книги из ГПНТБ / Денисов П.Г. Сооружение буровых учеб. пособие

В некоторых конструкциях эластичных муфт в качестве элемента мягкого сцепления применяют пластины из толстого прорезиненного материала с двумя отверстиями под пальцы ведомой и ведущей полумуфт. Такими муфтами соединяет коленчатый вал двигателя силовых агрегатов буровых установок с валом редуктора. В качестве

одной из полумуфт в этом

и дисковые. Кулачковые муфты состоят из двух полумуфт с кулач­ ками, которыми производится их сцепление. Каждая полумуфта насаживается на концы соединяемых валов. Одна полумуфта наса­ живается с гарантированным натягом, а вторая имеет подвижное соединение с валом и перемещается вдоль вала для соединения с пер­ вой полумуфтой. Крепят полумуфты к валам при помощи шпонок или шлицевых соединений. Подвижная полумуфта на ступице имеет выточку для рычага, которым производится включение муфты. Кулачковыми муфтами соединяются барабанный вал лебедки с гидро­ тормозом и цепные колеса лебедок.

Фрикционные муфты в отличие от кулачковых имеют плавное включение, и сцепление их производится за счет сил трения.

Конусные фрикционные муфты применяются в основном в маши­

280

ностроении для включения и выключения двух соосных или парал­ лельно расположенных валов, а также в качестве предохранитель­ ных муфт.

Наиболее широкое распространение в буровых установках имеют шинно-пневматические муфты (ШПМ), служащие для дистанционного

лона 3. Баллон представляет собой резинотканевую кольцевую камеру овального сечения. На наруж­

Рис. 146. Приспособление для центрирования валов.

При поступлении сжатого воздуха через ниппель в баллон муфты происходит его расширение и прижатие фрикционных колодок к шкиву. В результате трения между колодками и шкивом происхо­ дит сцепление ведущего вала с ведомым.

При монтаже муфт производится центрирование соединяемых валов при помощи специального приспособления (рис. 146), которое состоит из двух угольников и установочных винтов. Горизонтальный угольник 1 крепится к ободу муфты, а вертикальный 2 к шкиву.

28і

При центрировании проверяют радиальный и торцевой зазоры между установочными винтами и горизонтальным угольником при повороте муфты через каждые 90°.

По зазору А проверяют угол смещения осей валов, а по за­ зору Б — смещение осей друг относительно друга.

Разность между наибольшими и наименьшими зазорами не должна превышать 0,8 мм. Минимально допустимые зазоры между фрик­ ционными колодками и шкивами муфт следующие: ШПМ-300—1 мм,

ШПМ-500 — 2 мм, ШПМ-700 — 3 мм и ПІПМ-1070 — 4 мм.

Особое внимание при монтаже обращается на подсоединение к ниппелю муфты воздухопровода, так как утечка воздуха может привести к пробуксовке колодок, их перегреву и подгоранию. По­ этому после установки муфт проверяют герметичность воздухопро­ вода на давление 7—8,6 кгс/см2.

Дисковые фрикционные муфты в отличие от шинно-пневматиче­ ских имеют трущиеся поверхности, расположенные перпендику­ лярно оси валов. Существуют различные конструкции дисковых муфт. Такие муфты (рис. 147) состоят из корпуса 1, в котором имеются шлицеобразные прорези 2 для установки дисков 3. На второй вал устанавливают втулку 4, которая также имеет прорези для дисков 5. Диски между собой сцепляются нажимной втулкой в. Усилия к тру­ щимся поверхностям дисков могут передаваться рычажным, гидра­ влическим, пневматическим и электромагнитным способами. Диски трения обычно изготавливают из стали толщиной 1,5—2 мм и зака­ ливаются. Боковые плоскости дисков шлифуются.

Карданные передачи

Карданные передачи предназначены для соединения и передачи вращения от ведущего к ведомому валу механизмов, оси которых

Рис. 148. Карданная передача.

1 — полумуфта; 2 , 4 — болт; з — шайба; 5 — передняя вилка; 6 — кре­ стовина; 7 — задняя вилка; 8 — карданный вал.

могут находиться не на одной прямой и иметь смещения по отношению друг к другу во время работы.

В буровых установках карданные передачи нашли широкое при­ менение. Такими передачами соединяются валы коробок перемены передач с лебедками, силовых агрегатов с суммирующей цепной трансмиссией, валы трансмиссий с валами цепных передач исполпи-

282

тельных механизмов. Карданные передачи не требуют точного цен­ трирования соединяемых валов, в связи с чем упрощается монтаж механизмов.

В карданную передачу (рис. 148) входят два карданных шар­ нира и карданный вал. Карданный шарнир состоит из передней вилки, крестовины и задней вилки. Между крестовиной и вилками имеются игольчатые подшипники. Передняя вилка соединяется с валом механизма, а задняя — с карданным валом передачи при помощи шлицевого соединения.

Зубчатые передачи

Зубчатые передачи служат для передачи вращательного движения зубчатыми колесами с одного вала на другой, а также для преобра­ зования вращательного движения в поступательное или поступа­ тельного во вращательное при помощи зубчатых колес и реек. Зуб­ чатое колесо, которое передает усилие, называется ведущим, а вос­ принимающее усилие — ведомым. Зубчатые передачи применяются для изменения числа оборотов ведомого вала по отношению к веду­ щему, а также при изменении осей соединяемых валов по отношению друг к другу.

Величина изменения угловых скоростей парой зубчатых колес ведомого и ведущего валов называется передаточным отношением. В зависимости от относительного расположения соединяемых валов зубчатые передачи разделяются на цилиндрические, конические и винтовые.

Цилиндрические зубчатые передачи применяют для передачи вращательного движения при параллельном расположении валов при помощи прямозубых с внутренним или внешним зацеплением,, косозубых и шевронных зубчатых колес.

Конические зубчатые передачи используются для передачи вращательного движения при пересекающихся валах коническими зубчатыми колесами.

Для передачи вращательного движения при перекрещивающихся валах применяют винтовые и червячные зубчатые передачи. Типы зубчатых передач показаны на рис. 149. Зубчатые передачи исполь­ зуются в коробках перемены передач, лебедках и редукторах. В за­ висимости от условий работы зубчатые передачи могут быть откры­ тыми и закрытыми.

Открытые зубчатые передачи не имеют кожуха, поэтому они пе­ риодически смазываются консистентной смазкой. Такие передачи применяются при малых окружных скоростях колес. Закрытыезубчатые передачи, применяемые в редукторах и коробках перемены передач, помещают в корпуса с масляной ванной. Для передачи больших мощностей используют в основном цилиндрические зубчатые передачи, а червячные — при больших передаточных числах от 7 до 70. Они являются более компактными и обеспечивают бесшумную, работу.

283.

ных окружностей зубчатой пары. Модуль (т) — длина части диа­ метра начальной окружности, приходящейся на один зуб. Численно модуль равен диаметру начальной окружности, поделенной на число зубьев колеса.

У зубчатых колес с косым направлением зубьев различают нор­ мальный модуль и торцовый, который также равен диаметру началь­ ной окружности, поделенной на число зубьев колеса. Нормальный модуль зависит от угла наклона зубьев к оси шестерни.

Шаг зацепления или окружной шаг (t) — расстояние между одинаковыми сторонами соседних зубьев по дуге начальной окруж­ ности. У зубчатых колес с косым направлением зуба различают нор­ мальный и торцовый шаг. Нормальный шаг измеряется в сечении, перпендикулярном направлению зуба, а торцовый — в торцовом сечении.

Окруяшость выступов (О. в) — окружность, ограничивающая го­ ловки зубьев со стороны их вершин.

Окружность впадин (О. вп.) — окружность, ограничивающая впа­ дины зубьев.

Высота зубьев (К) — расстояние по радиусу между окружностью выступов и окружностью впадин.

Высота головки зуба — часть зуба между начальной окружностью и окружностью выступов.

Высота ножки зуба — часть зуба между начальной окружностью и окружностью впадип.

Радиальный зазор — кратчайшее расстояние между вершиной зуба и основанием впадины сопряженного колеса.

Боковой зазор — кратчайшее расстояние между нерабочими профильными поверхностями смежных зубьев, когда их рабочие по­ верхности находятся в контакте.

Толщина зуба (s) — длина дуги, заключенной между разно­ именными профилями зуба по начальной окружности.

Сборка зубчатых передач начинается с установки зубчатых колес на валы и крепления колес вместе с валами в корпусе на подшипни­ ках. После этого производится регулирование зацепления зубчатых колес. При регулировке проверяют торцовое и радиальное биение колес при помощи рейсмуса или индикатора, межцентровое расстоя­ ние и боковой зазор. Межцентровое расстояние определяют путем замера радиального зазора у зубьев, расположенных на линии, которая проходит через центры колес. Замер производят с торца колес щупом или измерительным клином. Боковой зазор проверяется щупом или индикатором. При сборке зубчатых передач с модулем больше 6 мм боковые зазоры должны находиться в пределах 0,4— 0,5 м. В этом случае величину зазора можно определить при помощи прокатывания между зубьями 3—4 отрезков свинцовой проволоки и замера ее по толщине сплющивания.

Правильность касания зубьев колес собранной зубчатой передачи проверяется обычно при помощи краски. Для этого на поверхность зубьев меньшего колеса наносят тонкий слой краски и производят

285

Межцентровое расстояние определяют при помощи контрольных валов, эталонного колеса и мерительного червяка.

Правильность установки червячного колеса по отношению к чер­ вяку проверяют при помощи шаблонов и щупов, отвесов и уровня, а полноту касания зубьев червяка и колеса — при помощи краски, которая наносится на винтовую поверхность червяка. При пра­ вильной сборке краска покрывает зуб колеса не менее чем на 50— 60% по длине и высоте. Если червяк смещен вправо или влево, то отпечатки получаются неполными. В таких случаях производят сдвиг колеса на валу в соответствующую сторону.

Ценные передачи

Цепные передачи применяются для передачи вращения между параллельными валами при помощи зубчатых (цепных) колес, на­ саженных на валы, и надетой па колеса замкнутой цепи.

Рис. 152. Втулочно-роликовая цепь.

типа ЦВР с шагом 25,4; 31,75; 38,1; 44,45 и 50,8 мм.

Втулочно-роликовая цепь (рис. 152) выполнена в виде втулоч­ ных (внутренних) и пальцевых (внешних) звеньев. Втулочное звено состоит из двух пластин 1, в отверстия которых запрессованы втулки 2 со свободно посаженными на них роликами 3. Пальцевое звено выполнено из двух внешних пластин 4 с двумя запрессован­ ными в них пальцами 5. С торцов пальцы раскатаны, что исключает возможность их выпадения. В многорядных цепях пальцевое звено имеет дополнительно по две пластины 6 в каждом промежутке между рядами, которые свободно надеваются на пальцы.

Для соединения концов цепи при надевании ее на колеса при­ меняют соединительные звенья 7 или специальные переходные звенья при нечетном числе звеньев в цепи. Этими звеньями производят ре­ гулировку натяжения цепи. Соединительное звено, как и пальцевое,

287

имеет две внешних пластины и два пальца. В одну из пластин запрессовывают пальцы, а другую свободно надевают на пальцы после соединения цепи и шплинтуют.

Переходное звено является сочетанием втулочного и пальцевого звеньев. Оно имеет две гнутые переходные пластины, одну втулку с роликом и один палец. Втулка с надетым на нее роликом запрессо­ вывается в пластины, а палец свободно входит в отверстия пластин и шплинтуется. Переходное звено позволяет собирать цепь с нечет­ ным числом звеньев, что рекомендуется при использовании цепных колес с четным числом зубьев. Кроме того, переходное звено позво­ ляет при необходимости укорачивать цепь на одно звено.

Рис. 153. Приспособление для натяжения цепи.

При сборке цепных передач проверяют параллельность валов и расположение цепных колес в одной плоскости. Смещение каждой пары колес между собой допускается на величину не более 0,4 мм. В противном случае цепь будет испытывать боковой изгиб, что при­ ведет к преждевременному ее износу.

Для установки и снятия цепей применяют специальное приспо­ собление (рис. 153), которое состоит из двух зацепов 1 и винта 2 с воротом 3, имеющего правую и левую резьбу. При установке цепи излишнее ее натяжение не допускается. Натяжение цепи опреде­ ляется по стреле ее провисания.

Стрела провисания цепи при правильном ее натяжении должна находиться в пределах 0,01—0,02 расстояния между центрами цеп­ ных колес. Двухрядные и трехрядные цепи, работающие в одной передаче, натягивают равномерно. Разница в провисании спаренных цепей допускается не более 12 мм. Стрела провисания определяется при помощи натяжения шнура на установленные цепи.

Цепно-карданные передачи

В современных буровых установках широко применяют цепно­ карданные передачи, состоящие из цепных трансмиссий, муфт и кар­ данных валов. Цепные трансмиссии используют для суммирования мощности силовых агрегатов и передачи ее через карданные валы и муфты к цепным передачам исполнительных механизмов — буро­ вой лебедке и насосам.

288

На рис. 154 показана схема цепно-карданной передачи бурового насоса, которая соединяется с суммирующей трапсмиссией силовых агрегатов. Передача состоит из жесткого герметичного корпуса 6, в котором смонтированы ведущий 4 и ведомый 8 валы цепной пере­ дачи. В корпусе валы смонтированы на сферических двухрядных роликоподшипниках 7, установленных в стакан. Такие подшипники являются самоустанавливающимся, поэтому между торцом подшип­ ника и фланцевой крышкой стакана должен быть зазрр в пределах

0,2—0,3 мм.

На ведущем валу на прессовой посадке со шпонкой установлена ведущая звездочка 5. На одном конце вала на конической посадке

Рис. 154. Схема цепно-карданной передачи бурового насоса.

со шпонкой установлен обод 3 сдвоенной шинно-пневматической муфты 2ШГІМ-500ХІ25, а на двух роликовых радиальных сфери­ ческих подшипниках установлен шкив 2 муфты, который может вращаться на валу при отключенной муфте. К шкиву присоединяется фланец карданного вала 1. На втором конце вала установлен верт­ люжок 12 для подачи вжатого воздуха в муфту.

На ведомом валу на прессовой насадке со шпонкой расположена ведомая звездочка 14 цепной передачи, на ступице которой имеется ведущая звездочка 10 цепной передачи масляного насоса 11 для при­ нудительной смазки цепной передачи. На конце вала на прессовой посадке со шпонкой смонтирована втулка зубчатой муфты 9, при помощи которой ведомый вал соединяется с трансмиссионным валом бурового насоса. В цепной передаче применяется четырехрядная втулочно-роликовая цепь 13 типа ЦБР с шагом 38,1 мм.

Монтируют цепную передачу на специальных опорах и фунда­ ментных рамах. Центрируется передача по зубчатой муфте при по­ мощи специальных винтовых домкратов, которыми корпус передачи