Снижение металлоемкости машин и оборудования нефтяных и газовых
промыслов наряду с уменьшением себестоимости изготовления дает эффект
при транспортных, монтажно-демонтажных работах, что особо важно в усло-
виях морского шельфа, тундры, болотистой и гористой местности. Применя-
ются методы:
1) изменения принципиальных и конструктивных схем;
2) рациональных сечений деталей;
3) рационального выбора материалов.
1. Метод изменения принципиальных и кинематических схем
Данный метод распространен во многих отраслях машиностроения и
заключается в применении рациональной компоновки и упрощении транс-
миссий. В крупногабаритных машинах эффективны: переход от группового
привода к индивидуальному приводу, от многоступенчатых редукторов и ко-
робок перемены передач к регулируемому приводу с бесступенчатыми регу-
лируемыми передачами, использование планетарных редукторов. Кроме
снижения массы улучшаются рабочие характеристики, повышается долго-
вечность. Эти тенденции характерны для буровых установок. 2. Метод рациональных сечений
При условии сохранения равнопрочности детали можно облегчить сле-
дующими способами:
удалением металла из явно малонагруженных участков;
у деталей типа шестерен и других вращающихся изделий, имеющих
форму дисков, – выборками (выемками) или снятием металла больше к пе-
риферии и меньше к центру;
у деталей типа фланцев – изменением круглых форм на многоугольные
или фигурные с выкружками.
у всех деталей, имеющих прямоугольные выступы, галтели, скосы, ко-
нусы и острые углы, – округлением углов, плавными переходами;
в стержневых и ферменных системах – заменой деформации изгиба
растяжением-сжатием;
уменьшением пролетов между опорами, что снижает изгибающиймо-
мент;
обеспечением компактности конструкций, при этом уменьшать диа-
метры колес и компенсировать повышение окружных усилий удлинением
зуба, переходом на косой или шевронный зуб, выбором более твердых и
прочных материалов.
3. Снижение массы и металлоемкости машин
путем рационального выбора материалов
Показатель удельной металлоемкости изделия в общем виде выражает-
ся формулой
Жесткость конструкций
На выбор материалов и конструктивных решений большое влияние имеет жесткость – способность изделия сопротивляться действию внешних нагрузок с деформациями, допустимыми без нарушения их работоспособности.
Последствия недостаточной жесткости конструкций:
1) у корпусов нарушается взаимодействие размещенных в них меха-
низмов, что повышает трение и износ подвижных соединений;
2) валов и опор зубчатых передач нарушается зацепление колес, вызы-
вая ускорение износа зубьев;
3) цапф и подшипников происходит перегрев и заедания вследствие
развития очагов полусухого трения;
4) неподвижных соединений, подверженных динамическим нагрузкам,
появляется коррозия трения, наклеп и сваривание поверхностей;
5) рабочих органов обрабатывающих станков нарушается точность
размеров обрабатываемых изделий.
Итак, на жесткость конструкций влияют:
1) модуль упругости материала Е при деформациях растяжения-сжатия
и изгибе, модуль сдвига G при кручении и сдвиге;
2) геометрические характеристики сечения деформируемого тела (F, J
и Jp);
3) линейные размеры деформируемого тела (длина l);
4) вид нагрузки и тип опор (выражены через фактор а = 3–384).
| 
