Устройство для вращения инструмента в бурильной машине

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) 1 С 3/дО ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ У и орде"горноА.П.Заво СССР74.СССРС 1/00,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Норильскийордена Ленинна Трудового Красного Знаменметаллургический комбинат имвенягина(56) 1, Авторское свидетельсВ 465474, кл. Е 21 С 1/02,2. Авторское свидетельствпо заявке У 3421429,кл, Е 211982 (нрототип),.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВРАЩЕНИЯ ИНСТРУМЕНТА В БУРИЛЬНОЙ ИАШИНЕ, содержащее корпус е жестко посаженнымв нем зубчатым колесом внутреннего зацепления, эксцентрично расположенный в последнем зубчатый сателлит с кольцеобразным эластичным элементом, образующим секторные полости, ребра, рацибнально смещенные относительно винтовых золотниковых каналов под. вода энергоносителя,и шпиндель внутри сателлита, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности устройства за счет снижения величины торсионных возмущений и уве-личения степени уравновешенности вращающихся элементов, ребра жестко связаны с сателлитом и шпинделем, причем число ребер равно числу секторных полостей, рабочие объемы послед- Я них равны друг другу, а секторные полости размещены в промежутках между ребрами.1 1125Изобретение относится к областигорной промышленности,в частности к устройствам для вращения инструмента в бурильных машинах, например, используемых в подземных условиях. 5Известно устройство для вращения инструмента в бурильной машине, включающее корпус, неподвижное колесо с внутренними зубьями кругового профиля и эксцентричный сателлит с золот О никовой втулкой, муфту в виде кольцеобразного элемента, связывающего сателлит со шпинделем И .Однако в данном устройстве вследствие незначительной величины рабо чих камер и относительно невысокой герметичности уменьшается как КПД устройства, так и его надежность.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому 2 О результату является устройство для вращения инструмента в бурильной ма.шине, содержащее корпус с жестко посаженным в нем зубчатым колесом внутреннего зацепления, эксцентрич но расположенный в последнем зубчатый сателлит с кольцеобразным эластичным элементом, образующим секторные полости, ребра, радиально сме.щенные относительно винтовых золотниковых каналов подвода энергоносителя, и шпиндель внутри сателлита 2,Однако в известном устройстве вследствие скольжения ребер относительно сателлита и шпинделя проис 35 ходит их износ, приводящий к снижению надежности конструкции. Кроме того, консольное расположение зубчатой муфты относительно точек взаимодействия приводит к проявлению торсионного эффекта, также снижающего надежность конструкции. Целью изобретения является повышение надежности устройства за счет снижения величины торсионных возмущений и увеличения степени уравновешенности вращающихся элементов.Эта цель достигается тем, что в устройстве для вращения инструмента в бурильной машине, содержащем корПус 5 О с жестко посаженным в нем зубчатым колесом внутреннего зацепления, эксцентрично расположенный в последнем зубчатый сателлит с кольцеобразным эластичным элементом, образующим секторные полости, ребра, радиально смещенные относительно винтовых золотниковых каналов подвода энерго" 365 2 носителя, и шпиндель внутри сателлита, ребра жестко связаны с сателлитом и шпинделем, причем число ребер равно числу секторных полостей, рабочие объемы последних равны друг другу, а секторные полости, размещены в промежутке между ребрами,На Фиг. 1 показано устройство продольный разрез; на фиг, 2 - разрез А-А на Фиг. 1; на Фиг. 3 - узел Т на Фиг. 1 (развертка винтовых золотниковых,каналов).Устройство для вращения инструмента в бурильной машине содержит гибкий зубчатый сателлит в виде гибкого обода 1 с нарезанными на нем двумя симметричными(гибкими)зубчатыми венцами 2 и З,которые находятся в постоянном зацеплении с жесткими зубчатыми колесами 4 и 5, закрепленными в корпусе 6 штифтами 7 и 8. Корпус6 закрыт крышками 9 и О, в которыхустановлены подшипники 11 и 12, закрытые своими крышками 13 и 14. На подшипниках 11 и 12 установлен шпиндель 15, соединенный через шпицы 16 с втулкой 17 кольцеобразного элемента 18 из эластично-упругого материала (например, резины), Кольцеобразный элемент 18 прикреплен к втулке 17 и к гибкому ободу 1 (например, за счет вулканизации, склеивания и т.д,) и выполнен на всю длину образующей гибкого обода 1 с секторнымиполостями 19 и винтовыми золотниковыми каналами 20 к ним с подводящимиотверстиями 21, Винтовые золотниковые каналы 20,выходящие по эллиптичному торцу гибкого обода 1,сообщаются через каждые 90 с соответствующими кольцевымиополостямн 22 и 23 в крышке 10 через их часто просверленные по двум кон,центрическим окружностям отверстия 24 и 25,Эллиптический (или кулачковый) профиль удлиненному гибкому ободу 1 (и встроенному внутри него кольцеобразному элементу 18 с золотниковыми каналами 20) сообщает двухрядный механический генератор 26 волн с роликами 27 и 28, которые удерживаются по оси дистанционным кольцом 29. Двухрядный механический генератор"26 волн осуществляет образование эллиптического профиля на всей длине гибкого .обода 1, при этом каждь 1 й ряд роликов генератора располодействуют как элементарные поршни на гибкий обод 1, при этом они развивают результирующие силы Р.Гибкие зубчатые венцы 2 и 3, имеющие число зубьев, синхронно проворачиваются относительно неподвижных зубчатых колес 4 и 5, также выполненных с одинаковым числом зубьев. За один цикл гибкий зубчатый сателлит повернется на угол, соответствующий разнице чисел зубьев между неподвижными и гибкими венцами. Заэто время генератор 26 волн сделает один полный оборот, а каждая секторная полость 19 дважды побывает в зоне нагнетания и выхлопа энергоносителя.Возникающий крутящий момент от гибкого зубчатого сателлита через стенки кольцеобразного элемента 18, втулку 17 и шлицы 16 передается шпинделю 15 и буровому инструменту (не показан), Вращатель одновременно генерирует мощность и редуцирует ее, т.е, он работает как мотор- редуктор. Отработанный энергоноситель в рассматриваемый момент времени из секторных полостей 19 второго и четвертого квадрантов(фиг.2) выходит через соответствующие отверстия 21, винтовые. золотниковые каналы 20 и далее через отверстия 25 в кольцевую полость 23 и в атмосферу по стрелке С. Энергоноситель к буровому инструменту подается через полый шпиндель 15 по стрелке Д.Реверс шпинделя 5 осуществляется изменением направления подачи ющие отверстия 25, золотниковыеканалы 20 и отверстия 21 поступаетв рассматриваемый момент времени всекторные полости 19 второго и четвертого квадрантов (фиг. 2), А вывого и третьего квадрантов ведется через кольцевую полость 22 и в атПри использовании предлагаемого изобретения кроме повышения надежностиконструкции достигается увеличение крутящего. момента за счет относительно большой суммарной поверхности секторных полостей, выполняющих функции поршней. 3 1125365 4жен в зоне своего гибкого зубчатоговенца.Гибкая насадка 30 обеспечиваетгерметичность золотникового распределительного устройства по торцу.Винтовые золотниковые каналы 20 служат для распределения энергоносителя по секторным полостям 19 (векторная диаграмма на фиг, 2, где Р -давление энергоносителя, Р - результирующая сила отдельного квадранта,3 - эксцентриситеты гибкого зубчатого сателлита), Для получения данной диаграммы вход какдого золотникового винтового канала 20 долженбыть развернут относительно его выхода на 45.Число секторных полостей 19 подбирается оптимальным по конструктивно-технологическим параметрам, азолотниковые каналы 20 распределяются пропорционально между ними. Подвод к каждой секторной полости 19не менее двух золотниковых каналов20 исключает образование в них застойных зон и гарантирует болеебыструю их продувку или наполнениев переходных зонах, когда сеченияподводящих отверстий 24 и 25 частично или полностью перекрыты,Ребра 31 жестко скреплены со ш ииделем 15, а секторные полости 19размещены между ребрами, причемчисло ребер 31 равно числу секторных полостей 19, а объемы последнихравны друг другу,35Все трущиеся торцовые резиновыеповерхности устройства выполненытехнологически с антифрикционнымисвойствами. Для усиления резиновые . энергоносителя, т,е. энергоносительэлементы устройства могут быть армированы эластичным кордом.Стрелки В, С и Д указывают направление движения энергоносителя вопределенный момент времени.Работа устройства для вращенияинструмента в бурильной машине осуществляется следующим образом. хлоп из секторных полостей 19 перПри подаче энергоносителя пострелке Ы в кольцевую полость 22 идалее через отверстия 24, винтовые 5 О мосферу против ст е к Вмос еру против стрелки В.эолотниковые каналы 20 и подводящие,отверстия 21 в секторные полости 19первого и третьего квадрантов(фиг. 2) начинается движение зубьевгибких венцов 2 и 3 относительно 55неподвижных зубчатых колес 4 и 5.Соответствующие секторные полости19 за счет давления энергоносителя1125365 Составитель В. ЗахаровТехред А.Бабинец Корректор О. Билак Редактор Л. Гратилл Заказ 8455/2 4/5 ППП "Патент" оектная, 4 Ужгород,ил Тираж 564 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 3035, Москва, Ж, РаПодписноеомитета СССРоткрытийкая наб д.