Ключ для резьбовых соединений

(45) Дата опубликования описания 29.04.78Государственный комитетСовета Нииистрое СССРпо делам изобретенийи открытий(71) Заявитель И. П. Фучила, Л. М. Лабий и Н. И. Мельницкая Центральная научно-исследовательская лаборатория Государственного производственного объединения Укрнефть(54) КЛЮЧ ДЛЯ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИИ 1Изобретение относится к механическому инструменту для соединения, разъединения резьбовых соединений, в частности к инструменту для работы с изделиями особого профиля, например бурильными трубами.Известно механическое устройство для свинчивания, развинчивания резьбовых деталей, содержащее гидропривод с изменяемым крутящим моментом, рабочий орган и механизм для автоматической установки резьбовых деталей;11.Работа этим устройством может производиться лишь при наличии гидросистемы с высоким и низким давлением, что снижает его технологические возможности. Наиболее близким к предлагаемому является ключ для резьбовых соединений, в особенности труб, содержащий рабочий орган с ведомой шестерней, привод вращательного действия для свинчивания или развинчивания, а также привод возвратно-поступательного действия для страгивания резьбового соединения, представляющий собой силовой гидроцилиндр, на штоке поршня которого установлена зубчатая рейка, взаимодействующая с ведомой шестерней рабочего органа.Недостатком известной конструкции является несинхронная работа приводов страгивания и свинчивания или развинчивания, что затрудняет ее использование для работы с бурильными трубами.Целью изобретения является синхронизацияработы приводов страгивания и свинчивания 5 или развинчивания.Указанная цель достигается тем, что штокснабжен подпружиненным в направлении его возвратного хода упором, шарнирно закрепленным на нем на расстоянии от ближнего зу ба рейки, кратном шагу ее зубьев, а ведомаяшестерня рабочего органа снабжена одним или несколькими зубьями, которые выполнены длиннее остальных на величину, достаточную для входа в зацепление с упором.15 На фиг, 1 показан ключ, общий вид; нафиг, 2 - разрез А - А на фиг. 1 (ключ,в исходном положении при выполнении операции развинчивания); на фиг. 3 - узел 1 на фиг. 1; на фиг. 4 - механизм одностороннего упора 20 в исходном положении при развинчивании,разрез Б - Б на фиг. 1; на фиг. 5 - удлиненный зуб ведомой шестерни рабочего органа, разрез В - В на фиг. 2; на фиг. 6 - механизм одностороннего упора в выведенном из зацеп.25 ления положении, разрез Г - Г на фиг. 3.Ключ для резьбовых соединений состоит изкорпуса 1, в котором укреплен с возможно.стью вращения рабочий орган (патрон) 2, снабженный зажимными плашками 3. На на.30 ружной поверхности рабочего органа посаже5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 на ведомая шестерня 4, которая входит в постоянное зубчатое зацепление с ведущей шестерней 5. Ведомая шестерня 4 снабжена зубом 6, который выполнен длиннее всех остальных зубьев 7. Шестерня 5 неподвижно укреплена на промежуточном валу 8, соединенном при помощи муфты 9 с редуктором 10, кинематически связанным с электродвигателем 11. На стойке 12 корпуса 1 укреплен гидравлический цилиндр 13, шток 14 поршня которого соединен с зубчатой рейкой 15, имеющей возможность в крайнем нижнем положении (по чертежу) выходить из зацепления с ведомой шестерней 4 при его вращении в сторону развинчивания резь бового соединения бурильной трубы 16 с замком 17.При выполнении свинчивания или развинчивания бурильный замок 17 неподвижно закрепляется в зажиме 18.В верхней части рейки 15 на оси 19 укреплен односторонний упор 20, который пружинами 21 растяжения прижимается к опорным выступам 22. В корпус 1 вмонтирована рукоятка 23, с помощью которой упор 20 выводится из зацепления с зубом 6 при выполнении свинчивания (см. фиг. 6), Упор 20 по своему профилю выполнен аналогичным зубьям рейки 15, т. е, он является как бы продолжением зубьев рейки 15 с заданным шагом, Так как упор 20 имеет в своей центральной части вырез, то он может входить в зацепление только с выступающими частями зуба 6, Зубчатая рейка 15 вставлена в направляющую 24, по которой она может скользить при ее перемещении вверх - вниз.Из перечисленных элементов ключа к приводу страгивания относятся гидроцилиндр 13, рейка 15, имеющая возможность в крайнем нижнем положении выходить из зацепления с ведомой шестерней 4. К приводу вращения относятся электродвигатель 11, редуктор 10, муфты 9, а также вал 8 с укрепленной на нем ведущей шестерней 5, которая входит в зацепление с ведомой шестерней 4,Ключ работает следующим образом, При развинчивании (снятии) бурильных замков 17 с труб 16 в исходном положении (см, фиг. 1, 2) зубчатая рейка 15 находится в крайнем верхнем (по чертежу) положении. При создании давления над поршнем гидроцилиндра 13 его шток 14 вместе с рейкой 15 перемещается вниз и провертывает ведомую шестерню 4, а вместе с ней и рабочий орган 2 на некоторый угол. При этом муфта 9 сцепления отсоединяет редуктор 10 от вала 8. Так как труба 16 закреплена в рабочем органе 2, а бурильный замок 17 закреплен в неподвижном зажиме 18, то произойдет страгивание резьбового соединения трубы 16 и замка 17, В тот момент, когда рейка 15 занимает свое крайнее нижнее положение, при котором упор 20 расположен в одной горизонтальной плоскости с центром ведомой шестерни 4 (см. фиг. 3), включается привод вращательного движения, который вращает рабочий орган 2 до полного развинчивания (разъединения) замка 17 с трубой 16. При этом зуб 6 своими выступающими частями задевает за упор 20, который прощелкивает, не препятствуя вращению рабочего органа 2.Для возврата рейки 15 в верхнее исходное положение привод вращательного движения включается на реверс и ведомая шестерня 4, своим зубом 6 зацепляясь за упор 20, перемещает рейку 15 вверх и вводит ее в зацепление с основными зубьями 7 шестерни 4, которая, продолжая вращаться, поднимает рейку 15 в верхнее исходное положение, Когда рейка 15 перемещается в верхнее положение, жидкость с надпоршневой полости гидроцилиндра 13 свободно выпускается на слив. На этом полный рабочий цикл ключа при выполнении операции развинчивания заканчивается.При свинчивании бурильного замка 17 с трубой 16 гидроцилиндр 13 в работу не включается, так как крутящий момент свинчивания при условии нагрева бурильных замков незначительный и обеспечивается мощностью привода вращательного движения. Для обеспечения вращения рабочего органа 2 зубчатая рейка 15 опускается в крайнее нижнее положение, а упор 20 полностью выходит из зацепления с зубом 6 шестерни 4 и фиксируется в этом положении (см. фиг, 6) при помощи рукоятки 23,Внедрение предложенного ключа позволяет синхронизировать работу приводов страгивания и свинчивания, что дает возможность механизировать сборку-разборку бурильных труб. Формула изобретения Ключ для резьбовых соединений, в особенности труб, содержащий рабочий орган с ведомой шестерней, привод вращательного действия для свинчивания или развинчивания, а также привод возвратно-поступательного действия для страгивания резьбового соединения, представляющий собой силовой гидроцилиндр, на штоке поршня которого установлена зубчатая рейка, взаимодействующая с ведомой шестерней рабочего органа, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью синхронизации работы приводов страгивания и свинчивания или развинчивания,шток снабжен подпружиненным,в направлении его возвратного хода упором, шарнирно закрепленным на нем на расстоянии от ближнего зуба рейки, кратном шагу ее зубьев, а ведомая шестерня рабочего органа, снабжена одним или несколькими зубьями, которые выполнены длиннее остальных на величину, достаточную для входа в зацепление с упором.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Великобритании729960, кл. В 2 ЗМ, 1956.2. Гуссейнов М. А. и др. Справочное руководство по оборудованию турбобуроремонтных цехов и трубных баз. Баку, 1971, с. 85.2 Заказ 505/1Н Изд,383 Тираж 1122 сударственкого комитета Совета Министро по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/