Наружный 40; 50

Подшипники корпуса № 204; № 206

Число подшипников 2; 2

Рабочее давление воздуха, МПа 0,9; 0,9

Наибольшая частота вращения шпинделя, об/мин 1000; 500

Прямоточный вертлюжок-разрядник состоит из корпуса 3, соединенного с клапаном 1 прокладкой 2, шпинделя 6, клапана 1 втулки 4, двух шариковых подшипников 5, уплотнительной

манжеты, распорного кольца 7 и пружины 9, предназначенной для поджатия манжеты 8. Шпиндель вертлюжка болтами при­крепляется к торцу вала.

Исполнительные механизмы

Это — пневматические муфты и цилиндры, предназначенные для соединения и разобщения валов, торможения, раскрепле­ния бурильных труб и т. д.

Радиальные шинно-пневматические фрикционные муфты (ШПМ), широко применяемые в буровых установках, предна­значены для соединения и разобщения вращающихся валов, передающих крутящий момент. Эти муфты обеспечивают: возможность дистанционного плавного включения механиз­мов или отдельных узлов без остановки вращающегося вала; смягчение ударов при включении;

компенсацию небольших перекосов, а также несоосности со­единяемых валов;

возможность затормаживания вращающихся деталей, если муфта работает как тормозное устройство.

Для улучшения конструкции муфт, облегчения работ, свя­занных с заменой муфт, и снижения их стоимости муфты выпу­скаются* со съемными баллонами. При повреждении в муфте, как и в автомобильной камере, заменяется только резиновый баллон, металлический же обод остается на месте. При износе колодок заменяются только колодки.

Техническая характеристика муфт приведена в табл. XI. 1. Муфты эксплуатируются при рабочих давлениях 0,6— 0,9 МПа. Шинно-пневматическая муфта состоит из металличе­ского обода и резинового баллона. Обод муфты прост в изго­товлении. К точности и чистоте обработки по" внутреннему диа­метру больших требований не предъявляется. По поверхности обода сверлятся бтверствия для болтов, укрепляющих баллон в нем. Для болтов, присоединяющих обод к диску по окружно­сти бурта обода, также просверлены отверстия.

Т[а'б л"и"ц a XI.1

Параметры		Муфты
	ШПМ-300	ШПМ-500	ШПМ-700	ШПМ-1070
Условный диаметр муфты, мм	300	500	700	1070
Условная ширина колодки, мм	100	125	200	200
Число^колодок Масса съемного резинового баллона,	12	12	18	26
кг	6,7	17	42	75
Полная масса муфты, кг	17	39	123	206
Внутренний объем баллона муфты, л	1,3	5,5	17	30

m

Баллон муфты состоит в основном из трех слоев: внутрен­него резинового, основное назначение которого удерживать в полости муфты сжатый воздух; среднего — многослойной об­кладки — корда, придающего йуфте прочность, необходимую для передачи крутящего момента; наружного резинового слоя (протектора). При горячей вулканизации, которой подвер­гаются муфты в период их изготовления, все три слоя соеди­няются в одно целое. На наружной поверхности баллона при- вулканизовываются металлические планки, имеющие по двд отверстия с резьбой для болтов, крепящих баллон к ободу. К внутренней части обода при помощи шпилек прикрепляются металлические колодочки с фрикционными накладками.

Обод муфты 4 вместе с диском 8 (рис. XI.2) составляют одну группу деталей, смонтированных на конце одного из ва­лов. Вторая группа состоит из бар'абана 2, при помощи болтов присоединенного к ступице 1 другого вала. Если в баллоне 3 отсутствует давление, между колодочками 7 муфты и наружной поверхностью барабана 2 образуется зазор в 2—3 мм. При подаче сжатого воздуха через ниппель 5 во вращающуюся муфту баллон расширяется, колодочки прижимаются к по­верхности шкива (барабана), закрепленного на втором валу, и увлекают его за собой, сообщая последнему вращение, кото­рое имеет первичный вал, так как сила трения, возникающая между двумя плоскостями (бакелитовые колодки и стальной шкив), препятствует проворачиванию шкива относительно муфты. Если давление в муфте по той или иной причине сни­зится, то пробуксовывание муфты неизбежно и, как следствие этого, не исключена возможность выхода из строя резинового баллона муфты (прогорание). Поэтому необходимо тщательно следить за давлением воздуха в сети. По мере износа бакели­товых накладок последние вместе с металлическими колодками должны быть заменены.

Воздух в муфту подается следующим путем. Сжатый воздух из воздушного баллона по системе воздухопроводов через кран управления поступает в вертлюжок, а затем в канал, просвер­ленный к валу вдоль его оси, и трубопровод 6. Недалеко от места установки муфты на внутреннем канале вала имеется ра­диальный выход на поверхность. Второй конец рукава соеди­няется с ниппелем шинно-пНевматической муфты. Резиновый рукав к штуцеру и угольнику крепится стяжными хомутами. Выйдя из внутреннего канала вала и пройдя резиновый шланг и ниппель, воздух заполнит внутреннюю полость баллона муфты и разожмет ее.

Воздух из муфты выпускается изменением положения руко­ятки крана, при котором внутренняя полость муфты соединя­ется с атмосферой.

Если по конструктивным соображениям нельзя увеличить размер муфты, а по величине крутящего момента муфта не

Рис. XI.2. Установка шинно-пневматической муфты

соответствует назначению, устанавливают сдвоенную муфту. Такие муфты имеются на всех буровых установках. При сое­динении в один узел двух муфт величина крутящего момента, передаваемого сдвоенной муфтой, удваивается.

Осевые пневматические фрикционные муфты применяют в буровых установках для передачи больших крутящих момен­тов. Эти муфты состоят из двух групп деталей — ведущей и ве­домой. Цепное, колесо, к которому при помощи болтов присое­диняется наружный — ведущий венец муфты, установлено на валу на роликовых подшипниках. На том же валу при помощи шпонок закреплены ведомые детали — корпус, к которому при­креплен резиновый баллон, нажимной и ведомый диски с фрик­ционными накладками. При подаче воздуха в баллон через вер­тлюжок баллон вместе с нажимным диском перемещается в сто­рону цепного колеса, создавая осевое усилие на дисках и их сцепление, чем и обеспечивается передача крутящего момента валу от цепного колеса.

Осевые муфты обладают рядом преимуществ перед радиаль­ными. При равных передаваемых крутящих моментах осевые муфты имеют меньшие габаритные размеры и массу и снижают расход воздуха примерно в 5—10 раз.

Электромагнитные ферропорошковые муфты применяют в бу­ровых установках с 1950 г. Принцип действия их основан на свойстве порошкообразного ферромагнитного наполнителя уве­личивать под действием магнитного поля свою вязкость и прочно «прилипать» к поверхности магнитной системы. Дейст­вие их аналогично электропорошковым тормозам, описанным выше.

Управляющие устройства

С помощью этих устройств персонал, обслуживающий буровые установки, управляет исполнительными механизмами. К этим устройствам относятся краны различных конструкций.

Клапанные краны, применяемые в буровых установках, яв­ляются распределительными устройствами, предназначенными для оперативного управления шинно-пневматическими муфтами и пневматическими цилиндрами. При помощи кранов воздух из воздушной системы направляется в ту или иную муфту или ци­линдр. Эти же краны направляют воздух из муфт в атмосферу, когда это необходимо.

Таблица XI.2

Параметры	Краны
	Двухклапанные	Четырехклапанные
Число обслуживаемых муфт Диаметр наименьшего проходного от­	1	2
верстия, мм	8	11
Рабочее давление, МПа	0,6—0,9	0,6—0,9
Управление клапанами	Эксцентриковое	Кулачковое

В

ш

Рис. XI.3. Четырехклапанный кран

буровых установках применяются двухклапанные и четы­рехклапанные краны; характеристика их приведена в табл. XI.2.

Четырехклапанный кран предназначен для управления двумя муфтами, причем конструкцией предусмотрена такая блокировка, которая исключает одновременное включение двух муфт. Он состоит (рис. XI. 3) из корпуса 1 и двух крышек, из которых нижняя 4 имеет три ниппеля 5 для присоединения при­емного и нагнетательных шлангов воздушной системы. Нижняя крышка крепится к корпусу болтами и имеет между ними паронитовую прокладку 6 для создания герметичности.

В корпусе крана просверлены четыре отверстия для клапа­нов, в которые запрессованы четыре бронзовые втулки 2. В них перемещаются четыре клапана 3, два из них впускных и два вы­пускных. Управление этими клапанами осуществляется кольце­вым кулачком 7, соединенным с рукояткой 8 крана. В положе-

нии «выключено» кулачок 7 нажимает на оба выпускных кла­пана, соединяя оба ниппеля с атмосферой. Впускные клапаны в это время закрыты, и воздух через кран не поступает.

При повороте рукоятки в какую-либо сторону срабаты­вает одна пара клапанов I—IV или II—III: выпускной закры­вается, а впускной открывается — воздух начинает поступать в соответствующий отвод; при повороте рукоятки в исходное положение впускной клапан закрывается, а выпускной откры­вается, выпуская воздух из муфты в атмосферу.

На рис. XI.4, а показан двухклапанный кран, который со­стоит из стального штампового корпуса 9, имеющего два от­верстия для клапанов. Сверху и снизу корпус закрыт крыш­ками, прикрепленными к нему болтами. В нижней крышке 6 против отверстий клапанов вварены патрубки 1 и 7 для присо­единения к крану шлангов воздухопровода. Клапан, располо­женный над патрубком 1, является впускным, а над патрубком

6. ■— выпускным.

Между крышкой и корпусом крана имеется паройиТовая прокладка 10, необходимая для герметизации плоскости соеди­нения. В прорези верхней крышки 4 перемещается рукоятка 3. В отверстиях крышки закрепляется валик 5, на котором сво­бодно вращаются два одинаковых кулачка 2 и 8. Наружная поверхность ступицы обработана под квадрат, поэтому кулачки входят ступицами в квадратные отверстия рукоятки и вместе с последней вращаются на оси. Кулачки крана смещены один относительно другого на 90 °.

Принципиальная схема работы двухклапанного крана по­казана на рис. XI.4, б. Повернув рукоятку до упора в положение «отключено», как это показано на рис. XI. 4, а нажимаем кула­чком на клапан Б и открываем его. Воздух, находящийся в муфте, по отверстию в валу через вертлюжок устремляется к крану и через отверстие в нем выходит в атмосферу. В это время клапан А закрыт. Как только рукоятка крана будет пе­реведена в противоположное крайнее положение — «включено», клапан Б закроется, а клапан А цткроется, и воздух из воздуш­ного баллона пройдет через клапан в корпус крана, а затем в камеру под клапаном Б и далее к муфте. Краны этого типа широко применяются во всех буровых установках.

К лапаны применяются в воздушной системе управления буровыми установками — это обратный клапан у воздушных баллонов, переключательный клапан, предохранительный кла­пан на воздушном баллоне, клапан-разрядник, предназначен­ный для ускорения вы­пуска воздуха из шинно­пневматических муфт.

Пульт управления. В бурбвых лебедках пульт управления (рис. XI.5) устанавливается на раме лебедки и крепится бол­тами непосредственно к раме ил^ защитному кожуху. Он представляет собой металлическую сварную коробку, изго­товленную из тонкого листового железа. Для удобства монтажа и об­служивания внутренних соединений пульта одна из его стенок делается съемной. Пульт U как правило, устанавливается вблизи тормозного ры­чага 2 для того, чтобы

бурильщик, взявшись правой рукой за конец тормозного рычага, мог бы левой производить необходимые операции с ру­коятками и кранами.

На горизонтальной полке пульта располагаются краны управления муфтами реверсивного устройства «прямой—обрат­ный»; муфтами подъемного вала «тихий—быстрый»; пневмо- раскрепителем; муфтами ротора. Внутри коробки обычно уста­навливаются кран машиниста и воздушный коллектор, пред­ставляющий собой систему шлангов, подающих сжатый воздух от основной воздушной магистрали через краны к местам по­требления.

Контрольно-измерительные приборы — тахометры коленча­тых валов двигателей, воздушные манометры — располагаются на вертикальной стенке, в верхней части пульта 3 с таким рас­четом, чтобы бурильщику можно было наблюдать за их пока­заниями. Иногда на пульт выносят гидравлический манометр, показывающий давление бурового раствора, и приборы, реги­стрирующие и показывающие нагрузки на долота, подачу буро­вых насосов, аварийные выключатели насосов, кнопку сирены. Над пультом располагается рукоятка 4 управления фрикцион­ной катушкой лебедки.

Пульт управления лебедкой с электрическим приводом состоит обычно из двух основных корпусов. На одном, распо­ложенном ближе к тормозному рычагу, находятся выключа­тели оперативного управления (краны муфт барабана, ротора, пневмораскрепителя, электродвигателей). На другом располо­жены кнопочные станции—для управления аварийным приво­дом, отключения трансформаторов, питающих электродвигатели лебедки, отключения электрических двигателей насосов и др.

Над кнопочными станциями установлены сигнальные лам­почки, загорающиеся в момент включения агрегата. На перед­ней стенке пульта размещен коМандоаппарат.

Контрольно-измерительные приборы

Этими приборами осуществляется контроль параметров и ис­правность действия всей системы. К ним относятся: манометры, термометры; индикдтор веса, моментомеры, указатели скоро­сти движения крюка, частот вращения ротора, барабана ле­бедки, числа ходов насоса, мощности, силы тока и др.