книги из ГПНТБ / Антонов А.А. Пневматические фрикционные муфты в нефтяной промышленности

Из формул ( I I I . l ) , (III . 5) и (III . 6) имеем

или приближенно с точностью до 3%

Из формул (III . 2) и (III . 8) момент трения муфты с несколькими парами трения

Суммарное осевое усилие, создаваемое пневмокамерой

При определении жесткости и размеров пружин осевых пневмокамерных муфт необходимо исходить из условия, что для полного исключения зазоров между дисками при включении муфты ее пру­ жины должны быть сжаты под действием избыточного давления воздуха в пневмокамере, равного 0,30—0,35 кгс/см2 .

Удельное давление на трущиеся поверхности осевых пневмокамерных фрикционных муфт не зависит от числа трущихся пар.

Суммарный зазор между трущимися поверхностями двухдиско­ вых пневмокамерных фрикционных муфт, применяемых для буро­ вых установок, в зависимости от типоразмера муфты и степени из­ носа-фрикционных накладок колеблется от 8 до 14 мм.

Для определения конфигурации камеры в выключенном состоя­

каркаса камеры дисковой муфты обусловливается равновесием его нитей под действием внутреннего давления воздуха. Величина усилия от давления воздуха N'p, приходящаяся на одну нить сечения в точке

А(см. рис. 54)

Вс — угол между нитью и меридианом в наружном сечении; пн — число слоев корда; tc—шаг нитей корда на окружности D.

Учитывая, что каркас корда дисковой муфты воспринимает только усилия от давления воздуха, угол наклона нитей должен быть в пределах 30—40°. Для каркаса рекомендуется ткань кордная вискозная по ГОСТ 7266.1—69.

М у ф т ы д и с к о в ы е диафрагменные и поршневые

Дисковые диафрагменные фрикционные муфты применяют для оперативного включения подъемного механизма установок при бурении нефтяных и газовых скважин. Наибольшее распространение они получили на буровых установках румынского производства. Конструкция их фрикционного механизма аналогична механизмам пневмокамерных муфт. Основное отличие заключается в использо­ вании кольцевой или дисковой резиновой диафрагмы в пневмати­ ческом нажимном устройстве вместо пневматической камерьи Изго­ товление такой диафрагмы значительно проще, чем пневматических камер.

На рис. 55 показана дисковая диафрагменная муфта румынского производства. Конструкция ее фрикционного механизма аналогична конструкциям других дисковых муфт. Пневматическое нажимное

На рис. 56 приведена торцовая диафрагменная муфта. В этой муфте большая площадь пневматической камеры позволяет создать значительное осевое усилие для сцепления фрикционных элементов.

К числу недостатков диафрагменных муфт следует отнести низ­ кую долговечность диафрагм.

Дисковые поршневые фрикционные муфты применяли на неко­ торых буровых установках для оперативного включения передач, на­ пример на установке «Унит Риг» (США). Конструкция фрикционного механизма поршневой муфты мало отличается от конструкции таких же механизмов дисковых муфт других типов.Основное отличие состоит

в использовании поршня в качестве пневматического нажимного устройства.

На рис. 57 показана поршневая фрикционная муфта фирмы «Айр-о-Матик» буровой установки «Унит Риг». Как видно

Рис. 56. Дисковая торцовая дпафрагменная муфта.

из рисунка, фланец муфты выполнен в виде неподвижного поршня. Между наружной частью нажимного подвижного диска с цилиндри­ ческой поверхностью и фланцем размещено манжетное уплотнение. В месте подвижной посадки нажимного диска на ступице корпуса

Г л а в а IV

У З Л Ы М А Ш И Н С П Н Е В М А Т И Ч Е С К И М И Ф Р И К Ц И О Н Н Ы М И М У Ф Т А М И

Наиболее сложным комплексом оборудования считаются буровые установки для эксплуатационного и глубокого разведочного бурения нефтяных и газовых скважин. К более простым видам машин отно­ сятся станки для геологопоисковых работ, насосные установки, электростанции и др. Во всех этих машинах муфты входят в число важнейших узлов, от работоспособности которых значительно зависит эффективность эксплуатации машин.

Поэтому правильный выбор типа муфты и ее конструктивная привязка для того или иного узла так же, как и определение рацио­ нальных параметров этой муфты, имеет большое значение для рабо­ тоспособности машины.

На рис. 58 приведена кинематическая схема современной буровой установки БУ-80БрД, в которой применяются шиннопневматические муфты четырех типоразмеров — ШПМ-300, ШПМ-500,, ШПМ-700 и ШПМ-1070. Для дистанционного управления включением и выклю­ чением силовых агрегатов, ротора и буровых насосов используются муфты ШПМ-500. Дистанционное управление переключением пере­ дач в коробке скоростей осуществляется с помощью двух муфт ШПМ-700. Для оперативного включения барабанного вала подъем­ ного механизма используется муфта ШПМ-1070. Такая же муфта является соединительным элементом валов буровой лебедки и гидро­ динамического тормоза.

Ниже рассмотрены конструкции различных узлов машин с пнев­ матическими муфтами, применяемых в нефтяной промышленности.

Б а р а б а н н ы е валы буровых л е б е д о к

Пневматические фрикционные муфты применяются в конструкциях барабанных валов для оперативного включения и выключения при­ вода в процессе бурения. Для этой цели можно использовать всешесть типов муфт, перечисленных в главе I I I . В установках отече­ ственного производства для включения вала барабана применяют в основном шиннопневматические муфты ШПМ-700 и ШПМ-1070. Причем при бурении скважин глубиной до 3000 м лебедка оснащается одинарными муфтами ШПМ-700 или ШПМ-1070, а при бурении на

глубину от 3000 до 5000 м используются сдвоенные муф­ ты ШПМ-1070. Барабанные валы новых буровых устано­ вок грузоподъемностью 200 тс оснащаются дисковыми фрик­ ционными муфтами.

В буровых установках США в качестве оперативных муфт барабанных валов ис­ пользуются главным образом пневмокамерные вентилируе­ мые муфты с цилиндрической поверхностью трения, а также дисковые пневмокамерные муфты.

ских муфт типа «СВ». В бы­ строходных передачах бара­ банных валов с приводом без турботрансформаторов — 57,6% муфт цилиндрического обжимного типа и 42,4% ди­ сковых муфт. В числе первых 45,7% муфт типа«УС»и11,9% муфт типа «СВ». В установ­ ках с дизельгидравлическим и дизельэлектрическим при­

сковых муфт различных фирм.

На рис. 59, 60 и 61 пока­ заны барабанные валы бу­ ровых лебедок, оснащенных

Рис. 60. Барабашшй вал буровой лебедки фирмы «Внльсоы».