Вращатель бурильной машины

 

Ос9 (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК у5р Е 21 С 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ю

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHQMY СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ (54) (57) ВРАЩАТЕЛЬ БУРИЛЬНОЙ

МАШИНЫ, вкпючающнй корпус с двумя поспецоватепьно оаспопоженнымн шестеФ йй (21) 3421429/22-03 (22) 13.04.82 (46) 07.08.83. Бюп, М 29 (72) Ю. С. Пнлюгин (71) Норильский ордена Ленина н орцена Трудового Красного Знамени горно» металлургический комбинат нм. А. П. За» венягина (53) 622.233.65 (088.8) (56) 1. Авторское свицетепьство СССР

М 276854, кп. Е 21 С 1/12, 1069а

2. Авторское свицетепьство ССС(Р

М 540031, кл. Е 21 С 1/00, 1972 (прототип). ренчатыми двнгатепями,. кажцый из которых выполнен в вице неподвижного колеса с внутреннимн зубьями, находящегося в зацеплении с зубчатым сатеп . питом с генератором вопн н зубчатой муфтой, соединенной со шпинцепем, н торцовые зопотннки, о т п и ч а юшийся тем, что, с целью повышения мощности вращатепя и его КПД при одновременном обеснеченин компакт.ности конструкши, вращатепь снабжен синхроннзируюшнм кольцом, которым

: генераторы волн связаны между собой, щжчем сатеплиты в осевом направпе»:, нни соединены цруг с другом зубчатой муфтой, а поспедняя на шпинцепе разме- Я щена в середине промежутка межщ сатеппнтамн.

1 10

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к враща-телям бурильных машин, используемых в переносных и стационарных буровых

Ф земных установках.

Известен вращатель бурильной маши» ны, включающий. корпус с шестеренча тым двигателем, волновой рецуктор с внешним генератором волн гибкого колеса и соединенную со шпинпелем зуб чатую муфту 1

Нецостатком вращателя является то, что увеличение его мощности эа счет повышения объема рабочих камер, приводит к возрастанию рациальных размеров, дополнительным потерям мощности на двухступенчатой волновой пере цаче.

Наиболее близким техническим реше нием к изобретению по технической сущности и цостигаемому результату является вращатель бурильной машины, включаюший корпус с двумя послецовательно расположенными шеетеренчатыми целителями, кажцый иэ которых выпощын в. виде неподвижного колеса с внутренними. зубьями, нахоцящегося и эацеплекии с зубчатым сателлитом с генератором волн и зубчатой муфтой, соединенной со шпинделем, и торцовые зопотники,(2), Нецостатком вращателя бурильной . машины является то, что при послецо вательной подаче энергоносителя от оцного цвигателя к другому происхоцят потери мощности (наиболее значитель ные - на двигателе,. работающем на обработанном энергоносителе) и сни жение коэффициента полезного цействия (КПД) в сравнении с суммарной проек ной мощностью двигателей. Кроме того, наличие в конструкции ILB отдельных зубчатых муфт и двух шпинцелей приводит к увеличению габаритных размеров вращателя.

Белью изобретения является повышение мошиости вращателя и его КПД при олновременном обеспечении компактнос"тй конструкции.

33725

Эта цель достигается тем, что вращатель бурильной машины, включающий корпус с двумя последовательно располо. женными шестеренчатым,и двигателями, каждый из которых выполнен в виде неподвижного колоса с внутренними зубьями, нахоцящнося в зацеплении с зубчатым сателлитом с генератором волн и зубчатой муфтой, соединенной

t0

t5

50 со шпинделем, и торцовые золот пнси, снабжен синхронизируюшим кольцом, которым генераторы волн связаны межцу собой, причем сателлиты в осе вом направлении соецияены цруг с другом зубчатой муфтой, а послепняя на шпинделе размещена в середине промежутка межцу сателлитами, На фиг. 1 показан вращатепь (золотниковые винтовые каналы показаны в EHocKocTH paapeaa) разрез; на фиг. 2разрез А«А на фиг. l; на фиг. 3узел T. на фиг, 1 (развертка винтовых золотниковых каналов).

Вращатепь бурильной машины вращ тельного действия имеет шпиндель 1, соединенный подвижно через щлицы 2 с зубчатой муфтой 3. Зубчатая муфта 3 через гибкие венцы 4 и 5 и гибкие ободы 6 и 7 связана с волновыми зубчатыми сателлйтами 8 и 9, которые находятся в зацеплении с непоцвижными зубчатыми колесами .ГЬ и 11, закрепленными в общем корпусе 12 штифтами 13 и 14. Гибкие обоцы 6 .и 7, имеют завулканизированные резин новые слои 15 и 16 и защитные метал лические гибкие слои 17 и 18, т,е. обоцы 6 и 7, многослойнв е. Снаружи гибких обоцов 6 и 7 установлены внеш ние эллиптичные (или кулачковые) ге-нераторы 19 и 20 волн на роликах 21 и 22. Эллиптичный профиль механичеьких генераторов 19 и 20 волн перецается гибким зубчатым сателлитам 8и g через ролики 23 и 22. Механйческие генераторы 19 и 20 волн соецинены между собой синхронизирующим кольцом 23, обеспечивающим их симметричную установку.

В многослойных гибких зубчатых сателлитах 8 и 9 имеются винтовые золотниковые каналы 24 и 25, сообщаю щиеся с кольцевыми каналами 26 - 29, выполненными в крышках 30 и 31, и с отверстиями 32 и 33 в сател-. литах 8 и 9. В крышках 30 и 31 име.ет-. ся выступы с пазами, в кот»рых устаиовлены лопатки 34 и 35, Пазы с по= латками 34 и 35 сообщаются с кольце-. выми каналами 36 и 37 в крышках 30 и 31.

Гибкие зубчатые сателлиты 8 и 9 . снабжены резиновыми (или, нвлример, капроновыми) насадками 38 и 39 улучшающими герметичность золотниковых каналов 24 и 25 по торцу. Шпинцепь 1 устанавливается на радиально-упорных

33725- 4 (по направлению стрелки 3 ); Лопал кк . 34 и 35 аоввршакя прк вопйовом кве женин обоцов 6 к 7 возвратно;постуиь-.:

35 тельна цвижьние и ке врашаютсяю ApR этом скорость скольжения сбацав ф и 7 относительно лопаток 34 i 35 незначительна.

40 Реверс бурильной машины осущЫйи, ляется изменещны направления пода*я

- ляется в противоположном нацравлекик

45 стрелок C. в каналы 27 и 29, а выхпфк -происхоцит череп кольцевые каналы 26

3 10 подшипниках 40 и 41 (с втулкой 42), закрытых крышкамй -43 и 44. Золот пиковые винтовые каналы 24 и 25 . обеспечивают вращение гибких зубча тых сателлитов 8 и 9 в одну старо ну. Все трущиеся торцовые резиновые поверхности устройства вйполкены с антифрикципнньпж элементами (могут быть применены также злвменты из фторопласта; капрона и других антифрикционных пластиков вместо рези новых элементов).

Стрелки В, С, D; Е, указывают (налравленне цвижения 1 энергоносителя и определенный момент времени. Векторы р, 3 обозначают соответственно давление электроноситепя и результи-, рующую силу от этого-давления. Симмеъ ричный эксцейтриситет каждого элпипти чного гибкого зубчатого колеса обозначен через е. Зубчатая муфта 3 с гибкими венцами 4 и 5 имеет равное чио-ло зубьев,.передаточное число равно единице, и она передает только крутяший момент.

Вращатель бурильной машины работает следующим образом.

При подаче энергоносителя по стрел кам B в кольцевые каналы 26 и 28 . крышек 30 и 31 и далее s винтовые, 3 золотниковые каналы 24 и 2.5 и отвер стия 32 и 33 гибких многослойных ободов 6 и 7 в секторах первого и третьего квацрантов возникают движущие результирующие силы Р от давле ния энергоносителя Р (фиг. 2). Гибкие зубчатые сателлиты 8 и 9 начинают поворачиваться относительно непоцвиж ных зубчатых колес 10 и 11, и за один цикл они синхронно поворачивают ся на угол, соответствующий разнице .чисел зубьев закрепляющихся пар. Ha . . этот же угол поворачивается зубчатая .муфта 3 и шпицами 2 поворачивает ка тот же угол шпиндель 1 вместе с прим» соединенным K нему на реа бе буровым инструментом (не наказан). Поцача энергоносителя в скважину цля выноса шлама показана стрелкой Е, тов 8 и 9 поачерецно через 90 .оаоб. щаются с кольцевыми какапамк 26.и-28 к с кольцевыми каналами 27-и 29, что обеспечивает поочередное наколке нке рабочих камер между лппаткамк. 34 и 35 энергоносителем с иоследующкм выхлопам. Части гибких ободов 6 к 7 в секторах (- квацрантов первого и третье;, го .действуют как,поршни при рабочем хоце (фиг. 2), а части обоцов 6 к 7 в секторах квадрантов второго и четверто го. действуют как поршни при холостом хоце (иа выхлоп).

Отработанный энергоносктепь йз секторов квацрантов второго, четвертого ншфавляется по саотмтствукнщпм . винтовым зопотниковым каналам 24 и 25 в кольцевые каналы 27 и 29 и далее; (не стрелкам С) s атмосферу;

Винтовые зопотниковые каналы 24 ; и 25 разворачивают поток энергокоси, тели относительно входа на 45оЦеп;3), что и обеспечивает показанную циаграм му сил на фю 2.

Во время работы лопатки 34 и 35 цействуют. как уппотняюшке элементы рабочих камер, образованных между кими и гибкими ободами 6 и..7. Окк: плотно постоянно прижаты к ободам .6 и 7- энергоносителем,: постукйвшим з йх пазы:из койьцевых какалеЬ 26 к 37 энергоносителя в кольцевые каналы, т.е, цоцача энергоносителя осущеатв и 28 в атмосферу (направление, прати воположное стрелкам В), При этомпоц; рабочим давлением сказываются

За один цикл волнообразного цвкжа ния гибких зубчатых сателлитов 8 и 9 их генераторы 19 и -20 волн цепают синхронно оцин полный оборот, Сикхро низация их движений обеспечивается жесткой связью синхроккзирующего кольца 2 3.

При этом все винтовые золотниковые каналы 24 и 25 зубчатых сеталли

50 . рабочие камеры в.секторах квацрантов второго и четвертого,. а с выхлопом

: связаны рабочие камеры в секторах квадрантев первого к третьего.. Поь тор циклов обеспечивает вращение шпик у целя с иксгрументом.

Зубчатое зацепление двигателей ©В лайщается и работе энергоносителем, 1033725

МЕЮ у М

МУЧ проходящим в зоне зацепления через винтовые зоасениковые каналы.

При испопьзовании изобретения цостигается повышение мошности врашатепя при относительно компактной конструк ции и постоянство КПД при дпнтепьной работе устройства за счет эффективно

ro охлаждения двигателей энергоносите

5 пем.

1 р азйр гр

ВНИИПИ Заказ 5587/36 Тираж 603 Подписное

Филиал ППП "Патент,,г. Ужгород, ул. Проектная, 4