

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МАРШРУТА И ОПЕРАЦИЙ СБОРКИ ИЗДЕЛИЯ

Разработка технологического маршрута сборки изделия начинается с установления последовательности сборочного процесса. В соответствии с делением изделия на сборочные единицы различают общую сборку из­делия и сборку его сборочных единиц. Разработку последовательности …

Разработка технологической операции

Исходными данными для разработки операции являются изготавли­ваемые на операции МП, МПИ, их МТИ, а также МТБ, заготовительные модули, тип станка, такт выпуска, общее количество изготавливаемых деталей и др. В результате …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.