Герметизирующий узел опоры шарошки

ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(53) УДК 622,24, .051.55 (088.8) Опубликовано 07.02.83. Бюллетень 5 пю делан иэобретеиий и открытийДата опубликования описания 17.02.83 В. П. Жулаев(72) Авто А. Митю ре изобретения ский нефтяной институт Ми среднего специального обр(71) Заявител 4) ГЕРМЕТИЗИРУ Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к герметизирующим устройствам опоры шарошечного долота.Известен герметизирующий узел опоры шарошки, устанавливаемый между торцом шарошки и основанием цапфы и содержащий тарельчатое пружинистое кольцо, с частичными разрезами по внешнему или внутреннему диаметру, облицованное эластичным материалом, центральный участок которого сопряжей с поверхностью лапы, а периферийный - с поверхностью конусообразной расточки шарошки 11.Наличие в пружинистом кольце жестких в направлении его деформации перемычек обеспечивает упругость кольца лишь за счет плоского изгиба отдельных его участков, что недостаточно для сохранения надежной герметизации полости опоры.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является герметизирующий узел опоры шарошки, содержащий облицованный эластичным материалом пружинный металлический кольцевой остов, выполненный в виде расположенных вдоль его образующей лепестков, соеЗЕЛ ОПОРЫ ШАРОШКИ диненных по меньшему диаметру перемычками, и установленный с возможностью взаимодействия по меньшему диаметру с основанием цапфы, а по большему - с торцом шарошки 2).Поскольку концы лепестков данного герметизирующего узла, взаимодействующие с торцом шарошки, не связаны друг с другом, то в процессе работы долота при осевом перемещении шарошки имеет место плоский изгиб каждого лепестка остова, что не компенсирует изменение объема полости опоры и приводит к ее разгерметизации.Цель изобретения - повышение надежности герметизации за счет улуушения условий компенсации изменения объема полости опоры шарошки при ее осевом перемещении.Поставленная цель достигается тем, что герметизирующий узел опоры шарошки, содержащий облицованный эластичным материалом пружинный металлический кольцевой остов, выполненный в виде расположенных вдоль его образующей лепестков, соединенных по меньшему диаметру перемычками, и установленный с возможностью взаимодействия по меньшему диаметрус основанием цапфы, а по большему - сторцом шарошм, снабжен жестким кольцом, прикрепленным к лепесткам остова состороны его большего диаметра.На фиг, 1 изображен герметизирующийузел опоры шарошки, поперечное сечение;на фиг. 2 - кольцевой остов, вид в плане;на фиг. 3 - схема работы лепестка остовапри осевом перемещении шарошки.Герметизирующий узел опоры шарошки(фиг. 1 и 2) состоит из металлического 1 акольцевого остова 1, выполненного в видерасположенных вдоль его образующей лепестков 2, соединенных по меньшему диаметру перемычками 3 и облицован эластичным материалом, например, резиной 4. Герметизирующий узел установлен с возможностью взаимодействия по меньшему диаметру с основанием цапфы 5, а по большему - через прикрепленное к лепесткам 2жесткое кольцо 6 с торцом шарошки 7.Остов 1 узла изготовлен из пружиннойлистовой стали, а жесткое кольцо 6 - изизносостойкого материала,В ненагружецном состоянии (фиг. 3)лепестки слегка изогнуты во внешнюю сторону (сплошная линия) или во внутрь (пунктирная линия).25Прц сборке герметизируюгцего узла и егомонтаже на цапфе каждый лепесток 2 остова 1 должен опираться непосредственносвоими концами в галтели на цапфе 5 ижестком кольце 6 с возможностью поворотаэтих концов в точках контакта, а сами лепестки устанавливаются таким образом,что прямая, соединяющая концы каждогоиз них составляет с осью цапфы уголменьший 90.При сборке секции долота шарашка 7 35смещает жесткое кольцо 6 и верхний конецлепестка 2 из первоначального положенияв точке а до положения в точке б на расстояние осевого натяга Я. В результате шарнирно установленный лепесток упруго прогибается наружу или внутрь, при этом воз-никает продольная изгибающая сила Р, определяющая, с учетом угла А, величиныосевой А и радиальной К сил. Радиальнаясила К является .распорной для жесткогокольца 6.45Направление прогиба лепестков существенно влияет на работу герметизирующегоузла. При внешнем прогибе увеличиваютсяосевые размеры узла и улучшаются условиякомпенсации изменения объема опорнойполости шарошки, что важно для высокооборотного бурения. При низкооборотном бурении скорость перемещения шарашки по оси цапфы на порядок меньше, необходимость компенсации объема не столь остра, возможно использование внутреннего прогиба лепестков. Роль допол нительных компенсаторов объема в обоих случаях играют упругие резиновые перемычки - мембраны в промежутках между лепестками,Особенностью работы герметизирующего узла является увеличение угла А с ростом осевого натяга. В результате, одновременно с ростом продольной силы Р относительно уменьшается осевая сила А и упругая характеристика узла становится пологойВыполнение упругого элемента узла в виде системы работающих на продольный изгиб лепестков, несмотря на повышенные требования к точности изготовления сопрягаемых элементов узла, дает ряд технических преимуществ. Конструкция упругого элемента позволяет легко обеспечить требуемую жесткость узла изменением числа лепестков и размеров их сечения, а также выбором величины начального угла А. За счет особенности разложения сил и изменению угламожно получить близкую к требуемой упругую характеристику. При внешнем прогибе лепестков имеется возможность обеспечить полную компенсацию объема внутренней, заполненной смазкой, полости шарошки.Формула изобретенияГерметизирующий узел опоры шарошки, содержащий облицованный эластичным материалом пружинный металлический кольцевой остов, вьиолненный в виде расположенных вдоль его образующей лепестков, соединенных по меньшему диаметру перемычками, и установленный с возможностью взаимодействия по меньшему диаметру с основанием цапфы, а по большему - с торцом шарошки, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности герметизации за счет улучшения условий компенсации изменения обьема полости опоры шарошки при ее осевом перемещении, он снабжен жестким кольцом, прикрепленным к лепесткам остова со стороны его большего диаметра.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР597805, кл. Е 21 В 10/22, 1975.2. Патент США3370895, кл. 308 в .2.опублик. 1968 (прототип).Составите Техред И. Тираж 60 1130илиал Редактор Н, ВолЗаказ 557/13ВН ИИПИ Государственн по делам изобретен 5, Москва, Ж - 35, ППП Патент, г. У ль Н. ЦехмистренкоВерес Корректор МПодписноего комитета СССРий и открытийаушская наб д. 4/5жгород, ул. Проектная, 4 оста