Вращатель бурильной машины

(19 (11 Х ар Е 21 С 1/00 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ УДАРС ДЕЛАМ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ"ГЕЛЬСТ ОРСНОМУ ре то шег ния(71) Норильский ордена Ленина и орцена Трудового Красного Знамени горнометаллургический комбинат им, А, П. Завенягина(86) 1, Авторское свидетельство СССРМ 276854, кп. Е 21 С 1/12, 1089.2, Авторское свидетельство ССС(РМ 540031 ф кл Е 21 С 1/ООй 1972(54) (57) ВРАЩАТИЛЬ БУРИЛЬНОЙМАШИНЫ, включающий корпус с двумяпоследовательно Расположенными шестеатыми двигателями,. кажцый из коык выполнен в вице неподвижногоса с внутренними зубьями, нахоцяося в зацеплении с зубчатым сатеп". ом с генератором волн и зубчатой фтой, соединенной со шпинделем, и цовые золотники, о т п и ч а юй с я тем, что, с целью повыше- мощности врашатепя и его КПД одновременном обеспечении компакт- ости. конструкт, вращатепь снабженроюаирующим кольцом, которым раторы волн связаны между собой, ем сателлиты в осевом направпесоединены цруг с другом зубчатой ой, а последняя на шпинцепе разме а в середине промежутка между теллитами.1 10Изобретение относится к горной промышленности, в частностик вращателям бурильных машин, используемыхв переносных и стационарных буровыхйоаземных установках,Известен вращатель бурильной машины, включающий. корпус с шестеренча"тым цвигателем, волновой рецуктор свнещним генератором волн гибкого колеса и соединенную со шпинцелем зубчатую муфту 1Нецостатком вращателя являетсято, что увеличение его мощности эасчет повышения объема рабочих камер,приводит к возрастанию рариальныхразмеров, цополнитезьным потеряммощности на двухступенчатой волновойпере цаче.Наиболее близким техническим решением к изобретению по техническойсущности и цостигаемому результатуявляется вращатель бурильной машины,включающий корпус с двумя послецовательно расположенными шеетеренчатыми целителями, кажцый иэ которыхвыложен в, виде неподвижного колесас внутренними зубьями, нахоцящегосяв зацеплении с зубчатым сателлитомс генератором волн и зубчатой муфтой,соединенной со шпинцелем, и торцовые зопотники,2,Нецостатком вращателя бурильной. машины является то, что при послецовательной поцаче энергоносителя отоцного цвигателя к другому происхоцятпотери мощности (наиболее значительные - на цвигателе, работающем наобработанном энергоносителе) и снижение коэффициента полезного цействия(КПД) в сравнении с суммарной проектной мощностью цвигателей. Кроме того, наличие в конструкции цвух. отцельных зубчатых муфт и цвух шпинцелей привоцит к увеличению габаритныхразмеров вращателя,Целью изобретения является повышение мошности вращателя и его КПДпри одновременном обеспечении компактнос"тй конструкции. 33725 55 Эта цель цостигается тем, что вра .щатепь бурильной машины, включающийкорпус с цвумя послецовательно расположенными щестеренчатым,и двигателями,каждый из которых выполнен в виценепоцвижного колеса с внутреннимизубьями, нахоцящегося в зацеплении сзубчатым сателлигом с генераторомволн и зубчатой муфтой, соециненной 10 15 20 25 30 35 40 45 50 со шпинделем, и торцовые золотники,снабжен синхронизнруюшим кольцом,которым генераторы волн связанымежцу собой, причем сателлигы в осевом направлении соецияены цруг сцругом зубчатой муфтой, а послепняяна шпинделе размещена в серецинепромежутка межцу сателлитами,На фиг. 1 показан вращатепь (золотниковые винтовые каналы показаныв плоскости разреза), разрез; на фиг. 2 .разрез АА на фиг. 1; на фиг. 3 узел 1 на фиг, 1 (развертка винтовыхзолотниковых каналов),Вращатепь бурильной машины вращ.тельного действия имеет шпиндель 1,соединенный подвижно через щлицы 2с зубчатой муфтой 3. Зубчатая муфта 3 через гибкие венцы 4 и 5 и гибкие ободы 6 и 7 связана с волновымизубчатыми сатеплйтами 8 и 9, которыенаходятся в зацеплении с непоцвнжными зубчатыми колесами ХЬ и 11,закрепленными в общем корпусе 12штифтами 13 и 14. Гибкие обоцы 6,и 7, имеют завудканизированные резинновые слои 15 и 16 и защитные металлические гибкие слои 17 и 18, т,е.обоцы 6 и 7, многослойнве. Снаружигибких обоцов 6 и 7 установлены внешние эллиптичные (или кулачковые) генераторы 19 и 20 волн на роликах 21и 22. Эллиптичный профиль механичеьких генераторов 19 и 20 волн передается гибким зубчатым сателлитам 8 и 9через ролики 23 и 22, Механйческиегенераторы 19 и 20 волн соециненымежду собой синхронизирующим кольцом 23,обеспечивающим их симметричную установку.В многослойных гибких зубчатыхсателлитах 8 и 9 имеются винтовыезолотниковые канады 24 и 25, сообщающиеся с кольцевыми каналами 26 - 29.,выполненными в крышках 30 и 31,и с отверстиями 32 и 33 в сатенлитах 8 и 9. В крышках 30 н 31 имеют.-.ся выступы с пазами, в котрых установлены лопатки 34 и 35, Пазы с ло-.патками 34 и 35 сообщаются с кольцевыми каналами 36 и 37 в крышках 30и 31. Гибкие зубчатые сателлиты 8 и 9 снабжены резиновыми (или, например, капроновыми) насадками 38 и 39 улучшающими герметичность золотниковых каналов 24 и 25 по торцу. Шпинцепь 1 устанавливается на радиально-упорных. 34 и 35 аоверваке ирк волковом ква .женин обоцов 6 к 7 возвратно иостущьз 5 тельное щвижениэ и ке вращаютск. - Пркэтом скорость скольжения обоэе фи 7 относительно лопаток 34 и 38незкачктейьна. 40 Реверс бурильной машины осущзоти , ляется измэнещны направления подам ляется в противоположном направлении45 стрелок С в каналы 27 и 29, а выхЩВ -происхоцит через копьаевые каналы 26 3 10подшипниках 40 и 41 (с втулкой 42),закрытых крышкамй 43 и 44, Золотпиковые винтовые каналы 24 и 25 .обеспечивают вращение гибких зубчатых сателлитов 8 и 9 в одну сторону. Все трущиеся торцовые резиновыеповерхности устройства вйполкены сантифрикцицнными элементами (могутбыть применены также элементы изторопласта; капрона и других антифрикционных пластиков вместо резиновых элементов).Стрелки В, С, Р; Е, указывают( налравленне цвижения 1 энергоносителяи определенный момент времени. Векторы Р; 3 обозначают соответственно давление электроноситепя и резупьти,рующую силу от этого давления. Симмеъричный экспейтриситет.каждого элпиптичного гибкого зубчатого колеса обозначен через е. Зубчатая муфта 3 с гибкими венцами 4 и 5 имеет равное чио-.ло зубьев,.передаточное число равноединице, и она передает только крутя-ший момент.Вращатель бурильной машины работаетследующим образом.При подаче энергоносителя по стракам В в кольцевые канады 26 и 28крышек 30 и 31 и далее в винтовые, 3золотниковые каналы 24 и 2,5 и отверстия 32 и 33 гибких многослойныхободов 6 и 7 в секторах перва о итретьего квацрантов возникают движущие результирующие силы Р от давления энергоносителя(фиг. 2). Гибкиезубчатые сателлиты 8 и 9 начинаютповорачиваться относительно непоцвиа-.ных зубчатых колес 10 и 11, и заодин цикл они синхронно поворачиваются на угол, соответствукаюий разнице.чисел зубьев зацепляющихся пар. На .этот же угол поворачивается зубчатая .муфта 3 и шпицами 2 поворачивает катот же угол шпиндель 1 вместе с присоединенным к нему на реа бе буровыминструментом (не доказан). Поцачаэнергоносителя в скважину цля выносашлама показана стрелкой Е,тов 8 и 9 поочерецно через ООф.особщаются с кольцевыми какапамк. 26.и 28 к с кольцевыми каналами 27 и 28,что обеспечивает поочередное наколкенкэ рабочих камер между щзпатшмк.34 и 38 энергоносителем с последующим выхлопом. Части гибких ободов 6 и 7в секторах (. квацрантов первого и третье;,го .действуют как,поршни при рабочем хоце (фиг. 2), а части обоцов 6 и 7 в секторах квадрантов второго и четверто го. действуют как поршни при хопостомхоце (иа выхлоп).Отработанный энергоносктепь йз секторов квадраитов второго, четвертого направляется по соответствуюакм. винтовым зопотниковым каналам 24и 25 в кольцевые каналы 27 и 29 и цалее: (;не стрелкам С) в атмосферуе Винтовые зопотниковые каналы 24; тели относительно входа на 45 Цап;3), что и обеспечивает показанную циаграм му сип на фиг. 2,Во время работы лопатки 34 и 35 действуют. как уппотняюшке элементырабочих камер, образованньк между кимк и гибкими ободами 6 и 7. Окк:плотно постоянно щажаты к обоаам,6и 7 экергокиатепем,: поступавшим з йх пазы из кольцевых какапеЬ 26 а 37 энергоносителя в кольцевые каналы,т.е, подача энергоносителя осуществ и 28 в атмосферу (направление, протзьевопопожное стрелкам В), При этомпоц; рабочим давлением сказываютсяЗа один цикл волнообразного цвкжания гибких зубчатых сателлитов 8 и 9их генераторы 19 и -20 волн делаютсинхронно оцин полный оборот, Сикхронизация их движений обеспечиваетсяжесткой связью синхронизкрующегокольца 2 ЗеПри этом все винтовые золотниковыеканалы 24 и 25 зубчатых сеталли 0 . рабочие камеры в,секторах квацрантоввторого и четвертого,. а с выхлопом . связаны рабочие камеры в секторах квадранаев первого к третьего, . Поьтор циклов обеспечивает вращение шпкну деля с инструментом. Зубчатоэ зацепление двигателей аьлаждается в работе энергоносителем,1033725 ЮгХ проходящим в зоне зацепления черезвинтовые зопмниковые каналы. При испопьзовании изобретения достигается повышение мощности врашатепяпри относительно компактной конструк ции и постоянство КПД при дпнтельной работе устройства за счет эффективно го охлаждения двигателей энергоноснте.5 пем,