Автор работы: Пользователь скрыл имя, 27 Апреля 2013 в 19:00, курсовая работа
В настоящее время, когда сильно вырастают расходы на эксплуатацию, добычу и поддержание скважин нефтяных месторождений в работоспособном состоянии, очень актуально встает проблема применения и развития нефтепромыслового оборудования, отвечающего этим требованиям. Поэтому данной цели подчинены все виды деятельности научно-исследовательских институтов, конструкторских бюро и всех предприятий, в той или иной мере связанных с нефтегазопромысловым делом [4].
Вибродуговую наплавку используют при восстановлении валов диаметром до 40 мм, когда требуется нанести равномерный и сравнительно тонкий слой металла при минимальной деформации изделия, а наличие мелких дефектов не имеет существенного значения. Этот процесс протекает при пониженной мощности дуг, высокоэкономичен и обеспечивает высокую твердость наплавленного металла.
Однако получаемые покрытия насыщены газами и имеют большие внутренние напряжения. Поэтому вибродуговая наплавка не рекомендуется для ремонта деталей, работающих при знакопеременных нагрузках.
Автоматическая наплавка порошковой проволокой, которая позволяет наносить слой металла любого химического состава и получать закалочные структуры различной твердости, получила широкое распространение в последнее время.
Автоматическая наплавка ленточным электродом и порошковой лентой в 2-3 раза производительнее, чем обычной электродной проволокой, и дает возможность за один ход аппарата наносить слой металла шириной до 100 мм, толщиной 2-8 мм. Этим способом нельзя наплавлять валы малого диаметра. Тугоплавкие сплавы наплавляют плазменным способом, который производительнее других способов.
В последние годы разработаны новые способы наплавки с комбинированной защитой дуги и сварочной ванны для устранения отдельных недостатков того или иного способа восстановления.
При восстановлении посадочных мест вала ручной электродуговой наплавкой поврежденное место вала протачивают на станке на величину наиболее глубоких повреждений. Затем наплавляют вал до нужных размеров с учетом последующей проточки и шлифовки. Наиболее ответственная операция - наплавка вала.
На Уфимском заводе синтетического спирта разработано приспособление, позволяющее качественно провести наплавку. Приспособление, показанное на рисунке 5 и состоит из рамы 4, на которую крепят неподвижную 7 и передвижную 3 стойки, что позволяет наплавлять валы различной длины. Вал 1 помещается между четырьмя роликами 5 и может свободно вращаться вокруг своей оси. Расстояние между роликами в зависимости от диаметра вала регулируют пазом 8 и гайкой 6. При наплавке шеек валов, расположенных на значительном расстоянии от конца вала, в результате неравномерного нагрева вал деформируется. На рисунке 2.6 показано приспособление, внедренное на Уфимском
нефтеперерабатывающем заводе. Оно позволяют вести наплавку спиральным валиком вдоль оси вала, что обеспечивает равномерный нагрев поверхности вала и исключает его коробление. На рисунке вал 2 фиксируют в центрах между планкой
1 и плитой 3. Планка с центром может передвигаться по стойке 4, и это позволяет вести наплавку валов различной длины. Однако установка валов на рассмотренное приспособление сопровождается неизбежной их деформацией
1-вал; 2-место наплавки; 3-передвижная стойка; 4-рама; 5-ролик; 6-гайка; 7-неподвижная стойка; 8-паз.
Рисунок 2.5 - Приспособление для восстановления валов электродуговой наплавкой разработанное на Уфимском заводе синтетического спирта
Кроме ручной применяют автоматическую электродуговую наплавку вибрирующим электродом. Головки для наплавки ГВМК-1 выпускают с вылетом мундштука до 50 мм. Иногда наплавку вала целесообразно проводить без снятия рабочих колес. В этих случаях для головки изготовляют мундштук длиной 250 - 300 мм. Восстановление валов вибродуговой наплавкой показано на рисунке 2.7.
При наплавке лентой от проплавления основного металла зависит степень его перемешивания с наплавленным. Благодаря постоянному перемещению дуги глубина проплавления основного металла при наплавке лентой меньше, чем при
наплавке проволокой. Наибольшее влияние на глубину проплавления и перемешивания основного металла с наплавленным оказывает скорость наплавки С ее ростом увеличивается глубина проплавления, уменьшаются ширина и толщина наплавляемого валика.
1 - планка; 2 - вал; 3- плита; 4 - стойка; 5 – барашек.
Рисунок 2.6 - Приспособления для наплавки валов спиральным валиком
1- рабочие колеса; 2- вал; 3- головка для наплавки.
Рисунок 2.7 - Восстановление валов автоматической электродуговой наплавкой вибрирующим электродом
При малых скоростях наплавки снижается проплавление основного металла.
Для наплавки холоднокатаной электродной лентой используют сварочные
аппараты АДС-1000-2, А-384, А-874, ТС-3.5, головку АБС, сварочные преобразователи постоянного тока ПС-500, ПТС-500, ПС-1000, ПСМ-1000-4 и выпрямители ВС-600, ВС-1000, ВКСМ-1000, ВКСМ-2000. Наплавку осуществляют лентами из стали 08кп и коррозионно-стойких сталей. Широкое применение получили металлокерамические ленты ЛМ-70ХЗНМ, ЛМ-20ХЮПОТ, ЛМ-1Х14НЗ, ЛМ-5Х4ВЗФС, разработанные в Институте электросварки им. Е. О. Патона.
Наплавку металлокерамическими лентами ведут постоянным током обратной полярности. Плотность тока на электроде 10 -20 А/мм2, напряжение дуги 28 - 32 В, скорость наплавки 0,16 -0,55 м/с, скорость подачи ленты 15 - 150 м/ч. Сила тока в зависимости от ширины ленты следующая:
Ширина ленты, мм 30 45 60 75 90
Сила тока, А 300-600 450-900 600-1200 750-1500 900-1800
Восстановление деталей контактным электроимпульсным покрытием заключается в приварке металлической ленты под воздействием сварочных импульсов. Чтобы исключить нагрев детали и улучшить условия закалки приварного слоя, в зону сварки подают охлаждающую жидкость.
При приварке ленты толщиной 0,3 - 0,4 мм рекомендуемая емкость батареи конденсаторов 6400 мкФ. Напряжение заряда конденсаторов регулируют в пределах 260 - 425 В. Ленту приваривают при напряжении 325 - 380 В. Чем больше диаметр восстанавливаемой детали и толщина привариваемой ленты, тем выше требуемое напряжение заряда конденсаторов. Свариваемость ленты с основным материалом в зависимости от амплитуды и длительности импульса тока определяют по глубине вмятин сварной точки, числу пор на поверхности деталей, прошлифованных до номинального размера, и шелушению приварного слоя толщиной 0.15 - 0,02 мм.
2.5 Балансировка ротора насоса
Балансировка вращающихся масс позволяет уменьшить вибрацию и повысить эксплуатационную надежность насосов. Основная причина вибрации насосов - неуравновешенность ротора, которая может быть вызвана неточностью обработки отдельных его деталей, неоднородностью металла (наличие раковин и других дефектов), неравномерным коррозионным и эрозионным износом деталей в процессе эксплуатации, загрязнением их продуктами перекачиваемой среды.
На рисунке 2.8 показано простейшее приспособление для статической балансировки, представляющее собой горизонтально расположенные ножи призматического сечения. При этом направляющие должны быть строго параллельны и горизонтальны.
Допускаемое отклонение от горизонтали не более 0,02 мм на 1 м. Длина их должна быть такой, чтобы деталь могла сделать два полных оборота. Рабочая поверхность направляющих должна быть закалена и соответствовать Rz=1,6.
Ширину рабочей поверхности призмы b выбирают из соотношения:
b>G/(2d·107), b=0,35GE/(σ2d)
где G- вес балансируемого ротора, кгс; Е - модуль упругости; d - диаметр шейки вала или оправки, м; σ - наибольшее контактное напряжение в центре площадки соприкосновения, МПа.
Допускаемое максимальное контактное напряжение в площадке соприкосновения при статическом нагружении зависит от материала, из которого изготовлены призмы и балансируемые детали. Поэтому при расчете минимальной ширины призмы принимают значение допускаемого контактного напряжения для материала призмы или детали. Если нет указаний о материале балансируемой детали, то принимают σ=800 МПа.
Ориентировочно ширина рабочей поверхности ножей - 0,3 мм для деталей массой до 3 кг, 3 мм для деталей массой 30 кг, 10 мм для деталей массой 300 кг.
О влиянии сил инерции неуравновешенных масс можно судить также по рисунку 8. При неуравновешенной массе диска m=25г на расстоянии r=0,2 м от оси вращения, скорости вращения ротора n=3000 мин-1 центробежная сила неуравновешенной массы F составит:
F=m(Пn/30)2r = 0,025(3,14×300/30)2×0,2=490 Н (2.2)
1-ротор, 2-нож, 3-стойка.
Рисунок 2.8 - Параллельный балансировочный стенд.
Эта сила в несколько раз может превышать силу тяжести ротора, что приводит к вибрации насоса и преждевременному износу деталей. Чтобы уравновесить диск, необходимо на диаметрально противоположном направлении неуравновешенной массы прикрепить уравновешивающую массу М на расстоянии R от оси вращения таким образом, чтобы mr=MR. Определение
неуравновешенной массы m (дисбаланса)
и радиуса его приложения r или
Перед балансировкой по уровню проверяют горизонтальность призм, которые насухо вытирают чистым лоскутом. Ротор осторожно укладывают на станок поперек ножей. Легким толчком деталь перекатывают по ножам. Для уравновешивания детали на противоположной ее стороне прикрепляют такой груз, чтобы после каждого перекатывания деталь останавливалась на направляющих в различных положениях.
Затем определяют и уравновешивают скрытый дисбаланс. Окружность диска разбивают на 8 или 12 частей и точки деления обозначают порядковыми номерами. Последовательно в каждой точке, находящейся на горизонтальном диаметре, подбирают и подвешивают такой минимальный груз mi чтобы под его действием диск повернулся на призмах на один и тот же угол α= 25…45°. Направление поворота должно совпадать с направлением поворота детали. Когда в указанной горизонтальной плоскости или вблизи нее расположится неуравновешенная масса (скрытый дисбаланс) диска, то для его поворота понадобится наименьший из всех грузов. После каждой операции груз снимают и взвешивают.