ШАТУННО-ЭКСЦЕНТРИКОВЫЙ ПРИВОД МНОГОПЛУНЖЕРНОГО НАСОСА Российский патент 1995 года по МПК F01B9/04 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано преимущественно при проектировании буровых и нефтепромысловых насосов в нефтегазодобывающей промышленности.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является шатунно-эксцентриковый привод многоплунжерного насоса, содержащий станину, установленные на подшипниках коренной вал с эксцентриками, коренными шейками и зубчатыми колесами со ступицами и трансмиссионный вал с шестернями, размещенными с образованием зубчатых пар с колесами коренного вала.

Массо-габаритные характеристики привода, особенно для насосов больших мощностей и их монтажеспособность определяются как схемой трансмиссии, так и конструкцией станины и коренного вала, воспринимающих значительные нагрузки. При этом длина коренного вала и ширина станины во многом зависят от ширины зубчатых колес, эксцентриков и опор, а для обеспечения необходимой жесткости вал монтируется с промежуточными опорами и изготовляется большего диаметра, что увеличивает массо-габаритные характеристики, усложняет конструкцию и монтажеспособность привода.

Наличие двух симметрично расположенных зубчатых передач, между которыми размещены эксцентрики, снижает нагрузку на коренной вал, что позволяет выполнить привод с уменьшенными массо-габаритными характеристиками, но ширина станины и в данном случае определяется длиной коренного вала.

Данное изобретение направлено на решение задачи по уменьшению массо-габаритных параметров за счет изменения взаимного расположения и взаимосвязи элементов привода, приводящего к сокращению не только длины коренного вала, но и ширины станины.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в шатунно-эксцентриковом приводе многоплунжерного насоса с зубчатой передачей ступицы зубчатых колес выполнены с уступами, которые являются частями опорных поверхностей коренного вала, шестерни и зубчатые колеса размещены снаружи станины, колеса закреплены на торцовых поверхностях коренного вала посредством штифтов и болтов соединений, при этом плоскости разъемов торцевых поверхностей шеек коренного вала и уступов ступиц расположены внутри подшипников.

Кроме того, ширина опорной боковой поверхности уступа каждой ступицы составляет 0,1-0,5 ширины примыкающей к ней одноименной поверхности коренной шейки. Причем в коренных шейках выполнены соосно коренному валу технологические отверстия, в которых установлены штифты, причем подшипники снабжены крышками, смонтированными с внутренней стороны станины.

Описанные усовершенствования позволяют существенно сократить ширину станины и ее массу, повысить монтажеспособность и жесткость коренного вала, сократить его длину, облегчить центровку при сборке зубчатых колес за счет размещения зубчатых колес снаружи станины и выполнения ступицы с уступом определенной ширины, который, являясь опорной поверхностью, воспринимает нагрузку и разгружает шейки коренного вала.

При этом крутящий момент передается посредством штифтов и болтового соединения ступицы по торцевой поверхности коренного вала, что упрощает конструкцию, снижает длину собственно вала, повышает жесткость и технологичность изготовления этого вала.

На чертеже представлен шатунно-эксцентриковый привод с двумя зубчатыми колесами, общий вид.

Привод содержит станину 1, в которой смонтированы подшипники 2. В станине 1 установлен коренной вал 3 с эксцентриками 4 и трансмиссионный вал 5. Зубчатая передача расположена с наружной стороны боковых стенок 6 станины 1 и включает шестерни 7 трансмиссионного вала 5 и зубчатые колеса 8, ступицы которых выполнены с уступами 9, диаметр каждого из которых равен диаметру шейки 10 коренного вала 3, а ширина b_y составляет 0,1-0,5 ширины b_ш шейки 10 коренного вала 3. Зубчатые колеса 8 прикреплены к торцовой поверхности коренного вала 3 посредством болтового соединения 11 и штифтов 12, которые передают крутящий момент. При этом штифты 12 установлены в технологических отверстиях 13, выполненных в шейках 10. Плоскость "А-А" разъема коренного вала 3 и уступа 9 ступицы зубчатых колес 8 расположена внутри подшипника 2, что обеспечивает соосность (центровку) при монтаже зубчатых колес 8 и коренного вала 3. При этом уступ 9, вставленный в кольцо подшипника 2, является частью опорной поверхности "составного" вала, включающего непосредственно коренной вал 3 и прикрепленные к нему по торцам зубчатые колеса 8.

Подшипники 2, смонтированные в боковых стенках 6 станины 1, крепятся крышками 14, установленными с внутренней стороны, а зубчатые колеса 8 и шестерни 7 зубчатой передачи закрыты с наружной стороны кожухом 15.

Шатунно-эксцентриковый привод служит для преобразования вращательного движения трансмиссионного и коренного вала в возвратно-поступательное движение плунжеров (поршней) насоса и работает следующим образом.

От двигателя через внешнюю трансмиссию (не показаны) приводится во вращение трансмиссионный вал 5, от которого посредством зубчатой передачи, включающей шестерни 7 и зубчатые колеса 8, вращение со сниженной частотой передается коренному валу 3, эксцентрики 4 которого обеспечивают возвратно-поступательное движение плунжеров.

Предложенное конструктивное выполнение коренного вала составным с внешним относительно боковых стенок станины размещением зубчатых колес обеспечивает снижение ширины станины, упрощение конструкции, снижает длину коренного и трансмиссионного валов, повышает жесткость и технологичность последних, что обуславливает улучшение массо-габаритных параметров привода, и его монтажеспособности.

При сравнительно небольшой мощности насоса может быть использован вариант изобретения, содержащий шатунно-эксцентриковый привод с одной зубчатой парой (передачей), который так же обеспечивает решение задачи по сокращению массы и габаритов привода.

Использование: в машиностроении при проектировании буровых и нефтепромысловых насосов. Сущность изобретения: шатунно-эксцентриковый привод многоплунжерного насоса содержит станину, установленные на подшипниках коренной вал с эксцентриками, коренными шейками и зубчатыми колесами со ступицами и трансмиссионный вал с шестернями, размещенными с образованием зубчатых пар с колесами коренного вала. Шестерни и зубчатые колеса размещены снаружи станины, зубчатые колеса закреплены на торцевых поверхностях коренных шеек посредством штифтов и болтовых соединений, а ступицы зубчатых колес выполнены с уступами, боковые поверхности которых расположены с образованием с боковыми поверхностями коренных шеек общих опорных поверхностей под подшипники, при этом плоскости разъемов торцевых поверхностей коренных шеек и уступов расположены внутри подшипников. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. ШАТУННО-ЭКСЦЕНТРИКОВЫЙ ПРИВОД МНОГОПЛУНЖЕРНОГО НАСОСА, содержащий станину, установленные на подшипниках коренной вал с эксцентриками, коренными шейками и зубчатыми колесами со ступицами и трансмиссионный вал с шестернями, размещенными с образованием зубчатых пар с колесами коренного вала, отличающийся тем, что шестерни и зубчатые колеса размещены снаружи станины, зубчатые колеса закреплены на торцевых поверхностях коренных шеек посредством штифтов и болтовых соединений, а ступицы зубчатых колес выполнены с уступами, боковые поверхности которых расположены с образованием с боковыми поверхностями коренных шеек общих опорных поверхностей под подшипники, при этом плоскости разъемов торцевых поверхностей коренных шеек и уступов расположены внутри подшипников. 2. Привод по п.1, отличающийся тем, что ширина опорной боковой поверхности уступа каждой ступицы составляет 0,1 0,5 ширины примыкающей к ней одноименной поверхности коренной шейки. 3. Привод по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в коренных шейках выполнены соосно с коренным валом технологические отверстия, в которых установлены штифты, причем подшипники снабжены крышками, смонтированными с внутренней стороны станины.