Гидровращатель для буровых станков

Союз СоветскикСоциапистичесникРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯк двтооскому свидительствь и 945407(61 ) Допол интел ьное к а вт. с вид-ву(5 )М, Кл,(22) Заявлено 10, 09. 80 (21) 2979575/22-03 с присоединением заявки РЙ Е 21 С 1/00 Е 21 С 1/06 Гоеударстесиицй квинтет(23) Приоритет ио делам изобретений и открытий(72) Автор изобретения Ю.С. Пилюгин Норильский ордена Ленина и ордена Трудового КрасногоЗнамени горно-металлургический комбинатим.А,П.Завенягина(51) ГИДРОВРАЩАТЕЛЬ ДЛЯ БУРОВЫХ СТАНКОВ Изобретение относится к горномуделу, а именно к буровым станкам.Известен вращатель бурильной машины, выполненный в виде планетарнороторного мотор-редуктора 1,5Однако зубья кругового профиля слинейным контактом имеют невысокуюнагрузочную способность и поэтомумогут передавать небольшую мощность.Исполнение зацепления с разницейтолько в один эуб определяет малыйэксцентриситет, а, следовательно,небольшой момент и малую мощность(при большей разнице зубьев двигательнеработоспособен ). Кроме того, ограни-чение диаметральных габаритов изза динамической неуравновешенности(опасность перехода в режим вибратора ) также ограничивает мощность идиапазон передаточного числа. 20 Недостаточная герметичность рабочих камер приводит к резкому снижению мощности при небольшом износе зацепления. Так как муфта из эластично- упругого материала, то она может передавать небольшой момент.В виду диаметральных ограничений двигателя для получения большей мощности применяют последовательное соединение двух двигателей,Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является гидродвигатель для буровых станков, включающий корпус с крышками, в котором размещены два последовательно расположенных планетарно-редукторных двигателя, содержащие неподвижное зубчатое колесо с внутренними зубьями, зубчатые сателлиты, связанные с шпинделем и золотники 2 ,Этому устройству присущи все упомянутые выше недостатки, т.е. линейный контакт зубьев с малой нагрузочной способностью; исполнение зацепления с разницей в один эуб и малым эксцент945407 риситетом и малой мощностью; ограничение диаметральных габаритов из-задинамической неуравновешенности; не-достаточная герметичность рабочихкамер и резкое снижение мощности принебольшом износе зацепления,Некоторое повышение мощности устройства связано с новыми недостатками.При последовательном соединении двухОдвигателей, когда сливная камера одного соединяется с подводящей камеройдругого, требуется повыш"нный напорэнерноносителя, при этом повышениенапора энергоносителя, например, в2 раза дает выходную мощность меньшесуммарной двух отдельных мощностей,так как резко возрастают гидравлические потери.Массы двух сателлитов, расположенные несбалансированно, усиливаютэффект вибратора, что снижает эксплуатационную надежность устройства,Цель изобретения - повышение мощности вращателя.2Поставленная цель достигается тем,что гидровращатель снабжен эксцентриковым валом, на котором установленыдубчатые сателлиты, связаннь 1 еФс шпинделем посредством подвижной муфты, при этом каждыл из двигателей снабжен лопатками, установленными с возможностью радиальногоперемещения в пазах, .которые выполнены в крышках.35На Фиг, 1 поедставлен гидровращатель для подземных станков шарошеччого бурения; на фиг, 2 разрезА-А на Фиг,1;на фиг. 3 - узел 1 наФиг. 1.Гидровращатель имеет корпус 1 снеподвижным зубчатым колесом 2 свнутренними эвольвентным зубьями,внутри которого установлены эксцентрично два зубчатых сателлита 3 ина общем эксцентрике 5 и на роликовых подшипниках 6, Массы сателлитов3 и 4 сбалансированы, т.е, динамически уравновешены,За одно целое с каждым сателлитом3 и 4 выполнены на их внешней поверх- -50ности золотники 7 и 8, представляющиесобой тангенциальные каналы с эллиптичными радиальными отверстиями 9, 10.Золотники 7 и 8 зеркально подобныемежду собой и закрыты снаружи одина 55ковыми бандажами 11,Гателлиты 3 и 4 подвижно прилегаютдруг к другу своими дисками с аксиаль 4ными отверстиями 12, в которые входя пальцы 13 с втулками 14 подвижной муФты-шпинделя 15.Муфта-шпиндель 15 установлена на конусных роликоподшипниках 16 с втулкой 17 и закреплена гайкой 18 и боковой муфтой 19, Канал боковой муфты 19 сообщается с отверстиями 20 в муфте-шпинделе 15 и уплотняется резиновыми манжетами 21,К торцам сателлитов 3 и 4 плотно прилегают левая 22 и правая 23 корпусные крышки, в которых выполнены раздельные кольцеобразные полости В,С,выходящие к сателлитам 3 и 4 через свои часто просверленные торцовые отверстия 24-26 (для энергоносителя ), Крышки 22 и 23 снабжены внутренчими выступами 27 и 28, в которых выполнены радиальные пазы 29 и установлены подвижные лопатки 30 с подводящими канавками 31. Лопатки 30 образуют с ободами сателитов 3 и 4 внутренние рабочие камеры 32, которые связаны с каналами золотников 7 и 8 через радиаль 4 ые отверстия 9,10. При этом толщина лопаток 30 выбирается доста" точной для возможного перекрытия эллиптичных ралиальных отверстий 9,10.Сателлиты 3 и 4 установлены с равными эксцентриситетами е. Б дисках сателлитов 3 и 4 предусмотрены небольшие разгрузочные оверстия 33 для уравновешивания давления энергоносителя с обоих сторон каждого диска.Давление энергоносителя во внутренних рабочих камерах в один из моментов показано стрелками р , а результирующие силы в каждом из сателлитов 3 и 4 показань соответственно векторами Р.Гидровращатель работает следующим образом,При подаче энергоносителя по стрел. кам В и далее, через отверстия 24 золотник 7 левого сателлита 3 через свои нижние совпадающие тангенциальные каналы и отверстия 9 разворачивает на 90 и направляет силовой поток жидкости в рабочие камеры 32. Результирующая сила Р от давления жидкости р в рабочих камерах начинает проворачивать сателлит 3 относительно зубьев неподвижного колеса 2 в нижнее положение. В это же время отработанная жидкость через верхние тангенциальные каналы золотника 7 и отверстия 25 выходит на сброс по стрелкам 6.9454 07 6отверстия 9 и 10. Возможные объемныеутечки в этих местах незначительны.При своем синхронном колебательновращательном движении сателлиты 3 иза один цикл поворачиваются наугол, соответствующий разнице чиселих зубьев и зубьев неподвижного колеса 2. Свое угловое перемещениесателлиты 3 и 4 через свои аксиальные отверстия 12 передают пальцам, 13с втулками 14 и муфта-шпиндель 13поворачивается на тот же угол.Реверс осуществляется переключением рабочих и отработанных потоковжидкости,т.е.в полости против стрелокподается рабочее давление а полости В сообщаются с сбросом, И тогдав левый сателлит 3 через отверстия25, тангенциальные каналы и отверстия9, в его противоположные рабочиекамеры 32 начнет поступать рабочаяжидкость, Результирующая сила Р изменит свое направление на противоположное и сателлит 3 начнет проворачиваться также в противоположнуюсторону, Одновременно в эту же сторону начнет проворачиваться и сателлит 4, в его рабочие полости 32 поступит рабочая жидкость через отверстия 25, Отработанная жидкость из сателлитов 3, 4 через отверстия 24уходит против стрелок В. Это изменениенаправления вращения через аксиальныеотверстия 12 передается пальцам 13муФты-шпинделя 15 и она начинаетвращаться в противоположную сторону.Гидровращатель на своей муфте -шпинделе 15 имеет резьбу для соединения с буровым снарядом. Рабочийэнергоноситель к буровому снарядуподается через боковую муфту 19 пострелке О и отверстия 20.При работе гидровращателя сателлиты 3 и 4 сгмоустанавливаются своимикатящимися бандажами 11 на своих дорожках, выполненных в корпусе 1 итем самым предохраняют зубчатое зацепление от перегрузок.Результирующий момент сил (фиг.2),действующий на сателлиты гидровращателя, равен удвоенному произведениюлюбой результирующей силы на ееэксцентриситет, при этом эти величины,как было показано выше, больше известных, следовательно, и момент силмногократно больше известного,Формула изобретенияГидровращатель для буровых станков,включающий корпус с крышками, в котоОдновременно с левым сателлитом 3 начинает проворачиваться в том же направлении относительно неподвижного зубчатого колеса 2 правый сател, лит 4, Но он из нижнего положения перемещается вверх. При этом его золот ник 8 действует аналогично,т.е, через отверстия 24 и совпадающие с ними верхние тангенциальные каналы с отверстиями 10 силовой поток жидкос ти разворачивается на 90 и попадает в соответствующие рабочие камеры 32. Результирующая сила Р (показана пунктирной стрелкой) начинает действовать на правый сателлит 4. Отработанная жидкость через нижние каналы золотника 8 и отверстия 25 идет на сброс по стрелке С.В целом, энергоноситель направляется в соответствующие рабочие камеры 32 золотниками 7 и 8 так, чтобы оба сателлита 3 и 4 вращались в одну сторону.Рабочие камеры 32 образованы движущимися в радиальных пазах 29 лопатками 30, плотно прижимаемыми к внутреннему ободу сателлита 3 (4 ) рабочим давлением жидкости, постоянно подведенной под эти лопатки 30 через кольцеобразную полость Е, отверстияЗО 26 и канавки 31. При этом суммарный объем рабочей жидкости под лопатками в работе остается постоянным так как насколько выдвинутся в работе одни лопатки 30, настолько же35 вдвинутся противоположные лопатки 30, Поэтому под лопатки 30 подводится небольшой объем жидкости, компенсирующей объемные утечки в их пазах. Для разгрузки дисков сателлитов 3 и4 О 4 от осевых сил сжатия от деиствия рабочего давления жидкости служат небольшие отверстия 33 в их рабочих камерах. Через эти отверстия 33 небольшой объем рабочей жидкости про 45 сачивается под давлением между дисками сателлитов 3 и 4 и, кроме разгрузки, смазывает их и улучшает их работу.При прохождении золотниковых отверс. тий 9 и 1 О мимо лопаток 30 в разграничительных верхних и нижних зонах происходит автоматическое перекрытие потоков жидкости в них от напорной линии и сброса, чтобы не происходило прорыва рабочего потока в сброс. Это обеспечивается самой конструкцией золотников 7,8, Кроме того, и сами лопатки полностью перекрывают эти7 9 ЦИ 7 8ром размещены два последовательно муфты, при этом каждый иэ двигателейрасположенных планетарно-роторных дви- снабжен лопатками, установленными сгателя, содержащие неподвижное зубча- воэможностью радиального перемещения втое колесо с внутренними зубьями, зуб- пазах, которые выполнены в крышках,чатые сателлиты, связанные с шпин- Источники информацииделем, и золотники, о т л и ч а ю принятые во внимание при экспертизеищ и и с я тем, что, с цель в повышения 1. Авторское свидетельство СССРмощности гидровращателя, он снабжен 1) 165 ч 7), кл. Е 21 С 1/02, 1971,эксцентриковым валом на котором уста, Авторское свидетельство СССРновлены зубчатые сателлиты, связанные о 1 Г 540031 кл, Е 2 1 С 1 /00, 1972 (протошпинделем посредством подвижной тип ).