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

К внутреннему протектору на металлических валиках крепят стальные колодки с приклеенными к ним фрикционными наклад­ ками. Валики попарно шплинтуются стальной проволокой. Между колодками и протектором помещена паронитовая прокладка для предохранения протектора от загорания при попадании на него раскаленных продуктов износа фрикционных накладок в период буксования. На поверхности внутреннего протектора, обращенной к колодкам, имеются полукруглые канавки из расчета по две на каждую колодку. Канавки облегчают обжатие шкива баллоном.

Обод муфты закрепляется на диске с помощью болтов с гайками. Ступица диска насаживается на вал машины на подшипниках или на шлицах в зависимости от назначения и конструкции муфты. При заполнении воздухом баллон расширяется и прижимает фрик­ ционные накладки к поверхности шкива, обеспечивая необходимое сцепление обеих частей муфты для передачи крутящего момента. До наполнения баллона воздухом между фрикционными колодками и цилиндрической поверхностью шкива должен быть равномерный зазор по всей окружности.

В нефтяный промышленности нашей страны применяют шиннопневматические муфты четырех типоразмеров: ШПМ-300; ШПМ-500; ШПМ-700 и ШПМ-1070. Цифрой в обозначении каждого типоразмера муфты указывается диаметр цилиндрической поверхности трения. Металлические элементы этих муфт изготовляют на Уралмашзаводе и заводе бурового оборудования «Баррикады», а баллоны — на Ленинградском шинном заводе и других заводах шинной промыш­ ленности.

К конструктивным отличиям муфт типа ШПМ следует отнести крепление шин к стальным ободам с помощью болтов и применение в качестве материала для фрикционных накладок — асбобакелита или картонобакелита.

Основные параметры муфт типа ШПМ приведены в табл. 8. Габаритные и основные присоединительные размеры шинно-

П р и м е ч а н и е . Предельные расчетные крутящие моменты муфт определены при дав­ лении воздуха 7 кгс/см2 и коэффициенте трения асбобакелита по стали 0,22.

П р и м е ч а н и е . Расчетное давление в баллоне 7,5 ± і ,5 кгс/см 2 .

Рис. 13. График зави­ симости мощностей, пе­ редаваемых муфтами ти­ па ШПМ, от частоты вращения.

Обозначения те же, что на рис. 12.

гов ш ш воо woo поо те >ооо

Частота бращения п.од/мин

Рис. 14. Муфта типа МШ:

1 — ниппель; 2 — обод; з — баллон; і — ко,лодка фрикционная; 5 — шкив (на левой проек­

ции условно не показан)

5000

ряд муфт состоит из семи типоразмеров, параметры которых значи­ тельно улучшены в основном в результате применения современных

размеры присоединительных баллонов 300, 500, 700 и 1070 мм должны соответствовать размерам выпускаемых муфт типа ПМ; баллоны муфт наибольшего размера (1330 мм), уже изготовлен­ ные Ленинградским шинным заводом, приняты с учетом необходимо­ сти замены сдвоенных муфт ПМ диаметром 1070 мм одной новой

муфтой; для исключения из конструкций буровых установок сдвоенных

муфт с баллонами ПМ-500 и ПМ-700 предусмотрены два новых типо­ размера муфт МШ-600 и МШ-900.

Новые шиннопневматические муфты предназначены для передачи крутящего момента, соединения и разъединения валов двигателей, трансмиссий и машин буровых установок, работающих в климати­ ческих условиях, предусмотренных ГОСТ 15150—69. Их баллоны следует изготовлять из теплостойкой резины.

Коэффициент трения фрикционной пары новых муфт должен быть

П р и м е ч а н и е . В муфте 45CB500 предусмотрено два ниппеля, в муфте 56СВ500 — четыре, в остальных муфтах-один.

Габаритные размеры шиннопневматических муфт СВ различных типоразмеров приведены в табл. 11. На графиках рис. 16 и 17 по данным [1] показаны зависимости крутящих моментов и передава­ емых мощностей муфт типа СВ от частоты вращения при давлении в камерах баллонов 7 кгс/см2 .

Р а с ч е т шиннопневматических муфт

Шиннопневматические муфты успешно применяют в различных машинах для передачи крутящих моментов от 100 до 8000 кгс-м при мощности передачи до 1000 л. с. и скорости вращения валов до 1500 об/мин. Однако в связи с ростом глубин бурения и соз­ данием ряда новых буровых установок появилась необходимость в расширенном ряде шиннопневматических муфт с улучшенными параметрами и совершенствовании методики их расчета.

К основным параметрам, позволяющим определить целесообраз­ ность использования этих муфт в различных узлах машин и меха­ низмов, а также дать оценку качества их работы, относятся:

передаваемый крутящий момент; прочность основных элементов и долговечность при эксплуатации;

податливость, характеризующая способность муфты компенсиро­ вать неточность сборки агрегатов, валы которых соединены этой муфтой.

При заданных параметрах вес муфты будет минимальным только в том случае, если ее конструкция и размеры обоснованы расчетом. На долговечность работы муфты значительно влияет выбор фрик­ ционных материалов.

В настоящем разделе рассмотрены вопросы расчета предельного крутящего момента муфты, прочности ее основного элемента — бал­ лона, энергетического баланса, расчета долговечности, компенси­ рующей способности и коэффициента полезного действия муфт.

Определена зависимость крутящего момента, долговечности и ком­ пенсирующей способности муфт от размеров и материалов их

циентом трения фрикционных колодок по шкиву с учетом центробеж­ ной силы, отжимающей подвижную часть баллона, выражается формулой

где Qp — радиальное усилие на шкив от давления воздуха в баллоне; (?ц. г — центробежная сила, действующая на отжимаемую часть муфты; ц — коэффициент трения; Dm — диаметр шкива; рп —