Повышение ресурса подшипниковых опор шнекового става машин горизонтального бурения

• Автор: Любимов, Олег Владиславович
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 203 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Состояние вопроса по ресурсу подшипниковых опор шнекового става машин горизонтального бурения
ЕЕ Перспективы развития бурошнекового способа прокладки горизонтальных скважин
1.2. Анализ опыта эксплуатации бурошнековых машин и инструмента
1.3. Анализ существующих направлений повышения ресурса опорных узлов шнекового става машин горизонтального бурения
1.4. Предпосылки применения подшипников с твердосмазочным антифрикционным заполнителем в опорных узлах шнекового става
машин горизонтального бурения
1.5. Ц,ель и задачи исследований
Выводы
2. Теоретические исследования работоспособности радиальных подшипников
с АФЗ в опорных узлах шнекового става машин горизонтального бурения
2.1. Определение геометрических характеристик сечений радиального шарикового подшипника с АФЗ в опорных узлах шнекового става
2.2. Моделирование силовых взаимодействий деталей подшипников
с АФЗ в опорных узлах шнекового става
2.3. Уравнения движения деталей подшипников с АФЗ в опорных узлах шнекового става
2.4. Оценка характера напряженно-деформированного состояния внутренней конструкции подшипника с АФЗ в опорном узле шнекового става
Выводы
3. Экспериментальные исследования работоспособности подшипников
с АФЗ для шнекового става машин горизонтального бурения
3.1. Определение параметров сопряжений внутренней конструкции подшипника с АФЗ с его основными деталями
3.2. Определение механических характеристик при испытании
образцов из отвержденного АФЗ для опорных узлов шнекового става
3.3. Стендовые ресурсные испытания подшипников с АФЗ для опорных узлов шнекового става
Выводы
4. Обоснование технических решений по созданию конструкций необслуживаемых подшипников с АФЗ для опорных узлов шнекового става машин горизонтального бурения
4.1. Поиск новых технических решений конструкций необслуживаемых подшипников с АФЗ для опорных узлов шнекового става
4.2. Оценка влияния характеристик транспортируемой среды на работоспособность опорных узлов шнекового става машин горизонтального бурения
Выводы
Заключение
Список использованной литературы
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. В условиях рынка в различных отраслях экономики России возникает необходимость широкого внедрения комплексных технологических процессов, сочетающих в себе оптимальные решения экономических, технических, экологических и социальных проблем. Не являются исключением горнодобывающая и строительная отрасли, испытывающие в настоящее время потребность в горизонтальных скважинах различного назначения, протяженности и диаметра, которые могут быть проведены бурошнековым способом.
В горном деле горизонтальные скважины используются в сложных горногеологических условиях как для осуществления нарезных, проходческих и очистных работ, так и при выполнении вспомогательных операций (предварительное увлажнение массива, дегазация, вентиляция, водоотлив, прокладка коммуникаций, перемещение людей и грузов, горноспасательные работы) [1, 2, 3].
В строительстве потребность в сооружениях такого рода определяется достоинствами бестраншейной (микротуннельной) прокладки подземных инженерных переходов различного назначения в условиях высокой концентрации промышленных сооружений и жилых построек, под транспортными коммуникациями в случаях, когда прерывание транспортного потока нежелательно или невозможно [4,5].
В связи с потребностью в прокладке скважин длиной 100... 150 м и более возникает необходимость в снижении затрат на бурение. Удлинение шнекового става, повышенные требования к его прочности и надежности приводят к увеличению массы оборудования. Это влияет на потребную мощность привода, а также на трудоемкость доставки и монтажа элементов бурового става [5]. Представляется важной задача поиска способов повышения производительности машин горизонтального бурения и ресурса шнекового става при увеличении длины скважин.
При бурении применяют установку шнековых ставов на центрирующие опоры с подшипниками скольжения или качения для повышения соосности с прокладываемой колонной обсадных труб и снижения потерь на трение и износ

твердых ингредиентов) на уровне 1200...8000 час, что в 2...3 раза превышает ресурс подшипников с традиционными смазками.
В известных работах не описано напряженно-деформированное состояние внутренней конструкции подшипников с АФЗ, которое под влиянием конструктивных и режимных параметров, свойственных, например, опорным узлам шнекового става машин горизонтального бурения, предопределяет при достижении определенных ресурсных показателей разрушение заполнителя. Ситуация усугубляется неудовлетворительностью физико-механических свойств используемых антифрикционных заполнителей.
Так, эксплуатация подшипников данного типа в узлах различного оборудования позволила выявить следующую разновидность их отказа. Под действием нагрузок, действующих на АФЗ, происходит разрушение заполнителя, выражающееся в возникновении системы развивающихся радиальных трещин в ослабленных сечениях заполнителя. Под действием периодических нагрузок разрушается также адгезионная связь между АФЗ и стандартным змейковым сепаратором, сохраняемым в подшипнике в качестве арматуры. Дальнейшее катастрофическое выкашивание АФЗ из фрикционной зоны подшипника предопределяет нарушение его смазочных и самогерметизирующих свойств с последующей потерей подшипником его служебного назначения [110].
На рис. 1.9 представлен общий вид подшипников качения с разрушенным антифрикционным заполнителем, на рис. 1.10 - сектор разрушенного антифрикционного заполнителя, на котором четко видны зона усталостного разрушения заполнителя и зона адгезионного отрыва заполнителя от сепаратора. Разработка составов антифрикционных заполнителей, обладающих большей механической прочностью, не имеет теоретического обоснования при общем практическом подтверждении [111, 112].
Активное использование подшипников с АФЗ в подшипниковых опорах шнекового става машин горизонтального бурения сдерживается тем, что вопросы оценки и прогнозирования их ресурсных показателей теоретически не исследованы; эффективность их применения при конструктивных и режимных параметрах, свойственных этим опорным узлам, не поддается точной оценке.