Кривошипно-шатунний механізм багатоплунжерного бурового насоса

Кривошипно-шатунний механізм багатоплунжерного бурового насоса, що містить станину, трансмісійний вал, установлений у станині на підшипниках горизонтально і наділений двома косозубими шестернями, розміщеними коло підшипників симетрично відносно осі насоса, колінчастий вал, установлений у станині на підшипниках паралельно трансмісійному валу і наділений двома косозубими колесами, що знаходяться Із косозубими шестернями трансмісійного вала у зубчастому зачепленні, утворюючему у парі шевронну зубчасту передачу, шатуни, закріплені не посадочних шийках колін колінчастого вала за допомогою підшип Винахід відноситься до насособудування, зокрема до привідних кривошилно-шатунних пристроїв бурових насосів високої продуктивності. Відомий кривошипно-шатунний механізм багатоплунжерного бурового насоса (Насос буровой трехпоршневой УНБТ-950, техническое описание й инструкция по эксплуатации 14036.53 800 ТО, р ССС , 1990, л 20), що містить станину, трансмісійний вал, установлений у станині на підшипниках 'горизонтально І наділений шевронною шестернею, розміщеною & його середній частині, колінчастий вал, установлений у станині на підшипниках паралельно трансмісійному валу і наділений шевронним колесом, що знаходиться із шевронною шестернею трансмісійного вала у зубчастому зачепленні, утворюючому шевронну зубчасту передачу, і шатуни, закріплені на посадочних шийках колін колінчастого вала за допомогою підшипників. Недоліком цього кривошипно-шзтунного механізма багатоплунжерного бурового насоса є те, що шевронна шестерик трансмісійного вапа і шевронне колесо колінчастого вала значно віддалені ! і. ників, І пристрій юстировки зубчастого зачеплення, який відрізняється тим, що трансмісійний вал виконай моноблочним, а пристрій юстировки зубчастого зачеплення установлен між одним із косозубих копіс і посадочною шийкою колінчастого вала і містить два сполучених торцями пружно-деформуємих тонкостінних ЗОВНІШНІХ кільця, зовнішні поверхні яких виконані циліндричними і сполучені із посадочним отвором косозубого колеса, а внутрішні поверхні виконані конічними і примикають пдна одної меншими діамеграми, два сполучених торцями пружно-деформує мих тонкостінних внутрішніх кільця, внутрішні поверхні яких виконані циліндричними і сполучені із посадочною шийкою колінчастого вала, а зовнішні поверхні виконані конічними І примикають одна одної більшими діаметрами, а також два клинових КІЛЬЦЯ ІЗ КОНІЧНИМИ зовнішніми і конічними внутрішніми поверхнями, установлені клинами назустріч одне одного між конічними поверхнями пружно-деформуємих тонкостінних ЗОВНІШНІХ І внутрішніх кілець і з'єднані між собою болтами. від підшипників. У результаті цього на великому плечі опорні реакції підшипників створюють великі згинальні моменти на трансмісійному і колінчастому валах у місцях кріплення шевронних шестерні і колеса, що знаходяться у зубчастому зачепленні, що значно знижує їх міцність і надійність Для забезпечення достатньої міцності і надійності трансмісійного і колінчастого валів необхідно збільшувати д.аметри їх поперечних перерізів, що приводить до невиправданого іідвищення металоємкості механізме. Найближчим щодо технічної" суті, кількості загальних ознак і результату, який досягають, є відомий кривошипно-шатунний механізм багатоплунжерного бурового насоса (Приводной кривошипно-шатунний механизм для високо мощных поршневых насосов, заявка DE Nfl 3936729 Al, МКИ-5 F04B 21/00, опубл 08.05 91), що містить станину, трансмісійний вал, установлений у станині на підшипниках і наділений двома косозубими шестернями, розміщеними коло підшипників симетрично відносно осі насоса, колінчастий вал, ус ю со rank мдо? 35309 тановлений у станині на підшипниках паралельно трансмісійному валу і наділений двома косозубими колесами, що знаходяться із косозубими шестернями трансмісійного вала у зубчастому зачепленні, утворюючому у парі шевронну зубчасту передачу, шатуни, закріплені на посадочних шийках колін колінчастого вала за допомогою підшипників, і пристрій юстировки зубчастого зачеплений. Пристрій юстировки зубчастого зачеплення виконай у вигляді по менше однієї фланцевої муфти, яка з'єднує кінці розрізного по менше у одному місці трансмісійного вала. Піомуфти цієї фланцевої муфти мають зустрічну одна одної праву І ліву нарізку і нагвинчені на суміжні частини розрізного трансмісійного вала з такою же нарізкою. Фланці півмуфт з'єднані нарізними пальцями Кінцева ділянка зовнішньої частини розрізного трансмісійного вала, на яку нагвинчена півмуфта фланцевої муфти, установлена у станині на додатковому підшипнику. З'єднання частин розрізного трансмісійного вала відомого кривошипно-шатунного механізме багатоплунжерного бурового насоса та юстировку зубчастого зачеплення виконують таким чином. Спочатку на суміжні частини розрізного трансмісійного вала, що мають зустрічну праву і ліву нарізку, нагвинчують півмуфти з відповідною нарізкою. Потім у отвори півмуфт вставляють нарізні пальці. Після цього виконують юстировку зубчастого зачеплення. Для цього вводять у зачеплення дві косозубі шестерні трансмісійного вала із двома косозубими колесами колічастого вала парами таким чином, щоб зуби кожної пари (косозуба шестерня • косозубе колесо) входили у зубчасте зачеплення одночасно без зазору. Для фіксації зубчастого зачеплення у цьому стані одночасно виконують подальше нагвинчування півмуфт фланцевої муфти на нарізні суміжні частини розрізного трансмісійного вала спільно із ослабленими нарізними пальцями до упирання. Після цього виконують остаточне стягування півмуфт фланцевої муфти нарізними пальцями. Таким чином виконують остаточну юстировку зубчастого зачеплення, при якій передавання обертаючого момента від трансмісійного вала до колічастого вала здійснюється через утворену шевронну зубчасту передачу одночасно контактуючими зубами обох пар. Завдяки тому, що утворюючі у парі шевронну зубчасту передачу косозубі шестерні трансмісійного вала і косозубі колеса колінчастого вала порівняно із аналогом розміщені на згаданих валах коло підшипників, то виникаючі опорні реакції підшипників на малому плечі створюють менші по величині (в 2-2,5 рази) згинальні моменти на цих валах, що підвищує Тх міцність. Недоліком цього відомого кривошипно-шатунного механізме багатоплунжеріюго бурового насоса є недосконалість конструкції і компоновки пристрою юстировки зубчастого зачеплення, що виражається у наступному. Так, для установки пристрою юстировки зубчастого зачеплення необхідно виконувати розрізним, тобто Із декілька складівних частин, трансмісійний вал І з'єднувати ці частини фланцевими муфтами. Тому кінцеву ділянку зовнішньої частини трансмісійного вала, на яку нагвинчена півмуфта фланцевої муфти, необхідно установлювати на додатковий підшипник, щоб запобігти консольного його кріплення. Це приводить до збільшення габаритів і маси механізме, ускладненню конструкції, зниженню надійності і підвищенню вартості виготовлення. Крім того, в цій конструкції обертаючий момент передається між окремими частинами розрізного трансмісійного вала за рахунок сип тертя в . нарізних з'єднаннях півмуфт фланцевої муфти Із нарізними ділянками суміжних частин розрізного трансмісійного вала, а також нарізними пальцями, які стягують згадані півмуфти Це потребує дуже точного виконання нарізки на частинах розрізного трансмісійного вала і у півмуфтах а також великого зусилля стягування нарізних пальців для забезпечення контакту по усій довжині витків нарізки. При збиранні такої конструкції неминуче з'являється перекіс, дисбаланс має і биття трансмісійного валу під час роботи насосу, що знижує строк служби І надійність механізма. Крім того, в цій конструкції механізма діаметри частин розрізного трансмісійного вала і півмуфт фланцевої муфти конструктивно не можуть бути великими, що обмежує кількість нарізних пальців для надійного стягування лівмуфт і потребує створювання високих питомих тисків по виткам усіх нарізних з'єднань. Це приводить до швидкої пластичної деформації, руйнування і втрати роботоспроможності нарізних з'єднань і, як результат, до зупинки механізма і насоса у цілому, що знижує надійність І строк служби останніх. В основу винаходу поставлено задачу удосконалити конструкцію і компоновку пристрою юстировки зубчастого зачеплення кривошипно-шатунного механізма багатоплунжерного бурового насоса t шпяхом "виконання його у вигляді клинової радіально розпірної кільцевої фрікційної муфти І установлення її між одним із косозубих коліс і колінчастим валом забезпечити просте фракційне з'єднання останніх, що значно підвищує строк служби і технологічність конструкції пристрою, зменшує габарити і масу механізма а також знижує вартість його виготовлення. Поставлена задача вирішується тим, що у кривошипно-шатунному механізмі багатоплунжерного бурового насоса, що містить станину, трансмісійний вал, установлений у станині на підшипниках горизонтально і наділений двома косозубими шестернями, розміщеними коло підшипників симетрично відносно осі насоса, колінчастий вал. установлений у станині на підшипниках паралельно трансмісійному валу і наділений двома косозубими колесами, що знаходяться Із косозубими шестернями трансмісійного вала у зубчастому зачепленні, утворюючому у парі шевронну зубчасту передачу, шатуни, закріплені на посадочних шийках колін колінчастого вала за допомогою підшипників, ) пристрій юстировки зубчастого зачеплення, згідно винаходу, трансмісійний вал виконай монобпочним, а пристрій юстировки зубчастого зачеплення установлен між одним із косозубих коліс і посадочною шийкою колічастого вала і містить два сполучених торцями пружно-деформуємих тонкостінних зовнішніх кільця, зовнішні поверхні яких ви* конані циліндричними і сполучені Із посадочним 35309 отвором косозубого колеса, а внутрішні поверхні виконані конічними і примикають одна одної ментими діаметрами, два сполучених торцями пружно-деформуємих тонкостінних внутрішніх кільця, внутрішні поверхні яких виконані циліндричними І сполучені Із посадочною шийкою колінчастого вала, а зовнішні поверхні виконані конічними і примикають одна одної більшими діаметрами, а також два клинових кільця із конічними зовнішніми І конічними внутрішніми поверхнями, установлені клинами назустріч одне одного між конічними поверхнями пружно-деформуємих тонкостінних зовнішніх ! внутрішніх кілець І з'єднані між собою болтами. Наведена нова сукупність суттєвих ознак кривошипно-шатунного механізма багатоппунжерного бурового насоса, що заявляється, є достатньою у всіх випадках, на які розповсюджується обсяг правової охорони, гак як вирішує поставлену задачу. Так, виконання трансмісійного вапа монобпочним (не розрізним) виключає необхідність установлення додаткових підшипників І з'єднальних фпанцевих муфт, усуває дисбаланс мас і биття трансмісійного вала під час роботи насоса, що знижує габарити і масу а також підвищує строк служби і надійність механізма насоса у цілому. Установлення пристрою юстировки зубчастого зачеплення між одним із хосозубих коліс і посадочною шийкою колінчастого вала дозволяє оптимально вирішити компоновку цього пристрою. При цьому косозу&з копесо, яке володіє значно більшим діаметром ніж косозуба шестерня, дозволяє найбільш технологічно розмістити у своєму посадочному отворі пристрій юстировки зубчастого зачеплення. Виконання елементів пристрою юстировки зубчастого зачеплення у вигляді двох сполучених торцями пружно-деформуємих тонкостінних зовнішніх кілець, зовнішні поверхні яких виконані циліндричними і сполучені із посадочним отвором косозубого колеса, а внутрішні поверхні виконані конічними І примикають одна одної меншими діаметрами, забезпечує при розклинюванні внутрішніх конічних поверхонь пружну деформацію зовнішніх юпець. Це приводить до збільшення діаметра їх зовнішніх поверхонь, у результаті чого останні сполучуються із посадочним отвором косозубого копеса по посадці з натягом для надійного фрікційного їх з'єднання. Виконання елементів пристрою юстировки зубчастого зачеплення у вигляді двох сполучених торцями пружмо-деформуємих тонкостінних внутрішніх кілець, внутрішні поверхні яких виконані циліндричними і сполучені із посадочною шийкою колінчастого вала, а зовнішні поверхні виконані конічними і примикають одна одної більшими діаметрами, забезпечує при розклинюванні зовнішніх конічних поверхонь пружну деформацію внутрішніх кілець. Це приводить до зменшення діаметра Тх внутрішніх поверхонь, у результаті чого останні сполучуються Із посадочною шийкою колінчастого вала по посадці з натягом для надійного фрікційного їх з'єднання. Виконання елементів пристрою юстировки зубчастого зачеплення у вигляді двох клинових кілець із конічними зовнішніми і конічними внутрішніми поверхнями, установленими кпинами назуст річ одне одного між конічними поверхнями пружнодеформусмих тонкостінних зовнішніх І внутрішніх кілець а також з'єднання їх між собою болтами забезпечує шляхом затягування останніх стягування обох клинових кінець між собою, розклинювання І пружну радіально спрямовану деформацію тонкостінних зовнішніх і внутрішніх кілець для надійного фрікційного з'єднання відповідно із косозубим колесом і колінчастим вапом На основі викладеного можна зробити висновок, що нова сукупність суттєвих ознак винаходу, що заявляється, має причинно-наслідковий зв'язок із досягасмим результатом Завдяки новій сукупності суттєвих ознак відпала необхідність у виконанні трансмісійного вала розрізним а також у з'єднанні його частин фланцевими муфтами Удосконалений пристрій юстировки зубчастого зачеплення уявляє собою клинову радіально розпірну кільцеву фрікційну муфту, а його установлення між одним Із косозубих коліс І колінчастим валом забезпечує їх просте і надійне фрікційне з'єднання. При цьому необхідна сила тертя для передачи обертаючого момента утворюється за рахунок пружної деформації тонкостінних зовнішніх І внутрішніх пружно-деформуємих кілець, розклинених клиновими кільцями, стягнутими між собою болтами, розміщеними на відносно великому діаметрі. Така конструкція забезпечує надійну передачу обертаючого момента і є технологічною у виготовленні Таким чином, винахід, що заявляється, забезпечує підвищення строку служби, надійності І технологічності, зменшення габаритів і маси механизма а також зниження вартості його виготовлення. Винахід пояснюється кресленнями, На фіг 1 зображен кривошипно-шатунний. механізм багатоплунжернога бурового нзсосз; на фіг 2 - винесений елемент А на фіг 1 Кривошипно-шатунний механізм багатоплунжерного бурового насоса (фіг 1,2) містить станину 1 (фіг.1), трансмісійний вал 2, установлений у станині 1 на підшипниках 3,4 горизонтально і наділений двома косозубими шестернями 5,6, розміщеними копо підшипників 3.4 симетрично відносно осі 0-0 насоса, колінчастий вал 7, установлений у станині 1 на підшипниках 8,9 паралельно трансмісійному валу 2 і наділений двома косозубими кспесами 10 11, що знаходяться із косозубими шестернями 5,6 трансмісійного вала 2 у зубчастому зачепленні, утворюючому у парі (5,10-6,11) шевронну зубчасту передачу, шатуни 12, закріплені на посадочних шийках 13 копін 14 колінчастого вала 7 за допомогою підшипників 15 (ковзання), і пристрій 16 юстировки зубчастого зачеплення. Трансмісійний кап 2 виконай монобпочним (не розрізним). Косозубі шестерні 5,6 можуть бути виконані сумісно із трансмісійним валом 2 або можуть бути закріплені на ньому жорстко. Пристрій 16 юстировки зубчастого зачеплення установлен між одним Із косозубих коліс 10 або 11, наприклад між косозубим копесом 10 (фіг.2) І посадочною шийкою 17 колінчастого вала. Пристрій 16 юстировки зубчастого зачеплення зокрема містить (фіг 2) два сполучених торцями пружно-деформуємих тонкостінних зовнішніх кільця 16,19, зовнішні поверхні 20,21 яких виконані ци 35309 ліндричними ! сполучені із посадочним отвором 22 косозубого колеса 10, а внутрішні поверхні 23,24 виконані конічними і примикають одна одної меншими діаметрами "d1". Пристрій 16 юстировки зубчастого зачеплен* ня також містить два сполучених торцями пружнодеформуємих тонкостінних внутрішніх кільця 25 26, внутрішні поверхні 27,28 яких виконані циліндричними і сполучені із посадочного шийкою 17 колінчастого вага 7, а зовнішні поверхні 29,30 виконаш конічними і примикають одна одмо» б'льшими діаметрами "d2\ Крім того, пристрій 16 юстировки зубчастого зачеплення також містить два клинових кільця 31,32 із конічними ЗОВНІШНІМИ 33,34 І конічними внутрішніми 35,36 поверхнями, установлені клинами назустріч одне одного між конічними поверхнями 23.24 і 29,30 відповідно зовнішніх 18,19 1 внутрішніх 25,26 кілець і з'єднані між собою болтами 37 Конструктивно пристрій 16 юстировки зубчастого зачеплення уявляє собою у зборі клинову радіально розпірну кільцеву фрікційну муфту, яка призначена для фрікційного з'єднання косозубого колеса 10 із колінчастим валом 7 із можливістю відносного кутового повороту І фіксації Косозубе колесо 11 закріплено на колінчастому валу 7 жорстко і для технолопчності виготовлення може мати геометричні розміри посадочних місць такі же як і у косозубого колеса 10 Юстировку зубчастого зачеплення зібраної конструкції кривошипно-шатунного механізме багатоплунжерного бурового насоса виконують таким чином У вихідному стані у пристрою 18 юстироаки зубчастого зачеплення болти 37 знаходяться у ослабленому стані і косозубе колесо 10 може вільно повертатися (робити кутовий поворот) ещноснд посадочної шийки 17 колінчастого Йала 7. Потім вводять у зачеплення дві косозубі шестерні 5,6 трансмісійного вала 2 Із двома ко созубими колесами 10,11 копічастого вала 7 парами (5,10 і 6,11) таким чином, щоб зуби кожної пари (5,10 і 6,11) входили у зубчасте зачеплення одночасно без зазору Після цього роблять стягування болтів 37. При цьому клинові кільця 31, 32 стягуються і їх конічні поверхні 33,34 і 35,36 взаємодіючи із конічними поверхнями 23,24 і 29,30 відповідно зовнішніх 18,19 і внутрішніх 25,26 кілець пружно деформують останні у радіальному напрямку (розклинюють). У результаті цього зовнішні поверхні 20, 21 зовнішніх кілець 18,19 сполучуються із посадочним отвором 72 косозубого колеса 10, а внутрішні поверхні 27,28 внутрішніх кілець 25,26 сполучуються із посадочною шийкою 17 колінастого вала 7 по посадках Із натягом, що забезпечує просте і надійне фрікційне з'єднання косозубого колеса 10 Із колінчастим валом 7 Після закінчення юстировки зубчастого зачеплення пускають багатоплуижерний Суровий насос до роботи. При роботі кривошипно-шатунного механізма у складі багатоплунжерного бурового насоса обертальний момент від косозубого колеса 10 передається до колінчастого валу 7 через удосконалений пристрій 16 юстировки зубчастого зачеплення, який конструктивно унвляє собою клинову розпірну кільцеву фрікційну муфту. ( здіально При цьому необхідна сила тертя для передавання згаданого обертального момента створюється за рахунок пружної деформації тонкостінних зовнішніх 18,19 і внутрішніх 25,26 пружно-деформусмих кілець, розклинених клиновими кільцями 31,32 шляхом стягування останніх між собою болтами 37. Винахід, що заявляється, дозволяє підвищити строк служби, надійність І технологічність, зменшити габарити і масу механізме а також знизити вартість його виготовлення. Винахід може бути виготовлений промисяоеим способом на будь-якому машинобудівному підприємстві. ФІГ.1 35309 A fO \ZZ\t9 \21 Тираж 50 екэ Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна. 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122)3-72-89 (03122)2-57-03