Устройство управления механизмами автоматизированной буровой установки Советский патент 1982 года по МПК E21B44/00 E21B19/08 

1

Изобретение относится к буровой технике, в частности к устройствам управления механизмами автоматизированной буровой установки.

Известны устройства управления механизмами, содержащие кулачковый вал, передачу к нему, микровыключатели .

Кулачковый вал, вращаясь, включает в определенный момент нужный микровыключатель 1 J.

Применение таких устройств возможно при использовании привода от ведущего барабана и тросовой системы. Недостаток их заключается в том, что они не обеспечивают точности передачи сигналов, так как весь путьперемещаемого механизма должен соответствовать одному обороту вращения кулачкового вала. Ошибка в подаче сигнала здесь будет тем больше, чем больше передаточное число редуцирования.

А также известно устройство управления механизмами автоматизированной буровой установки, содержащее горизонтально расположенные корпус, ведущий барабан, установленный в корпусе, тросовую систему с закреплением троса к перемещаемому объекту (например элеватору), кулачковый ступенчатый вал с наружной нарезкой на поверхности каждой ступени, передачу к нему от ведущего барабана в виде шлицевого соединения и винтовую пару, при этом гайка винтовой пары жестко соединена с кулачfj ковым валом, а винт связан с корпусом.

При перемещении механизма (например элеватора) вверх или вниз, один из тросов наматывается на ведущий

20 барабан, а другой трос сматывается. При этом ведущий барабан через шлицевой вал вращает кулачковый вал с гайкой, который, перемещаясь по винту, своей наружной нарезкой приводит в дейстйие выключатели z. Недостатком устройства является его ненадежность и неудобство в эксплуатации.i При работе устройства происходят сбои в получении сигнала с выключателей, обусловленные появлением чрезмерного износа опор ролика и рычага, на котором закреплен ролик из-за постоянного соприкосновения ролика выключателя с боковыми стенками и дном канавки, нарезанной на поверхности ступеней кулачкового ва ла. Особенно это характерно для выключателей, расположенных в нижне .части кулачкового вала, настройка которых затруднена из-за неудобного расположения. , Цель изобретения - повышение надежности и точности передачи сигнал при реверсе и износе сопрягаемых элементов, улучшение условий эксплу атации устройства управления. Поставленная цель достигается тем, что поверхность ступеней кулач кового вала выполнена гладкой, при этом переход с одной ступени на дру гую по торцам выполнен по винтовой поверхности, спуск - по наклонной плоскости, длина каждой ступени рав величине хода кулачкового вала, а ось его установлена вертикально под углом 90 к оси ведущего барабана посредством конической передачи, включающей разрезную подпружиненную шестерню. На фиг. 1 изображено, устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - ступени кулачкового вала; на фиг. 3 разрезная подпружиненная шестерня. Устройство управления механизмам включает корпус 1, ведущий барабан 2, тросовую систему 3, две ветви которой запасованы на ведущем барабане 2, кулачковый ступенчатый вал , смонтированные на общем основании 5. Вал 6 ведущего барабана 2 устано лен в подшипниковых опорах 7 и 8. Н внутреннем конце вала 6 закреплена разрезная подпружиненная шестерня 9 Кулачковый ступенчатый вал 4 закреп лен на валу 10, установленном в полом валу П, и связанном с ним посредством шпонок 12. Вал 11 установлен вертикально под углом 90° к оси ведущего барабана 2 и расположе в г1одшипниковых опорах 13 и 14, установленных в корпусе 1. На нижнем конце вала 11 закреплена шестерня 15, находящаяся в зацеплении с разрезной подпружинен ной шестерней 9. Верхний конец вала 10 выполнен с винтовой нарезкой, которой он ввернут в гайку 16, установленную неподвижно с корпусом 1, длина нарезки определяет величину свободного хода кулачкового вала 4. Поверхность ступеней 17, 18 ... фиг.2 кулачкового вала выполнена без резьбы, длина каждой ступени . равна величине его свободного хода, переход с одной поверхности ступени 17 на другую поверхность ступени 18 по торцам выполнен по винтовой поверхности 19, а спуск - по наклонной плоскости 20. Шаг винтовой поверхности 19 равен шагу резьбы гайки 1б. Количество ступеней кулачкового вала Ц выбирается в зависимости от хода управляемого механизма. Вокруг кулачкового вала Ц на кронштейнах 21 установлены выключатели 22 с роликами 23 которые, в свою очередь, установлены с зазором относительно ступеней, не превышающем половины разности диаметров соседних ступеней, Ко.личество выключателей 22, размещенных на каждой ступени 17 кулачкового вала , выбирается примерно равным, исходя из условий эксплуатации: удобства размещения и регулировки соседних выключателей. Кулачковый вал k с расположенными вокруг него выключаелями 22 закрыт кожухом 2k, закрепленном на корпусе 1. Разрезная подпружиненная шестерня 9 состоит из ступицы 25 и венца 2б, соединенных через пружину 27 кручения. Ступица 25 закреплена на валу 6. Предлагаемое устройство управления работает следующим образом. При перемещении механизма, например элеватора, вверх или вниз один из тросов 3 сматывается, а другой наматывается на ведущий барабан 2. При этом ведущий барабан 2 через вал 6, разрезную подпружиненную шестерню 9 шестерню 15, полый вал П, шпонки 12 вращает вал 10 с кулачковым валом 4. Кулачковый вал U, вращаясь, перемещается внутри полого вала 11 в зависимости от направления вращения вверх или вниз, при этом ролики 23 выключателей 22 перемещаются по наклонной плоскости 20 и осуществляют включение выключателей 22.

При обратном ходе кулачкового вала k происходит выключение выключателей 22.

Предлагаемое устройство управления по сравнению с существующим исключает сбои в получении сигналов. Это достигается тем, что поверхности ступеней кулачкового вала выполнены гладкими, а переход от одной ступени 17 к другой ступени 18 по торцам выполнен по винтовой поверхности 19 с шагом, равным шагу нарезки гайки 16, в силу этого уменьшает постоянное поперечное силовое воздействие на ролик 23 и не происходит чрезмерного износа его опоры.

При этом длина каждой ступени кулачкового вала Ц равна величинеего хода, поэтому каждая ступень прослеживает движение управляемого механизма на всем его ходу, Следо|вательно, выключатели 22 могут быть размещены против любой из ступеней кулачкового вала Ц, что исключает влияние геометрических размеров выключателей 22 на их установку. Вертикальное расположение кулачкового вала 4 позволяет производить настройку всех выключателей 22 легко, без ошибок и со значительным сокращением времени.

А- наличие в кинематической цепи от ведущего барабана 2 к кулачковому валу k разрезйой подпружиненной шестерни 9 в которой пружина 27 кручения, поворачивая венец 2б относительно ступицы 25, выбирает боковой зазор в зацеплении шестерен 9, и 15 исключает появление погрешностей в получении сигналов при реверсе ведущего барабана 2 и износе зубьев шестерен 9 и 15.

Зазор в винтовой паре гайка 16 резьбовой конец вала 10 выбран постоянно весом кулачкового вала с валом 11.

Формула изобретения

1. Устройство управления механизмами автоматизированной буровой установки, содержащее ведущий барабан, тросовую систему, выключатели и кулачковый ступенчатый вал, о т л и чающееся тем, что, с целью повышения надежности и точности передачи сигналов при реверсе и износе сопрягаемых элементов, поверхность ступеней кулачкового вала выполнена

гладкой, при этом переход кулачкового вала с одной ступени на другую по торцам выполнен по винтовой поверхности , а спуск - по наклонной плоскости, причем длина каждой ступени

равна величине хода кулачкового вала и ролики выключателей установлены с зазором относительно ступеней, не превышающим половины разности диаметров соседних ступеней.

2. Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что ось кулачкового вала установлена вертикально к оси ведущего барабана.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т личающееся тем, что связь ведущего барабана с кулачковым валом выполнена в виде конической передачи, одна из шестерен которой выполнена разрезной и подпружиненной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Командоаппараты кулачковые регулируемые КА 21-17, Информэлектро, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР №609865. кл. Е 21 В 19/00, 1978.