Роторный моментомер Советский патент 1983 года по МПК E21B45/00 

. Изобретение относится к буровой технике и быть использовано для измерения непрерывного контроля крутящего момента на валу ротора бу ровой установки., Известен соединительный узел вала ротора бурового станка, содержащий втулку, охватывакяпую муфт.у вала ротора, звездочку, закрепленную на в-тулке, и звено соединения втулки с муфтой, выполненное в виде мембра його гидротрансформатора с- регулято ром давления и взаимодействующего с ним кулачково-роликового механизма 1 }. ; . Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является роторный моментомер, содержащий ступицу, ведомую полумуфту, закрепленную на ней с возможностью передачи крутящего момента, подвижно установленную на ступице ведущую полумуфту, (ipasyющую с ведцэмой кулачково-роликовое соединение, мембранный гидротрансформатор, неподвижная тарелка которого опирается о ведомую полумуфту, а его крышка скреплена с ведущей полумуфтой, штуцер, соосно установленный в крышке с помощью стакана и подшипника, полую ось, консольно закрепленную в центральном отверсти крышки, и уплотнительныйэлемент, установленный в кольцевом зазоре ме . ду рсью иштуцером 2 . . Недостатками этого моментомера является быстрый износ сильно нагруженных трущихся поверхностей ступиц и ведущей полумуфты за счет отсутст вия притока свежей смазки к трущимся поверхностям, а также вы ывaниe смазки из подшипников, которое прои ходит вследствие попадания на них рабочей жидкости из гидротрансформатора. Эти недостатки обусловливаю низкую надежность монометров и боль шой объем регламентных работ по их обслуживанию. Цель изобретения - повышение надежности моментомера. Поставленная цель достигается те что роторный моментомер, содержащий ступицу, ведомую полумуфту, закрепленную на ней с возможностью переда чи крутящего момента, подвижно установленную на ступице ведущую полу муфту, образующую с ведомой кулачко во-роликовое соединение, мембранный гидротрансформатор, неподвижная тарел ка которого опирается о ведомую по лумуфту, а его крышка скреплена с ведущей полумуфтой, штуцер, соосно установленный в крышке с помощью стакана и подшипника, полую ось, консольно закрепленную в центральном отверстии крышки, и уплотнитель ный элемент, установленный s кольце вом зазоре между осью и штуцером, снабжен чулочной мембраной, ра-змещенной в выполненной для нее в ведущей, полумуфте проточке и прикрепленной внутренним ободом к этой полумуфте и фланцем,закрепленным на свободном торце ступицы и герметично со-единенным с наружным ободом чулочной мембра«ы, .при этом на наружной ци-. линдрической поверхности ступицы выполнены пазы, сообщающие полость чулочной мембраны с полостью, в ко-г торой размещена ведомая полумуфта. Кроме того, моментомер снабжен герметизирующей подшипник манжетой, установленной в кольцевом .зазоре между стаканом и штуцером, а в стакане выполнены каналыдля дренажа полости крышки, ограниченной уплотнительным элементом и манжетой. Снабжение устройства чулочной мембраной, фланцем и выполнение пазов на ступице позволяют качественно изменить систему смазки трущихся между собой поверхностей ведущей в.тулки и ступицы, обеспечить постоянный приток смазки к этим поверхностям, исключить потерю последней из полости моменто-.. мера и темсамым повысить его надежность. Установка манжеты и подшипни- . ка и выпол1|енке дренажных каналов в стакане обеспечивает удержание смазки в подшипнике, а неизбежно просачивающаяся через подвижное уплотнение оси и штуцера рабочая жидкость гидротрансформатора под действием центробежных сил отводится через каналы стакана. Тем самым полностью исключается возможность вымывания смазки из подшипника. , Предложенная совокупность признаков позволяет качественно по-новому решить проблему-смазки моментомера, обеспечивает полную и надежную герметизацию его внутренних полостей,, заполненных смазкой, и циркуляцию по- следней через зазоры и каналытрущихся поверхностей. Кроме того, исключается возможность вымывания смазки из подшипника, установленного в крышке. Таким образом, изобретение позволяет повысить надежность моментомера и сократить объем работ по обслзживанию их на буровых предприятиях. На фиг. 1 показан предалагаемый моментомер, общий вид; на фиг. -2 кулачково-роликовое соединение, разрез А-а на фиг. 1. Роторный моментомер содержит ступицу 1, ведомую полумуфту 2, закрепленную на ней с возможностью передачи крутящего момента, подвижно установленную на ступице 1 веду1цую полумуфту 3, образующую с ведомой полумуфтой 2 кулачково-роликовое соединение, мембранный гидротрансформатор 4, неподвижная тарелка 5 которого опирается о ведомую полумуфту а его к-рышка 6 скреплена с ведущей полумуфтой 3, штуцер 7, соосно уста новленный в крышке б с помощью стак на 8 и податпника 9, полую ось 10, консольно закрепленную в центральном отверстии крышки 6, и уплотнител ный элемент 11, установленный в. коль цевом зазоре 12 между осью 10 и шту цером 7. Кроме этого, роторный мо-ментомер снабжен чулочной .мембраной 13, размещенной в выполненной для нее в ведущей полумуфте 3 проточке 14и прикрепленной внутренним ободом 15к этой полуму-фте 3, и фланцем 16 закрепленным rfa свободном торце 17 .ступицы 1 .и герметично скрепленным te наружным ободом 18 чулочной мембра ны 13. При этом на наружной цилиндрической поверхности ступицы 1 вЫполнены пазы 19, сообщающие полость 20 чулочной мембраны 13 с полостью 21, в которой размещена ведомая полумуфта 2. Дополнительно моментомер снабжен герметизируювчей подшипник 9 манжетой 22, установленной в кольцевом зазоре 23 между стаканом 8 и штуцером .8, а в стакане б выполнены каналы 24 для дренажа полости 25 между уплотнительным элементом 11 и манжетой 22. . Роторный юментомер paeoiSSt еле дующим образом. Моментомер ступицей 1 устанавливается на вал ротора буровой установки и закрепляется на нем с помощью йпонки и болтов (не показаны) Ведущая полумуфта 3 с помощью цепной передачи соединяется с приводом ротора. Крутящий момент от ведущей полумуфты 3 передается ведомой полумуфте .2 через кулачково-роликовое соединение, а. от ведсмой полумуфты через шлицы - ступице 1. При передаче крутящего момента , благодаря кулачково-роликовому соединению, проис ходит смешение ведущей полумуфты 3 в осевом направлении от ведомой полумуфты 2, которая увлекает за собой крышку 6 гидротрансформатора 4. В связи с тем, что тарлека 5 последнего опирается о ведомую полумуфту в гидротрансформаторе 4 повышается давление рабочей жидкости, по изменению которого судят о величине кру тящего момента, передаваемого через момент 1ер. При бурении величина крутящего момента изменяется с различной частотой. Это вызывает постоянные возвратно-поступательные перемещения ведущей полумуфты 3 по ступице 1. Поскольку наружный обод 18 чулочной мембраны 13 герметично соединен с фланцем 16, который в свою очередь прикреплен к торцу 17ступицы 1, а внутренний обод 15 герметично соединен с ведущей полумуфтой 3, . топри перемещении полумуфты 3. происходит изменение объёма внутренней полости 20 чулочной мембраны 13. Моментомер при сборке заполняется смазкой, количество которой должно обеспечивать заполнение всех его полостей, кроме полости гидротрансформатора 4, на 80-90%. В результате центробежных сил, возникакяцих при вращении моментомера, внутренняя полость 20 чулочной мембраны 13 всегда будет заполнена смазкой. Поэтому уменьшение объема этой полости 20 сопровождается резким повышением давления в ней и масло выдавливается из нее через пазы 19 ступицы 1. При этом размеры проточки 14, в которой размещена мембрана 13, предохраняют последнюю от разрыва вследствие резких пульсаций давления, так как в этих случаях мембрана 13 будет опираться о стенки проточки 14. Заполнение полости 20 при увеличении ее объема происходит под действием эффекта подсоса и центробежных сил. Поскольку величина изменения объема полости 20 больше суммарного объема пазов 19, то смазка трущихся поверхностей ступицы 1 и ведущей полумуфты 3 весьма эффективна. При работе моментомера в гтолости гидротрансформатора 4 всегда поддерживается избыточное лавление. Через подвижное уплотнение, выполненное в виде элемента 11, рабочая жидкость просачивается в полость 12 и под действием центробежных сил отводится из нее ло каналам 24 стакана 8. Манжета 22, установленная, в кольцевом зазоре 23, с одной стороны предотвращает утечку масла из подшипника 9, а с другой - попадание к нему рабочей жидкости из гидротрансформатора. Перимущества предлагаемого моментомера сводятся к увеличению его срока службы и ресурса, ,а также к со . регламентных работ по обслуживанию.

1. РОТОРНЫЙ МОМЕНТОМЕР, со держащий ступицу, ведомую пблумуфту, закрепленную на ней с возможностью передачи крутящего момента, подвижно установленную на ступице ведущую полумуфту, образующую с ведомой кулачково-роликовое соединение, мем.бранный гидротрансформатор, неподвижная тарелка которого опирается о ведомую полумуфту, а его крышка скреплена с ведущей полумуфтой, штуцер, соосно установленный в крышке с по- . мощью стакана и под1Жпника, п.олую ось, консольно закрепленную в центральном отверстии крьиаки, и уплотнительный элемент, установленный в коль цевом зазоре между осью и штуцером, о т л и ч а ю.щ-и и с я тем, что, с целью повышения надежности моментомера, он снабжен чулочной мембраной, размещенной в выполненной для нее в ведущей полумуфте проточке и прикрепленной внутренним ободом к зтой полумуфтё,и фланцем, закрепленным на свободном торце ступицы и герметично соединенным с наружным ободом чулочной мембранв, при этом на наружной цилиндрической поверхности ступицы выполнены пазы, сообщающие g полость чулочной мембраны с полостью, СП в которой размещена ведомая полумуфта. 2. Моментомер по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен герметизиру1(яцей подшипник манжетой, установленной в кольцевом зазоре между стаканоми штуцером, а в стакане выполнены каналы для дренажа полости крышки, ограниченной уплотнительным элементом и манжетой. да 4 00 ОО