Уплотняющий узел бурового шарошечного долота

 

УПЛОТНЯЮЩИЙ УЗЕЛ БУРОВОГО ШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА, содержащий манжету, армированную упругим каркасом, выполненным в виде тарельчатой шайбы с радиальными пазами на внутренней повер.хности, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы узла при люфтовом перемещении шарошки относительно ц;;пфы, борта шайбы выполнены по криво,инейной поверхности, а на ее наружной п.жер.хности имеются дополнительные рад1альные пазы, оси которых смещены относительно осей пазов на внутренней повер.ХЮсти шайбы на половину шага, при этом внутренняя поверхность манжеты выполнена криволинейной под отбортованную часть шайбы. (Л со оо «4:: О5 СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1038465

3(51) Е 21 B !О/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2! ) 2661076/22-03 (22) 29.08.78 (46) 30.08.83. Бюл. № 32 (72) М. И. Пехньо, Б. П. Сорока, А. И. Цыхан, Т. А. Илык, П. Г. Китык и У. Н. Якимчук (71) Физико-механический институт АН Украинской CCP и Дрогобычский долотный завод (53) 622.24.051.55 (088.8) (56) 1. Патент США № 3096835, кл. 308 — 8.2, 1963.

2. Авторское свидетельство СССР № 597805, кл. Е 21 В !О/08, 1975 (прототип). (54) (57) УПЛОТНЯЮЩИЙ УЗЕЛ БУРОВОГО ШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА, содержащий манжету, армированную упругим каркасом, выполненным в виде тарельчатой шайбы с радиальными пазами на внутренней поверхности, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы узла при люфтовом перемещении шарошки относительно ц:, пфы, борта шайбы выполнены по криво.;инейной поверхности, а на ее наружной и: вер»ности имеются дополнительные рад> альные пазы, оси которых смещены относ.;тельно осей пазов на внутренней поверх юсти шайбы на половину шага, при этом::нутренняя поверхность манжеты выполнен i криволинейной под отбортованную часть шайбы.

1038465

Изобретение относится к буровой технике, в частности к конструкции уплотняющих узлов шарошечных долот.

Известны конструкции уплотняющих узлов шарошечных долот, снабженные эластичной уплотняющей манжетой, армированной упругим каркасом в виде гофрированной тарельчатой пружины (11.

Недостаток конструкции — деформация манжеты, вызванная пульсацией давления смазки в опоре и способствующая разгерметизации опоры.

Известен также уплотняющий узел бурового шарошечного долота, содержащий манжету, армированную упругим каркасом, выполненным в виде тарельчатой шайбы с радиальными пазами на внутренней поверхности (2) .

Недостатком известного узла является его относительная недолговечность, так как рабочая кромка эластичного кольца вследствие большой жесткости каркаса в осевом направлении подвергается повышенному износу в местах наибольшего смещения вращающейся шарошки относительно цапфы, лапы, что вызывает начальную разгерметизацию бурового долота. Затем износу подвергается каркас манжеты, и как следствие, на его поверхности появляются концентраторы усталостных трещин. Под действием вибраций, которыми сопровождается работа долота, эти концентраторы вызывают разрушение каркаса, что ведет к полной разгерметизации опоры.

Цель изобретения — повышение надежности работы уплотняющего узла при люфтовом перемещении шарошки относительно цапфы.

Указанная цель достигается тем, что в уплотняющем узле бурового шаро шечно го долота, содержащем манжету, армированную упругим каркасом, выполненным в виде тарельчатой шайбы с радиальными пазами на внутренней поверхности, борта шайбы выполнены по криволинейной поверхности, а на ее наружной поверхности имеются дополнительные радиальные пазы, оси которых смещены относительно осей пазов на внутренней поверхности шайбы на половину шага, при этом внутренняя поверхность манжеты выполнена криволинейной под отбортованную часть шайбы.

На фиг. 1 изображен уплотняющий узел, общий вид; на фиг. 2 — узел 1 на фиг. 1; на фиг. 3 — вид D на фиг. 2; на фиг. 4— конструкция армирующего упругого карка5 !

О

45 са; на фиг. 5 — разрез Š— Е на фиг. 4; на фиг. 6 — разрез Ж вЂ” Ж на фиг. 4.

Уплотняющий узел содержит шарошку 1, лапу 2 с цапфой 3, в беловых дорожках которых размещены тела 4 качения подшипников. Между торцом шарошки 1 и поверхностью опорной части лапы 2 размещена уплотнительная манжета 5. Со стороны лапы опора долота уплотняется кромкой К манжеты и в радиальном направлении при помощи рабочей кромки Б, с натягом обхватывающей цапфу 3 лапы 2.

Со стороны шарошки уплотнение достигается двумя концентрическими рабочими кромками В и Г. Эластичная манжета армирована тарельчатой шайбой 6 с отбортованной кромкой. Борта каркаса выполнены по криволинейной поверхности (например, имеют форму циклоиды), обеспечивающей без проскальзывания относительное люфтовое смещение ша рошки с манжетой и цапфы лапы. На наружной поверхности шайбы имеются дополнительные радиальные пазы, оси которых смещены относительно осей пазов на внутренней поверхности шайбы на половину шага. Эти пазы придают тарельчатой шайбе форму зигзагообразного профиля. Диаметр тарельчатой шайбы выполнен таким образом, чтобы в свободном состоянии обеспечивалась подвижная посадка манжеты в кольцевую

ВЬ1ТОЧКУ.

В процессе установки шарошки 1 на цапфу 3 происходит предварительная упругая деформация уплотняющей манжеты 5 вместе с армирующим каркасом, вследствие чего в собранном виде уплотняющая манжета занимает вдоль оси цапфы место, примерно на 30 /оменьшее,,чем в свободном состоянии. При этом благодаря увеличению диаметра каркаса достигается неподвижное соединение манжеты с шарошкой.

Во время работы долота создается скользящий контакт между манжетой и обработанными поверхностями цапфы и лапы, причем предварительная упругая деформация каркаса обеспечивает компенсацию износа рабочих кромок манжеты. При люфтовых смещениях шарошки герметичность этого скользящего контакта так же не нарушается, так как манжета обхватывает цапфу с натягом, а сама манжета благодаря зигзагообразной форме тарельчатой шайбы обладает значительной радиальной податливостью при сохранении необходимой жесткости и механической прочности.

1038465 фиг.2

1038465

Редактор А. Курах

Заказ 6164 31

Составитель С. Денисова

Техред И. Верес Корректор Г. Orao

Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4