Соединительный узел вала роторабурового ctahka

,А.Липский, А,В.Орлов и Л.А,Райхе Всесоюзныи ордена Труд исследовательский инст 7) Заявитель(54) СОЕДИНИТЕЛЬНБ 1 Й УЗЕЛ ВАЛА РОТОРБУРОВОГО СТАНКА ение относится к зоб ель изобр рно усповышение ойства за счетплощади нагру- поверхностей кения и обесния надежностиувеличения оты устуммарной о женных контак5деталей упругпечения регулдемпфирования ирующи го сое жесткости иельного узла. ования оедини Поставленная цель достигаетсятем, что звено соединения втулки смуфтой выполнено в виде мембранного гидротрансформатора с регулятором давления и взаимодействующего сннм кулачково-роликового механизма,включающего двусторонние косые кулачки с радиусными в сечении продолными желобками на рабочих гранях исферические ролики, каждый из кот -рых свободно установлен на радиал 2 О но расположенном эксцентриковомпальце, размещенном на втулке с возможностью поворота, причем косыек лачки установлены с возможностьюв имодействия со сферическими ролиоьпромышленности, в частности к тройствам для передачи крутящего м мента в буровых установках.Известен соединительный узел ва ла ротора бурового станка, выполненный в виде приводной муфты гидротрансформатора, имеющий высокую демпфирующую способность 1 .Однако упругие свойства этого устройства недостаточны, оно сложно по конструкции и в эксплуатацииИзвестен соединительный узел ва ла ротора бурового станка, содержа щий втулку, охватывающую муфту вала ротора, звездочку, закрепленную на втулке, и звено соединения втулки с муфтой 2.Однако из-за применения торсионной втулки малых размеров устройство не имеет упругих и демпфирующих свойств, необходимых в условиях передачи широкого диапазона крутяще го момента при ударных нагрузках. ого Красного Знамени .научут буровой техники846707 10 20 25 30 Э 5 40 45 50 55 хами, а рабочие грани выполнены на муфте.Регулятор давления гидротрансйорматора выполнен с дросселирующим устройством,Эксцентриковые пальцы закреплены в скобах, установленных на втулке с возможностью регулируемого перемещения вдоль ее оси вращенияРегулятор давления гидротрансформатора выполнен в виде набора взаимосвязанных посредством буртов и проточек концентрических колец, входящих в ответные гофры мембраны гидротрансформатора, и ступенчатой по толщине регулировочной шайбы.На фиг, 1 изображен соединительный узел вала ротора бурового станка, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на Фиг, 1; на фиг, 3 - разрез Б-Б на фиг. 1. Устройство содержит вал 1 ротора, на который оно устанавливается. На вал 1 шпоночным соединением надета ступица ведомой муфты 2, на которой выполнены двусторонние косые кулачки 3 с продольными желобками 4 на рабочих гранях. Поверх соединительной муфты 2 размещена втулка 5 с приводной звездочкой 6. В пазах 7 втулки 5 закреплены с возможностью регулируемого перемещения параллельно оси вращения вала 1 скобы 8. В скобах 8 на радиально установленные и закрепленные с возможностью регулируемого поворота эксцентриковые пальцы 9 надеты с возможностью вращения сйерические ролики 10, взаимодействующие с кулачками 3 и тем самым с муфтой 2. Взаимодействующие кулачки 3 и ролики 10 образуют кулачково-роликовый механизм. С втулкой 5 жестко соединен корпус мембранного гидротрансйорматора 11, а к нему герметично присоединена его гойрированная мембрана 12. В корпусе 11 смонтирован вертлюжок 13. Полость гидротрансформатора заполнена рабочей жидкостью, На мембрану 12 надет конус 14, на который надето с опорой на бурт кольцо 15, также имеющее бурт. На бурт кольца 15 опирается кольцо 16, а его бурт, в свою очередь, опирается в проточку в кольце 17, жестко связанном с крьппкой 11 и втулкой 5Поверх деталей 14-16 надета регулировочная шайба 18. Выступы колец 15-17 входят в 4ответный желоб гофра мембраны 12,Цетали 14-16 и 18 составляют регулятор давления рабочей жидкости,В положении, укаэанном на фиг. 1,шайба 18 опирается на конус 14 ина два кольца 15 и 16. Если шайбу18 повернуть к кольцам противоположной опорной поверхностью, онабудет опираться на конус 14 и наодно кольца 15. Конус 14 и связанныес ним детали 15, 16 и 18 взаимодействуют через упорный подшипник 19и упор 20 с кулачково-роликовым механизмом.Соединительный узел вала работает следующим образом.Муфта 2 закрепляется с помощьюшпонки на валу. На приводную звездочку 6, жестко закрепленную на втулке 5, передается посредством цепной передачи крутящий момент от двигателя. Ролики 10, установленные вовтулке 5, контактируют с поверхностьюжелобков 4 на скосах косых кулачков3. Одновременность контакта всех роликов 10 с поверхностями желобков 4обеспечивается предварительнои регулировкой - поворотом эксцентриковыхпальцев 9 с последующей их фиксациейв нужном положении. Тем самым обеспечивается увеличение нагрузочной способности устройства. Под действием роликов 10 на скосы кулачков 3 касательная сила крутящего момента преобразуется в осевую силу. Эта силавоспринимается через подшипник 19и регулятор давления рабочей жид-.кости гофрированной мембраной 1 12гидротрансформатора. Мембрана 12деформируется, и в полости гидротрансформатора создается избыточное давление, которое передается через вертлюжок 13 в линию, соединенную с эластичной камерой (в направлении пострелке на фиг. 1), Жесткость усте ройства регулируют путем измененияисходного давления в гидротрансформаторе. Для этого к нему присоединен насос (например, ручной) дляувеличения этого давления и кран дляего уменьшения (насос и кран не показаны),Для обеспечения увеличенной нагрузочной способности устройства при реверсировании необходимо обеспечить контакт всех роликов 1 О одновременно с обоими скосами соседних кулачков 3 путем регулируемогоповорота эксцентриковых пальцев 9 и,перемещения скоб 8. По достижении поставленной цели скобы 8 и пальцы 9 фиксируют в необходимом положении. Увеличение диапазона жесткости без изменения параметров упругости эластичной камеры путем введения растянутых поддиапазонов достигается изменением опорной площади деталей 14-16, входящих в регулятор давле О ния рабочей жидкости.В положении, показанном на фиг,1, на мембрану 12 опираются одновременно детали 14-16. Площадь воздействия на мембрану 12 ограничена вершиной 15 выступа кольца 17, входящего в первый от края желоб гофра мембраны 12. Если шайбу 18 повернуть к кольцам 16 и 15 другой плоскостью, на мембрану 12 будут опираться детали 14 и 15. Площадь воздействия на мембрану 12 уменьшается. Она ограничивается в этом случае выступом кольца 16, входящим во второй желоб гофра мембраны 12. Если шайбу 18 убрать, на мембрану 12 будет опираться только упорная тарелка 14. Площадь опоры еще уменьшается - она ограничивается выступом кольца 15. Это соответству ет малым, средним и большим значе- ЗО ниям жесткости, Уровень демпфирования регулируют дроссельным устройством 21, включенным последовательно с эластичной камерой в гидравлическую линию. 35 20 Следовательно, в гидротрансформаторе давление изменяется пропорционально передаваемому крутящему моменту, Это дает возможность использовать изобретение и для индикации момента на приводном валу, С этой целью в гидравлическую линию необходимо включить манометр, отградуированный в значениях момента, Если 45 при этом манометр включить до дроссельного устройства, он будет фик сировать все изменения крутящего момента, а если после - то его усредненное значение,50Технико-экономические преимущества предлагаемого соединительного узла обеспечивают увеличенную нагрузочную способность, в том числе и при реверсировании, путем обес.печения одновременного касания роликами поверхностей скосов трапециевидных впадин; увеличение нагрузочкой способности устройства позволяет выполнить его в габаритах, приемлемых для использования в стесненных условиях буровой; увеличение энергоемкости упругого соединения устройства за счет использования эластичной камеры; выполненной вне габаритов монтируемой на валу составной части соединительного узла и тем самым не связанной своим объемом с этими габаритами, и введения регулировки жесткости в широком диапазо не; увеличение диапазона демпфирования за счет использования дросселирующего устройства в гидравлической системе гидротрансформатора.Расчет, проведенный по результатам испытаний образцов устройства, показывает, что экономическая эффективность составляет примерно 2,3 тыс. р. в год на изделие.Формула изобретения1, Соединительный узел вала ро-. тора бурового станка, содержащий втулку, охватывающую муфту вала ротора, звездочку, закрепленную на втулке, и звено соединейия втулки с муфтой, о т л и ч а ю щ и й с я тем что, с целью повышения надежности работы устройства за счет увеличения суммарной площади нагруженных контактирующих поверхностей деталей упругого соединения и обеспечения регулирования жесткости и демпфирования, звено соединения втулки с муфтой выпол-, нено в виде мембранного гидротрансформатора с регулятором давления и взаимодействующего с ним кулачково-роликового механизма, включающего двусторонние косые кулачки с радиусными в сечении продольными желобками на рабочих гранях и сферические ролики, каждый из которых свободно установлен йа ра- диально расположенном эксцентриковом пальце, размещенном на втулке с возможностью поворота, причем косые кулачки установлены с возможностью взаимодействия со сферическими роликами, а рабочие грани выполнены на муфте.2. Узел по п. 1, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что регулятор давления гидротрансформатора выполнен с дросселирующим устройством,3. Узел по п. 1, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью уве7 84 личения нагрузочной способности при реверсировании, эксцентриковые пальцы закреплены в скобах, установленных на втулке с возможностью регулируемого перемещения вдоль ее оси вращения,4. Узел по и, 1, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения диапазона изменения жесткости упругого соединения, регулятор давления гидротрансформатора выполнен в виде набора взаимосвязанных посред 6707 8ством буртов и проточек концентрических колец, входящих в ответныегофры мембраны гидротрансформатора,и ступенчатой по толщине регулировочной шайбы,Источники информации,принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство .СССРФ 125777, кл. Е 21 В 3/02, 1959.10 2. Авторское свидетельство СССРФ 586849 кл. Е 21 В 3/02, 1972846707 оставитель А.Симецкаехред Т.Маточка орректор С.Хорниенко Редактор Л.Повхан Подпис 4/ атент", г. Ужгород, ул, Проектная,Филиал ППП Заказ 5413 43 Тираж 627 ВНИИПИ Государственного комитета С по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб