Резьбовое соединение

)5 Г ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТВУ 4843706/2707,05,9015.09,92. Бюл, М 34Ивано-Франковский инсти фти и абюк,нов, Н.А.Чернов, И,Си Л.П,НеструевИ,А, Иосилевич Г.Б. Ре М., Машиностроение. бовое 73, с соедий дета- ольным талеи, в полнены ической, сторону ьбы деаспространения езьбы,Целью изобре ие долговечност оединений путем ения нагрузки по апряжении по витк ения являет я пов резьб распр ш ониче вых девномерного ткам резьбь Указанрезьба вывых участщей деталяиз них, ввыполненьсторону нрезьбы дечивается в ная це полнена ках охвх, либо зоне о углубл еопорн тали, а сторон ль достигаетс коническои и атываемой и о по крайней мер снования впад ения, которые ой поверхнос радиус углубле у опорного вит тем. а рез ваты в на од Н едостатк ся то, что вып шая конце соединении,н разрушения и ьбы ныв ков елиом этого соедлненные углтратор наисключают ене создают инения являетбления. уменьп ряжения в о усталостного равномерного смеще ти ви ия ув а дет ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР),71)Газа (72) Б А,Че М.Е,Симкив (56) Бергер соединение 177, рис. 19 (54) РЕЗЬБ (57) Испол Сущность и нении охва лей профил по меньше зоне основ углубления углубления неопорной 3,ОВОЕ СОЕДИНЕНИЕьзование: в буровойзобретения; в резьбовотываемой и охватывающь резьбы выполнен треуй мере на одной из деания впадин резьбы вырезьба выполнена конво впадинах смещены вповерхности витков ре ли, а радиус углублений увеличивае Изобретение относится к буровой тенике, а именно к резьбовым соединениябурильной колонны,Известно резьбовое соединение, содержащее охватываемую и охватывающую детали, сопряженные по резьбе треугольного профиля, по всей длине резьбы по меньшей мере одной из деталей в зоне основания впадин резьбы выполнены углубления,сторону опорного витка детали, Радиус углублений равен отношению шага резьбы к высоте ее профиля, а радиус каждого последующего углубления в сторону его увеличения равен ВЫ+1 = д йп, где йп 1 радиус каждого последующего углубления в сторону увеличения; йп - радиус первого углубления; д - коэффициент пропорциональности, равный д = О/г 1 гп, где О наружный диаметр охватывающей детали: с 1 - внутренний диаметр резьбы в плоскости опасного сечения охватываемый детали; т - число полных витков резьбы детали. Кроме того, углубления можно выполнять по всей длине резьбы охватываемой детали или по всей длине резьбы охватывающей детали. А также, возможно выполнение углублений по всей длине резьбы обеих деталей. 4 з.п. ф-лы. 1 ил.При этом радиус углублений равен отношению шага резьбы к высоте ее профиля, а радиус каждого последующего углубления в сторону его увеличения равен;Яп+ = д Яп, 5 где Я,-1 - радиус каждого последующего углубления в сторону увеличения;Яп - радиус первого углубления;д - коэффициент пропорциональности, равен; 10001 гпгде О - наружный диаметр охватывающейдетали;б 1 - внутренний диаметр резьбы в плоскости опасного сечения охватываемой детали;щ - число полных витков резьбы детали.Отличительным признаком является то,что соединение выполнено коническим и углубления во впадинах смещены в сторонунеопорной поверхности витков резьбы детали, а радиус углублений увеличивается всторону опасного витка детали, причем углубления выполнены на охватываемой и охватывающей деталях одновременно, либона одной из них, а радиус углублений определяется соотношением, обеспечивая максимальный положительный эффект,Коническое резьбовое соединение состоит из охватываемой и охватывающей деталей, сопряженных конической резьбой суглублениями переменной величины, выполненными от торца соответственно на охватываемой детали и охватывающей, 35На чертеже представлено предлагаемое соединение.Предлагаемое коническое резьбовоесоединение работает следующим образом,При свинчивании соединения значительным крутящим моментом за счет наличияуглублений 3 и 4, выполненных на охватываемой детали 1 и охватывающей детали 2, всоответствии с указанными соотношениями, происходит перераспределение напряжений между витками резьбы по всей еедлине, Усталостное разрушение происходит либо по опасному сечению охватываемой детали (первый сопряженный витокрезьбы), либо по опасному сечению охватывающей детали (последний сопряженныйвиток резьбы). Таким образом. в зонеопасного сечения подвнутреннее углубление имеет максимальную величину и соответственно данный виток обладает 55максимальной податливостью, За счет такого конструктивного исполнения резьбовоесоединение делится на две части, в первойполовине которого более податливый "мягкий" участок охватываемой детали и "жесткий" охватывающей детали, а в другой наоборот. При свинчивании крутящим моментом такое соединение работает как пружина, перераспределяя напряжения по виткам вдоль длины резьбового соединения.Кроме того, данное углубление приводит к значительному уменьшению коэффициента концентрации напряжения в плоскости опасных сечений, поскольку радиус закругления в этих сечениях наибольший, Таким образом уменьшение концентрации напряжений в плоскости опасного сечения за счет изменения податливости витков резьбы и уменьшения коэффициента концентрации, за счет увеличения радиуса закругления впадины резьбы, приводит к значительному повышению сопротивления усталости конического резьбового соединения, а следовательно, к повышению работоспособности и надежности всей конструкции в процессе эксплуатации,Так, например, УБТс резьбой 3-121, выполненное согласно ГОСТ 52-86-80, имеет наружный диаметр 0 = 146 мм, внутренний диаметр резьбы в плоскости осевого сечения ниппеля б = 117,5 мм, число полных витков резьбы пз = 17, шаг резьбы Я = =5,08 мм, высота профиля резьбы и = 2,993 мм. Исходя из предложенных соотношений оптимальная величина углубления резьбы составляетд = - = 1,24 (мм),146111,5 17Предлагаемое конструктивное выполнение замковой резьбы бурильных и утяжеленных бурильных труб позволяет повысить более чем на 50 сопротивление усталости резьбового соединения за счет уменьшения коэффициента концентрации и перераспределения нагрузки по длине резьбового соединения,Зкономическая эффективность достигается от использования податливой конструкции бурильной трубы за счет повышения эксплуатационных характеристик и уменьшения количества аварий с бурильными трубами в резьбовой части,Формула изобретения 1, Резьбовое соединение, содержащее охватываемую и охватывающую детали, сопряженные по резьбе треугольного профиля по всей длине резьбы. по меньшей мере на одной из детали, в зоне основания впадин резьбы выполнены углубления, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения срока службы путем равномерного распределения нагрузки по виткам резьбы, она выполнена конической, углубления во впадинах смещены в сторону неопорной поверхности витков резьбы детали, а радиус1761999 О - наружный диаметр охватывающейдетали;б 1 - внутренний диаметр резьбы в плоскости опасного сечения охва ываемой де тали;щ - число полных витков резьбы детали.3, Соединение по п, 1, от л и ч а ю ще ес я тем, что углубления выполнены по всей длине резьбы охватываемой детали, 10 4. Соединение по п. 1, о т л и ч а ю ще ес я тем, что углубления выполнены по всей длине резьбы охватывающей детали.5. Соединение по п. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что углубления выполнены по всей 15 длине резьбы охватываемой и охватывающей деталей. углублений увеличивается в сторону опорного витка детали. 2. Соединение по и. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что радиус углублений равен отношению шага резьбы к высоте ее профиля, а радиус каждого последующего углубления в сторону его увеличения равен Вп+1= дВп,ГдЕ Вп+1 - радИуС КаждОГО ПОСЛЕдуЮщЕГОуглубления в сторону увеличения;Йп - радиус первого углубления;д - коэффициент пропорциональности,Оравный д =О 1 п 1 Составитель Б.Чернов Редактор Н.Сильнягина Техред М,Моргентал Корректор И,ШмаковаПроизводственно-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 3245 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж. Раушская наб., 4/5