止动环的设计计算

发布网友发布时间：2024-09-23 23:32

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热心网友时间：2024-09-24 20:19

深入解析9 5/8英寸顶丝止动环的设计计算

在满足API Spec 10D-2021标准下，我们针对9 5/8英寸套管扶正器的稳定要求，其最大起动力达到了惊人的7117N。为了确保止动环的卓越性能，我们需要确保其抱紧力至少为起动力的1.5倍，即10675.5N。

径向压力的计算

根据摩擦力定律F=μN，其中F代表抱紧力，μ是顶丝与套管间的摩擦系数。我们选择L80钢级套管，硬度为HRC23.0，采用IFI ASTM F912标准的45H性能等级，摩擦系数μ取为0.1。因此，径向压力N的计算为F除以μ：N = 106755N。

螺钉数量的确定

参照GB/T3098.1，选用M12粗牙螺钉，8.8级，承载力48900N，我们设定安全系数为5。通过计算得知，需要的螺钉数量n大约为10.9个，为了便于安装，我们取偶数12个作为最终选择。

单个顶丝的轴向力

每个顶丝承受的轴向力P可以通过N除以顶丝数量来计算，即P = 8896.25N。

止动环螺纹孔的有效螺牙数

止动环材质选用Q235B，与顶丝材料对比，属于软质。我们需考虑其剪切强度和弯曲强度。依据《机械设计手册》第五版，剪切强度计算得出有效螺牙数Z为3.0，弯曲强度同样支持此结果，也为3个螺纹圈。

材料厚度与宽度的决定因素

止动环材料的厚度δ通过螺距t和有效螺牙数Z确定，即δ = 1.954mm × 3 = 5.862mm，考虑到加工精度，我们选取6mm的厚度。宽度B的计算则基于拉伸强度，分析受力情况后，确定为50mm。

设计总结

综上所述，对于9 5/8英寸顶丝止动环设计，我们建议采用12个顶丝，确保每个顶丝的轴向力P为8896.25N，止动环材料厚度至少为6mm，宽度固定在50mm。这一精密设计充分考虑了安全性和实用性，确保了套管扶正器的稳固工作。

注意：以上计算基于标准参数和假设，实际设计时应根据具体工况进行调整，确保符合所有相关标准和要求。

热心网友时间：2024-09-24 20:21