Оцінка міцності вкритої шаруватим покриттям ділянки штока бурового насоса з урахуванням позаштатних напружень

Abstract

Досліджено напружено-деформований стан зміцненої двошаровим покриттям ділянки штока бурового насоса двосторонньої дії. Покриття формували на сталевій основі напиленням шару алюмінію з подальшим оксидуванням частини його верхнього шару у режимі мікродугових розрядів. Для розрахунків застосовано стрижневу модель із неоднорідного матеріалу, поперечина якої є багатозв’язною областю, де параметри пружності та міцності змінюються від шару до шару. Поведінку такої моделі спершу розглянуто за звичайного експлуатаційного навантаження штока, а потім за виникнення позаштатної ситуації, яка спричинена зносом деталей пари тертя “крейцкопф – напрямні станини насоса”. Отримано розподіл нормальних, дотичних та еквівалентних напружень в неоднорідному матеріалі зміцненої ділянки штока. Здійснено оцінку міцності такої ділянки як за звичайних експлуатаційних навантажень, так і з урахуванням позаштатних напружень. The stressed-deformed state of the double-coated rod part of a bucket pump is researched. The coating has a steel base and some aluminum sputtering; the part of upper aluminum layer gets affected by microarc oxidation then. A non-homogeneous beam model, which has a multiple cross section and the varying parameters of elasticity and strength, is studied. Primarily, the model is kept within normal rod load; secondarily, it is put to the emergency, caused by the wearing of crosshead and frame rails friction couple. The distribution of normal, tangential, and equivalent stress can be revealed in the nonhomogeneous material of the coated rod. The strength of such a part is assessed under normal and abnormal circumstances.