Способ испытания шарнирных соединений морских стояков на прочность

(21) 3615353 (22) 06.07.8 (46) 23.12.8 (72) Г,А.Цве 10,В.Стариков (53) 6 Ы .828 (56) Авторск В 1037133, к 27Бюл.В 47ков, В.И.Пынди А.П.Черанев2(088.8)е свидетельстЙ 01 М 3/5 СССР1981. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) (57) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ШАРНИРНЫХСОЕДИНЕНИЙ МОРСКИХ СТОЯКОВ НА ПРОЧНОСТЬ, заключающийся в герметизацииполости шарнирного соединения, подаче давления рабочей среды во внутреннюю полость соединения, имитирующего внешнюю растягивающую нагруз-,ку, качании наружного звена соединения и снятии прочностных характеристик, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения достоверностирезультатов испытания, перед подачей давления рабочей среды во внутреннюю полость соединения разгружают сопрягаемые сферические поверхности звеньев соединения от действиянеучтенной массы наружного звена,передаваемой внутреннему звену приложением к наружному звену усилия,равного усилию неучтенной массы,направленного в противоположнуюсторону относительно усилия затяжки стыка соединения, а при подачедавления во внутреннюю полостьшарнирного соединения определяютотклонения наружного звена соединения к горизонтальной плоскости вовзаимно перпендикулярных плоскостяхвнутреннего звена, затем разворачи"вают корпус наружного звена, перераспределяя усилие затяжки стыканаружного звена соединения, в положение, при котором его ось располагается под углом к оси внутреннегозвена, пропорциональным этим отклонениям, после чего при симметричномкачании наружного звена производятокончательную центровку звеньев шарнирного соединения.Изобретение относится к области машиностроения, занимающегося про" изводством изделий буровой техники, и может быть использовано при испьг таниях на прочность шаровых, карданных компенсаторов угловых отклонений морских стояков плавучих буровых установок.Цель изобретения - повышение достоверности результатов испытаний.На 4 иг. показана схема испытаний на герметичность и работоспособность ,шарнирного соединения; на фиг.2 - схема испытаний на ресурс, износостойкость; на фиг.З - узел 1 на фиг.1; на фиг.4 - узел П на фиг.1; на фиг,5 - схема контроля отклонения наружного звена при подаче давления, имитирующего усилия отрыва звеньев, и замера усилий в сопряжении соединения; на фиг.б - сечение А-А на фиг,5; на фиг.7 - сечение Б-Б на фиг.5; на фиг.8 - сечение В-В на фиг.б; на фиг.9 в , сечение Г-Г на фиг,7; на фиг.10 - балансировка сил, действующих в соединении, при качании наружного звена.Перед испытаниями шарнирного соединения 1 на прочность между наружным звеном 2, состоящим из наружного 3 и внутреннего 4 корпусов и внутренним звеном 5 выбирают гарайтированный зазор (0-0,6 мм ) регулировочными прокладками 6, устанавливаемыми в стыке 7 соединения 1.При проведении испытаний на герметичность, работоспособность (фиг, 1), на ресурс и износостойкость фиг,2) герметизируют полость соединения 1 технологическими эаглушкамиверхней 8 и нижней 9, Разгружают шарнирное соединение от действия неучтенной массы, передаваемой внутреннему звену 5 наружным звеном 2 и соединенных с ним узлами устройства, приложением силы Р компенсации, равной Я, к наружному звену 2 фиг.1), направленной в противоположную сторону относительно усилия затяжки стыка 7 соединения 1, и выводят сопрягаемые сферические поверхности звеньев иэ силового замы-. кания, выравнивая при этом величину удельного давления, Затем в полость соединения 1 под давлением Р,(р, = 0-26 кгс/см и Р, = 26 кгссм) подается 0,57-ный водный раствор би. хромата калия или буровой раствор. Под давлением Р ( Р = 0-70 кгс/см и Р = 70 кгс/см ) подается жидгкость, действующая на корпус усилием, кроме того, подачей рабочей жидкости под давлением Р во внутреннюю полость соединения имитируютусилиеотрыва звеньев соединениядруг от друга (фиг.2).В этом случае при подаче рабочейжидкости под давлением Р 1 наруж 1/ное звено 2 смещается в осевом на-.правлении на величину выбираемыхгарантированных зазоров и гпофтовсоединения и разворачивается во15 взаимно перпендикулярных плоскостяхна угол ьХ и аУ за счет несоосностиЯ, перекосов звеньев, при этомось стыка наружного звена 2 располагается под углом( к оси внутрен 20 него звена. При эксплуатации шарнирных соединений морских стояков уголЦ увеличивается от постоянно действующих знакопеременных, хаотичноприлагаемых сил, вызывающих пере 25 грузки, Появление неуравновешенныхсил, действующих,на звенья соединения, приводит к скручиванию и эакусыванию уплотнительных манжетшарнирного соединения, неравномерно 30 му прижиманию верхней и нижнейманжет к центрирующей поверхностисоответствующих звеньев. Если верхняя манжета 10 центрируется по внутреннему кольцу внутреннего звена5 (фиг.б), то под действием силы Моно прижимается к внутреннему кольцу и износу подвергается. более легкая, менее нагруженная половинаманжеты на участке дуги АВА (фиг,б).40 Начальное смещение центра массманжеты е с течением времени растеткак вследствие общего смещенияманжеты иэ-за износа, так и вследствие перемещения центра масс, вызван45 ного износом облегченной половины манжеты,таким образом в процессе испытанийипроцессе эксплуатации неуравновешенная сила растет, а износ быстропрогрессирует,Несколько иначе происходит прицентрировании уплотнительной герметиэирующей манжеты 11 по внешнемукольцу наружного звена соединения,в этом случае износ манжеты происходит по дуге АСА (фиг.7) . Для предот. -вращения неравномерного износа манжет 1 О и 11 замеряют осевое смещение и угловые отклонения а Х , 4 У3 120011 наружного звена к горизонтальной пло скости во взаимно перпендикулярных плоскостях внутреннего звена 5 индикаторами 12 смещения и разворачивают наружное звено относительно 5 внутреннего на угол,. величина которого пропорциональна этим отклонениям ЬМ, И , посредством болтового соединения 13 стыка 7 корпусов наружного звена соединения 1. 1 ОВ процессе испытаний шарнирного соединения на прочность при симметричном качании наружного звена на угол К = Ц 0 1 15 к вертикальной оси вращения 0-0 внутреннего звена 15 замеряют усилия Р - Р д (при симметричном качании влево и вправо наружного звена) в сопряжении сферсоединения датчиками 14 и определяютнесимметричность усилий относительно вертикальной оси вращения д Рл + Ррр2Затем разворачивают наружное звено относительно внутреннего в вертикальных плоскостях в положение, при котором его ось качания располагается под углом, равным несимметричности усилий 8 , действующих в сопряже-нии с учетом знака к оси вращения 0-0 внутреннего звена, путем подтягивания резьбового соединения стыка производят окончательную центровку звеньев шарнирного соединения,"Патент", г.ужгород, ул.Проектная,н СоставительРедактор И,Николайчук Техред О.Ващиш Тираа 896 НИИПИ Государственн по делам изобретен , Иосква, Ж, Ра коми и отк кая н Подписи та СССРытнй