ТРАНСМИССИОННАЯ ЧАСТЬ БУРОВОГО НАСОСА.

⇐ ПредыдущаяСтр 14 из 27Следующая ⇒

Трансмиссией бурового насоса называется механизм, преобразующий вращательное движение ведущего вала в возвратно-поступательное движение поршней и снижающий частоту вращения коренного вала. Этот механизм передает поршням энергию, полученную от силового привода. Трансмиссионная часть большинства буровых насосов состоит из литого или сварного корпуса, в котором смонтированы коренной вал в сборе с зубчатым колесом. Сборка трансмиссионного вала с шестерней и шкивом, шатун, ползун и промежуточный шток составляют кривошипно- ползунный механизм.

Конструкция трансмиссионной части трехпоршневого насоса показана на рис. 9.2 Коренной вал 2 укреплен в корпусе на конических роликоподшипниках, установленных на концах вала. Литой эксцентриковый барабан находится на валу на шпонке и посадке. Шатуны 4 смонтированы на эксцентриках на двухрядных конических роликоподшипниках. Такой монтаж позволяет некоторую самоустановку шатуна при перекосе осей пальца головки и коренного вала. При этом ползун должен быть с плоскими поверхностями. При цилиндрическом ползуне возможны поворот шатуна и выход из строя привода.

Станина — основная наиболее сложная и дорогая деталь буровых насосов. Она представляет собой металлический коробчатый корпус, соединяющий трансмиссионную и гидравлическую части. Станины изготовляют литыми из стали или высокопрочных чугунов, а также сварными из стальных листов. Преимущество стальной сварной станины перед стальной литой или чугунной заключается в том, что при одинаковой прочности первая может иметь меньшие толщину стенок и массу. В мощных насосах для их облегчения применяют сварные станины

Рис. 9.2. Трансмиссионная часть бурового трехпоршневого насоса НБТ-600:

1— зубчатое колесо; 2— коренной вал; 3, 6, 13 — секторы крепления подшипников шатунов; 4 — шатун; 5 — подшипник шатуна; 7 —стакан; 8 — подшипник коренного вала; 9 — вал; 10 — подшипник трансмиссионного вала; 11 — трансмиссионный вал; 12 — шестерня

а в менее мощных — литые из высокопрочных чугунов.

Крышки сварной станины трехпоршневого бурового насоса изготовляют из тонколистовой стали, корпуса подшипников неразъемные, люки закрываются крышками из тонколистовой стали или литыми из чугуна. Внутренняя полость станины должна быть закрыта и сообщаться с атмосферой через фильтр, находящийся в сапуне, установленном в верхней точке. Приводная часть от гидравлической изолируется сальником промежуточного штока, расположенным в разделяющей стенке корпуса.

Масляная ванна вместимостью 0, 3 л на 1 кВт мощности насоса снабжается указателем уровня, заправочной горловиной, сливным отверстием и трубкой, отводящей масло из сливного отверстия.

Зубчатая передача предназначена для снижения частоты вращения коренного вала с 250—600 до 35—180 об/мин. Первичные двигатели, приводящие буровые насосы, обычно имеют частоту вращения 700—1500 об/мин. Между двигателем и коренным валом насоса находятся передачи, редуцирующие частоту вращения в 5—20 раз. Такую редукцию осуществлять в одной передаче нерационально, поэтому обычно ее разбивают на две или три ступени. Между двигателем и трансмиссионными валом насоса находится клиноременная передача и при больших мощностях многорядная цепная передача. Передаточное число их и = 2+3, 5.

Вторую передачу встраивают непосредственно в насос между трансмиссионным и коренным валами. В ней применяются цилиндрические зубчатые колеса с косым (угол наклона 6—10°) или шевронным зубом и эвольвентным зацеплением, зацеплением Новикова или многорядные роликовые цепи. В насосах небольшой мощности иногда используются прямозубые колеса или роликовые многорядные цепи. Передаточное отношение этой пары и = 3+5.5. Модуль зубчатой передачи 8—18 мм. Зубчатые венцы изготовляют из легированных хромоникелевых сталей. Для косозубых передач на трансмиссионных и коренных валах устанавливают подшипники, воспринимающие осевые нагрузки. При шевронных прямозубых и цепных передачах осевых нагрузок не возникает, если один из валов допускает осевое перемещение. Обычно это осуществляют на трансмиссионном валу как менее нагруженном и не связанном с другими элементами насоса. Трансмиссионный вал крепят на двух или четырех опорах. Наличие большого числа опор при небольших неточностях изготовления вызывает преждевременный износ подшипников и поломки вала, поэтому их сейчас не применяют.

В некоторых случаях при монтаже буровой установки требуется размещать приводной шкив справа или слева от насоса, а при насосах большой мощности монтируют два клиноременных шкива. Для этого трансмиссионные валы изготовляют с двумя выступающими концами.

Шестерня с валом представляют собой либо откованную за одно целое деталь, либо отдельные детали, соединяемые шпонками. Кривошипно-шатунная группа состоит из коренного вала с зубчатым колесом, шатунов, ползунов и промежуточных штоков.

Коренные валы изготовляют коваными (коленчатые и кривошипные) или литыми (эксцентриковые, пальцевые). Коленчатые валы в крупных современных насосах не применяют. Коленчатый вал насоса состоит из вала, на который насажено зубчатое колесо. На цилиндрических поверхностях вала двухпоршневого насоса кривошипы располагают под углом 90° друг к другу, а трехпоршневого— под углом 120°. На мотылевых шейках кривошипа монтируют головки шатунов на сдвоенных конических роликоподшипниках, закрытых крышкой. Кривошипный вал монтируют на двух опорах, состоящих из двух сдвоенных конических или сферических роликоподшипников. В последнее время чаще применяют коренные эксцентриковые валы, обеспечивающие большую долговечность подшипника шатуна и позволяющие изготовлять насосы меньшей ширины.

Корпус коренного вала отливают из стали марки 35Л или из легированных высокопрочных чугунов с добавкой никеля, хрома, ванадия и других металлов. Зубчатый венец крепится на болтах или с помощью посадки с натягом. Большой диаметр пальцевых коренных валов позволяет запрессовывать пальцы в отверстия, расточенные в его корпусе. Оси и пальцы изготовляют из стали марки 30ХГС. Мотылевые головки шатунов выполняют аналогично головкам шатунов кривошипных коренных валов. Отсутствие опор на концах вала позволяет осматривать коренные подшипники через боковые люки станины.

В опорах коренного вала применяют подшипники качения: роликовые двухрядные конические, сферические, игольчатые и однорядные конические и цилиндрические. Сроки службы подшипников не менее 10000 ч, что соответствует (3+4)-10⁶ оборотам коренного и (12+20)-10⁶ трансмиссионного валов насоса двустороннего действия и в 2 раза больше насосов одностороннего действия.

Для коренного вала рекомендуются двухрядные конические роликоподшипники, которые наилучшим образом соответствуют конструкции, так как вал имеет небольшую длину и значительный диаметр.

На коренной вал бурового насоса действуют толчкообразные нагрузки. поэтому подшипники качения монтируются на нем с предварительным натягом. Для восприятия осевой нагрузки, создаваемой косозубыми колесами, на трансмиссионном валу иногда используют двухрядные конические роликоподшипники, устанавливаемые на конце, противоположном шкиву. Вблизи шкива находится подшипник с цилиндрическими роликами, воспринимающий только радиальную нагрузку и допускающий осевое смещение. Сферические подшипники используют при длинных валах и больших их прогибах.

На пальце ползуна в мощных насосах применяют одно- или двухрядные игольчатые роликоподшипники, которые воспринимают большую нагрузку. Для удобства демонтажа подшипников в конструкциях должна предусматриваться возможность захвата каждого кольца подшипника съемником, для чего кольцо должно выступать над поверхностью бурта или заплечика, в который оно упирается. Необходимо также достаточно свободное пространство между выступающим кольцом подшипника и находящимися на валу деталями.

Ползуны в буровых насосах применяют для того, чтобы направить промежуточный шток и освободить его от действия тангенциальных усилий, возникающих на головке шатуна, и не связывать его непосредственно с поршнем. Для предохранения от износа направляющих в станине устанавливают накладки. Чтобы обеспечить нормальную работу, зазор между направляющими ползуна, накладкой и станиной должен быть 0, 2—0, 5 мм. Накладки собирают со станиной с точностью прилегания до 0, 08 мм, а зазор между втулкой и пальцем должен быть 0, 05—0, 1 мм.

Для компенсации износа накладок служат тонкие прокладки из листовой латуни между корпусом станины и накладкой. Палец ползуна надежно укрепляют в отверстии при помощи цилиндрической или конусной посадок с натягом, фиксируют шпонкой или торцовой планкой и болтами. В процессе эксплуатации пальцы необходимо периодически осматривать и подтягивать.

В передней части корпуса ползуна имеется резьбовое отверстие, в которое ввинчивается или крепится болтами удлинитель штока, соединяемый при помощи конусной или цилиндрической посадки со штоком поршня. Все резьбовые соединения штока при помощи контргаек надежно фиксируются от отвинчивания.

Приводной клиноременный шкив или цепное колесо устанавливают на консоли трансмиссионного вала. Шкивы обычно изготовляют из чугуна.. Стальные литые или сварные шкивы применяют редко. Цепные колеса изготовляют коваными или литыми из стали.

Зубчатая передача и все трущиеся элементы трансмиссии смазываются с помощью масляного насоса, путем разбрызгивания масла или погружения в масляную ванну на глубину 0, 75 высоты зуба. Подшипники качения смазываются маслом, попадающим в подшипниковые камеры в результате разбрызгивания (коренные и эксцентриковые подшипники) или поступающим самотеком по специальным каналам из коробок или полостей станины, в которые собирается скребком с поверхности зубчатого колеса или шестерни (подшипники трансмиссионного вала и мотылевые, направляющие ползуна и его палец). Подшипники качения в изолированных камерах смазываются мазями (трансмиссионный вал, мотылевые подшипники).

В мощных насосах смазка подается автоматически при помощи масляных насосов. Для смазки сальника контрштока масло подводится также от масляного насоса. Штоки поршня и зеркало цилиндра обмываются водой или маслом, подаваемым другим смазочным насосом, приводимым индивидуальным электродвигателем. Смазочный агрегат встраивается в буровой насос.

⇐ Предыдущая 9 10 11 12 131415 16 17 18 Следующая ⇒