Минимизация параметров разрушения втулки фрикционной пары

Abstract

Рассматривается задача механики разрушения для втулки фрикционной пары в процессе работы. Считается, что втулка вблизи поверхности трения ослаблена одной прямолинейной трещиной. На основе модели шероховатой поверхности трения и минимаксного критерия проведен теоретический анализ по определению функции перемещений точек внешнего контура втулки фрикционной пары, обеспечивающей минимизацию параметров разрушения втулки фрикционной пары. Используется расчетная силовая схема, наиболее близко отвечающая физической сущности действительного нагружения, согласно которой в местах контакта плунжера и втулки действуют распределенные нормальные нагрузки и соответствующие им заранее неизвестные силы трения, возникающие в процессе работы. Силы трения подлежат определению из решения задачи о контактном взаимодействии плунжера и втулки, с учетом шероховатости реальной поверхности трения, теплообразования при трении и износа поверхности деталей контактной пары. Задача о равновесии втулки фрикционной пары с прямолинейной трещиной сводится к решению сингулярного интегрального уравнения с ядром типа Коши. Найденная функция перемещений точек внешнего контура втулки обеспечивает повышение несущей способности втулки фрикционной пары. В качестве примера рассмотрен расчет для фрикционной пары применительно к скважинным штанговым насосам.

Розглядається задача механіки руйнування для втулки фрикційної пари в процесі роботи. Вважається, що втулка поблизу поверхні тертя ослаблена однією прямолінійною тріщиною. На основі моделі шорсткої поверхні тертя та мінімаксного критерію проведено теоретичний аналіз із визначення функції переміщень точок зовнішнього контуру втулки фрикційної пари , що забезпечує мінімізацію параметрів руйнування втулки фрикційної пари. Знайдена функція переміщень точок зовнішнього контуру втулки забезпечує підвищення несучої здатності втулки фрикційної пари. Як приклад розглянуто розрахунок для фрикційної пари стосовно свердловинних штангових насосів.

A fracture mechanics problem for the friction pair hub during the operation is considered. It is assumed that near the friction surface the hub is weakened by rectilinear crack. Based on the model of friction rough surface and minimax criterion the theoretical analysis on the definition of displacement function of external contour points of friction pair hub, minimizes the fracture parameters of hub, is carried. Force calculation scheme most corresponds to physical nature of actual loading is used. In the place of plunger and hub contact the normal distributed loads and the corresponding to loads friction forces act. The friction forces to be determined from the solution of the problem of plunger and hub contact interaction, taking into account the roughness of real friction surface, frictional heat generation and surface wear of the contact pair parts. The problem of equilibrium of the friction pair hub with rectilinear crack reduces to the solution of a singular integral equation with kernel of Cauchy type. The obtained displacement function of external contour points of the hub provides increase of load bearing capacity of the bushing contact pair. As an example the calculation for the contact pair of borehole sucker rod oil pump is considered.