Спосіб виготовлення робочого колеса землесоса

Реферат: UA 95362 U UA 95362 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області гірничої механіки та будівельної техніки й може бути використана для вдосконалення конструкції робочого колеса землесоса при виготовленні та ремонті спеціальних відцентрових насосів, пристосованих для всмоктування ґрунту з-під води й транспортування води з ґрунтом (гідросуміші) по напірних трубопроводах. Відомий спосіб виготовлення робочого колеса землесоса, що включає виконання робочого колеса з чавуну, вуглецевої або спеціальної сталі з центральним глухим отвором. При цьому на один із кінців вала попередньо встановлюють фланець з радіально розташованими отворами й фіксують його стопорними пружинними кільцями. Колесо сідає на цей же кінець вала на шпонку та кріпиться подальшим затягуванням на фланець болтами, які розташовані радіально на торці маточини суцільнолитого колеса. Крутний момент від вала на суцільнолите робоче колесо землесоса передається через шпонкове з'єднання. Маточину робочого колеса виконують подовженою, а зазор між її зовнішньою твірною поверхнею й корпусом насосного колеса ущільнюють за допомогою сальникової набивки (http://stroy-technics.ru/article/zemlesosy). Недоліком цього способу є необхідність передачі крутного моменту через шпонкове з'єднання, яке має обмеження переданого крутного моменту. Крім того, шпонковий паз послаблює вал і суцільнолите насосне колесо в місці їх сполучення. Кріплення фланця на валу за допомогою стопорних пружинних кілець ненадійне, а їх руйнування під час роботи землесоса може призвести до аварії. Кільцеві канавки, виконані на валу, також послаблюють його в місці кріплення колеса. Особливістю роботи ґрунтових насосів є той факт, що наявність великих твердих включень у гідросуміші викликає ударні навантаження на вал (Животовський Л.С., Смойловськая Л.А. Техническая механика гидросмесей и грунтовые насосы. - М.: Машиностроение, 1986, с. 54). Це буде призводити до інтенсивного зносу шпонкового з'єднання вала й суцільнолитого робочого колеса. При цьому навантаження від насосного колеса частково буде передаватися на болти, які розташовані радіально на торці суцільнолитого колеса, і деформувати їх. Деформація болтів викликатиме складності при розбиранні робочого колеса землесоса під час його технічного обслуговування та ремонті. Крім того, у сальникову набивку неминуче буде потрапляти абразивна суміш, яка буде інтенсивно зношувати маточину суцільнолитого насосного колеса. При досягненні граничного зносу маточини буде необхідно робити повну заміну суцільнолитого колеса, що не є економічно вигідним. Розглянутий спосіб виготовлення робочого колеса землесоса не забезпечує надійності його конструкції й ремонтопридатності. Найбільш близьким за технічною суттю й досягнутим результатом є спосіб виготовлення робочого колеса землесоса, що включає виконання власне суцільнолитого робочого колеса з чавуну, вуглецевої або спеціальної сталі з центральним глухим отвором, у який вставлений і жорстко закріплений один із кінців вала. Центральний глухий отвір та один із кінців вала виконують конічними. На циліндричній частині вала, яка прилягає до його конічної частини, установлюють фланець з радіально розташованими отворами й фіксують його стопорними пружинними кільцями. Колесо садять на конічний кінець вала на шпонку та кріплять подальшим затягуванням на фланець болтами, розташованими радіально на торці маточини суцільнолитого колеса. Маточину робочого колеса виконують подовженою, а зазор між її зовнішньою твірною поверхнею й корпусом насосного колеса ущільнюють за допомогою сальникової набивки (Животовський Л.С., Смойловськая Л.А. Техническая механика гидросмесей и фунтовые насосы. - М.: Машиностроение, 1986, с. 57). Недоліком цього способу є той факт, що при затягуванні робочого колеса на фланець болтами в конічному отворі створюватимуться розтяжні напруження, які не допускаються для чавунних конструкцій і руйнуватимуть колесо. Руйнівна дія розтяжних напружень посилюватиметься впливом ударних навантажень на колесо під час роботи землесоса. Шпонковий паз при розглянутому способі виготовлення робочого колеса землесоса також послаблює вал і суцільнолите насосне колесо в місці їх сполучення. Поява люфту в шпонковому з'єднанні буде призводити до деформації болтів, розташованих радіально на торці маточини суцільнолитого колеса. Це викличе складнощі при розбиранні робочого колеса землесоса. Подовжена маточина колеса землесоса буде інтенсивно зношуватися в місці контакту з сальниковим ущільненням у місці її сполучення з корпусом землесоса. У результаті зносу маточини створюються умови, за яких насосне колесо стає неремонтопридатним. Задачею корисної моделі є розробка способу виготовлення робочого колеса землесоса, який забезпечить його надійність і ремонтопридатність при експлуатації за рахунок того, що центральний глухий отвір насосного колеса та один із кінців вала виконують фасонними у вигляді радіальних сегментів однакової конфігурації, які при складанні робочого колеса землесоса встановлюють один проти одного. На вал співвісно з ним установлюють фіксуючу втулку, яку оснащають виступами у вигляді радіальних сегментів, які під час складання 1 UA 95362 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 розташовують усередині фасонних вирізів у вигляді радіальних сегментів у насосного колеса, і фіксують її в осьовому напрямку. Це дозволяє забезпечити надійність і жорсткість з'єднання вала з робочим колесом і повністю захистити його маточину від зносу шляхом установки на вал фіксуючої втулки, яку після досягнення граничного зносу заміняють новою фіксуючою втулкою. Поставлена задача розв'язується так, що спосіб виготовлення робочого колеса землесоса включає виконання власне суцільнолитого робочого колеса з чавуну, вуглецевої або спеціальної сталі з центральним глухим отвором, у яке вставляють і жорстко закріплюють один із кінців вала. Згідно з корисною моделлю центральний глухий отвір насосного колеса виконують фасонним, на торці якого виконують виступи й вирізи у вигляді радіальних сегментів однакової конфігурації, симетрично розташованих по краю фасонного отвору. Один із кінців вала робочого колеса оснащають фасонним фланцем, поперечний переріз якого відповідає фасонному отвору робочого колеса, виконаним у вигляді радіально розташованих сегментів, форма і розміри яких точно збігається з радіальними сегментами робочого колеса. На вал співвісно з ним установлюють фіксуючу втулку, яку оснащають виступами у вигляді радіальних сегментів, симетрично розташованих на її торцевій частині, форма й розміри яких точно збігаються з радіальними сегментами робочого колеса. Під час складання вал робочого колеса виставляють співвісно з фасонним отвором робочого колеса, розташовуючи радіальні сегменти фланця вала чітко напроти вирізів у вигляді радіальних сегментів у робочому колесі. Вал робочого колеса подають уздовж його осі до упору у фасонний отвір робочого колеса й повертають навколо цієї осі на кут, який забезпечує повний збіг радіальних сегментів вала та виступів, розташованих на торці глухого фасонного отвори робочого колеса, виконаних у вигляді радіальних сегментів. Радіальні сегменти фіксуючої втулки розташовують чітко напроти вирізів у вигляді радіальних сегментів в насосному колесі, переміщують її в осьовому напрямку до упору в насосне колесо й фіксують її в осьовому напрямку, наприклад, за допомогою шліцьової гайки. Заявлена корисна модель пояснюється схемами, де на фіг. 1 представлено суцільнолите насосне колесо з центральним глухим отвором, на фіг. 2 - вал з фасонним фланцем, на фіг. 3 фіксуюча втулка, на фіг. 4 - орієнтація вала з фасонним фланцем щодо глухого отвору насосного колеса перед складанням, на фіг. 5 - стикування фасонного фланця вала з центральним глухим отвором насосного колеса, на фіг. 6 - поворот вала навколо своєї осі, на фіг. 7 - орієнтація фіксуючої втулки на валу перед остаточним складанням, на фіг. 8 - робоче колесо землесоса в зібраному вигляді, на фіг. 9 - фіксуюча втулка з фланцем, на фіг. 10 суцільнолите насосне колесо з центральним глухим отвором і радіальними глухими різьбовими отворами, на фіг. 11 - робоче колесо землесоса з фланцевим кріпленням фіксуючої втулки. Спосіб здійснюють таким чином. Центральний глухий отвір 1 насосного колеса 2 (фіг. 1) виконують фасонним, на торці якого виконують виступи 3 й вирізи 4 у вигляді радіальних сегментів однакової конфігурації, симетрично розташованих по краю фасонного отвору. Один із кінців вала 5 (фіг. 2) робочого колеса оснащають фасонним фланцем, поперечний переріз якого відповідає фасонному отвору робочого колеса, виконаного у вигляді радіально розташованих сегментів 6, форма й розміри яких точно збігаються з радіальними сегментами робочого колеса. На вал співвісно з ним установлюють фіксуючу втулку 7 (фіг. 3), яку оснащають виступами 8 у вигляді радіальних сегментів, симетрично розташованих на її торцевій частині, форма й розміри яких точно збігаються з радіальними виступами 3 робочого колеса, виконаних у вигляді радіальних сегментів. Під час складання (фіг. 4) вал 5 робочого колеса виставляють співвісно з фасонним отвором 1 насосного колеса 2, розташовуючи радіальні сегменти 6 фланця вала чітко напроти вирізів 4 у вигляді радіальних сегментів у насосному колесі 2. Вал 5 робочого колеса подають уздовж його осі до упору у фасонний отвір 1 насосного колеса 2 (фіг. 5) й повертають навколо цієї осі на кут, який забезпечує повний збіг радіальних сегментів вала 5 й виступів, розташованих на торці глухого фасонного отвору робочого колеса, виконаних у вигляді радіальних сегментів 3 (фіг. 6). Радіальні сегменти 8 фіксуючої втулки 7 (фіг. 7) розташовують чітко напроти вирізів 4, виконаних у вигляді радіальних, сегментів в насосному колесі 2, переміщують її в осьовому напрямку до упору в насосне колесо 2 й фіксують її в осьовому напрямку за допомогою шліцьової гайки 9 зі стопорною шайбою 10 (фіг. 8). Для поліпшення технології виготовлення робочого колеса, спрощення конструкції вала, зменшення концентраторів напружень на ньому та підвищення, за рахунок цього, його надійності й ремонтопридатності, фіксуючу втулку 7 (фіг. 9) виконують із фланцем 11, на якому виконують радіальні отвори 12, у кожному з яких виконано потайне проточування 13. На торці насосного колеса 2 (фіг. 10) виконують радіально розташовані глухі різьбові отвори 14, осі яких 2 UA 95362 U 5 10 15 20 25 30 35 40 розташовані точно так, як і осі радіальних отворів 12 на фланці 11 фіксуючої втулки. Під час складання робочого колеса втулку 7 фіксують в осьовому напрямку на торці насосного колеса 2 в упор у торець фланця 11 фіксуючої втулки 7 за допомогою болтів 15 (фіг. 11). Болти 15 установлюють у радіально розташовані отвори 12, виконані на фланці 11 та вкручують у глухі радіально розташовані різьбові отвори 14 насосного колеса 2. Реалізація запропонованого способу виготовлення робочого колеса землесоса дозволить підвищити його надійність і ремонтопридатність за рахунок того, що його вал не зношується, а при граничному зносі твірної поверхні фіксуючої втулки її легко замінюють на нову. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Спосіб виготовлення робочого колеса землесоса, що включає виконання власне суцільнолитого робочого колеса з чавуну, вуглецевої або спеціальної сталі з центральним глухим отвором, у який вставлений і жорстко закріплений один із кінців вала, який відрізняється тим, що центральний глухий отвір насосного колеса виконують фасонним, на торці якого виконують виступи й вирізи у вигляді радіальних сегментів однакової конфігурації, симетрично розташованих по краю фасонного отвору, один із кінців вала робочого колеса оснащають фасонним фланцем, поперечний переріз якого точно відповідає фасонному отвору робочого колеса, виконаним у вигляді радіально розташованих сегментів, форма й розміри яких точно збігаються з радіальними сегментами робочого колеса, на вал співвісно з ним установлюють фіксуючу втулку, яку оснащають виступами у вигляді радіальних сегментів, симетрично розташованих на її торцевій частині, форма й розміри яких точно збігаються з радіальними сегментами робочого колеса, при цьому під час складання вал робочого колеса виставляють співвісно з фасонним отвором робочого колеса, розташовуючи радіальні сегменти фланця вала чітко напроти вирізів у вигляді радіальних сегментів у робочому колесі, вал робочого колеса подають уздовж його осі до упору у фасонний отвір робочого колеса й повертають навколо цієї осі на кут, який забезпечує повний збіг радіальних сегментів вала та виступів, розташованих на торці глухого фасонного отвору робочого колеса, виконаних у вигляді радіальних сегментів, радіальні сегменти фіксуючої втулки розташовують чітко напроти вирізів у вигляді радіальних сегментів у насосному колесі, переміщують її в осьовому напрямку до упору в насосне колесо й фіксують її в осьовому напрямку, наприклад, за допомогою шліцьової гайки зі стопорною шайбою. 2. Спосіб виготовлення робочого колеса землесоса за п. 1, який відрізняється тим, що фіксуючу втулку виконують з фланцем, на якому виконують радіальні отвори, у кожному з яких виконано потайне проточування, на торці насосного колеса виконують радіально розташовані глухі різьбові отвори, осі яких розташовані точно так, як і осі радіальних отворів на фланці фіксуючої втулки, при цьому під час складання робочого колеса втулку фіксують в осьовому напрямку в упор у торець фланця фіксуючої втулки за допомогою болтів, які встановлюють у радіально розташовані отвори, виконані на фланці фіксуючої втулки та вкручують у глухі радіально розташовані різьбові отвори насосного колеса. 3 UA 95362 U 4 UA 95362 U 5 UA 95362 U 6 UA 95362 U 7 UA 95362 U 8 UA 95362 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9