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

пневматическими фрикци­ онными муфтами. На ри­ сунке 59 приведен вал барабана лебедки совре­ менной буровой установки БУ-80БрД. Эта лебедка имеет одну передачу от коробки на вал с шинно­ пневматической муфтой ШПМ-1070 І для операти­ вного включения. Вторая муфта 2 на противополож­ ной стороне вала предназ­ начена для оперативного включения гидродинамиче­ ского тормоза. Обе муфты снабжены пальцами 3 для жесткого соединения муфт на случай выхода их из строя.

На рис. 60 изображен барабанный вал лебедки установки «Вильсон» (США). Этот вал имеет две передачи — тихоход­ ную 1 и быстроходную 2. Для включения тихоход­ ной передачи в корпус тор­ мозного шкива 3 встроена двухдисковая пневмокамерная муфта 4 конструк­ ции этой же'фирмы. Быст­ роходная передача вклю­ чается однодисковой пневмокамерной муфтой 5, вст­ роенной в корпус второго тормозного шкива 6. Кон­ струкция барабанного вала со встроенными муфтами очень компактна, но усло­ вия охлаждения муфт не­ удовлетворительные, по­ этому она не получила большого распростране­ ния. Лебедки фирмы «Вильсон» оснащаются в основном муфтами фирмы «Вичита».

На рис. 61 показан барабанный вал лебедки буровой установки 4ДН-315 (Румыния) с двумя муф­ тами — тихоходной 1 и быстроход­ ной 2 передач. Муфты тихоходной и быстроходной передач—двух­ дисковые диафрагменные.

У с т р о й с т в а для соединения валов

Пневматические фрикционные муфты, в том числе шиннопневматические, пневмокамерные и мно­ гокамерные, широко используются в нефтяной промышленности для соединения соосных валов различ­ ных агрегатов. Распространению таких устройств способствовало существовавшее мнение о малой чувствительности муфт к несо­ осности валов.

Однако в отличие от большин­ ства других машин, имеющих жест­ кие фундаменты и работающих длительное время без демонтажа оборудования, буровые установки после окончания бурения очеред­ ной скважины каждый раз разби­ рают на отдельные блоки и перево­ зят на другие точки бурения. На новом месте оборудование монти­ руют, а затем проверяют соосность и перекос валов соединенных агре­ гатов. Монтажные работы ослож­ няются тем, что оборудование бу­ ровой установки собирается не на одном, а на нескольких металличе­ ских основаниях, не имеющих же­ стких связей между собой. Поэтому при сборке установки в полевых условиях необходимая точность взаимного расположения агрега­ тов не всегда обеспечивается.

При конструировании машин не всегда учитываются большие до­ полнительные нагрузки, возника­ ющие в узлах соединения муфтами

Рис. 63. Соединение цепного редуктора с насосной трансмиссией карданным валом с шиннопневматической муфтой.

различных типов, встроенные в конструкцию клиноременного шкива,

вой муфте фрикционные диски имеют накладки с обеих сторон, но сцепляютсятолько с одной стороны. Вторые накладки служат в ка­ честве резервных.

Р а с ч е т валов, соединенных шиннопневматической муфтой

В результате появления прогиба валов от действия рабочих и дру­ гих нагрузок эксцентриситет между валами муфты при передаче крутящего момента отличается по величине от первоначального.

Рис. 65. Расчетные схемы валов, соеди­ ненных шиннопнев­ матической муфтой:

а — схема для определе­

ния радиальной силы QR; б — схема для опре­

деления изгибающего мо - мента My

Величина эксцентриситета ен между валами шиннопневматической муфты в процессе работы агрегатов составляется из геометрической суммы эксцентриситета, образовавшегося при монтаже, стрел про­ гиба консолей обоих валов от действия рабочих нагрузок и усилия QR (рис. 65, а)

Величину изгибающего момента My вычисляем по ранее получен-, ной зависимости

Числитель правой части уравнения представляет собой суммар­ ный перекос валов ys, состоящий из перекоса, образованного после монтажа, и геометрической суммы перекосов валов от действия рабо­ чих нагрузок, а ее знаменатель равен сумме угловых податливостей муфты и валов. Отсюда имеем

(8V —- угловая податливость муфты; 8 V l и 8Y 2 — угловые податливости первого и второго валов).

После определения QR и Му дальнейший расчет валов следует вести по известным методам с учетом дополнительных нагрузок.

Направления эксцентриситета и перекоса между осями валов, сое­ диненных муфтой, могут быть различные. Поэтому при расчете вала необходимо выбрать такой вариант направления эксцентриситета и перекоса, при котором в расчетном сечении будут действовать максимальные изгибающие моменты.

Следует отметить, что на величину эксцентриситета валов es влияет изгибающий момент Му, а на величину угла перекоса ys —

сила QR. Однако отклонение концов консолей валов при этом напра­ влено в одну сторону, моменты My равны, а жесткость валов примерно одного порядка. В результате изменение es при действии Му неве­ лико. Поэтому для значительного упрощения расчетов влияние My в формуле (IV.4) не учитывалось. По аналогии с изложенным выше

и на выносливость пв = 1,93. Стрела прогиба консоли от рабочих

=0,092 ± 0,075

20 • 10-« '

При эксцентриситете е = 1,5 мм

0,00064 ± 0,00135

~35,7-10-8

При монтажном угле перекоса валов 7 = 1°

т35.7-10-8

После выявления наиболее тяжелых условий нагружения находим величины усилий QR и моментов Му для расчета наиболее опасного сечения АХ