Винтовой двигатель Советский патент 1982 года по МПК E21B4/02 

(5«) ВИНТОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к буровой технике, а именно к гидравлическим забойным двигателям.

По основному авт.св. W kOЦS известен винтовой двигатель, включающий корпус, статор с эластичной обкладкой и ротор, снабженный цилиндрическими катками l.

Однако в этом винтовом двигателе задача гашения перекашивающего момента решена лишь частично, поскольку усилие, прижимакхцее верхний конец ротора к обкладке статора в зоне наиболее полного контакта их зубьев, воспринимается верхним катком, и усилие, отжимающее нижнюю часть ротора от обкладки статора в этой зоне, нижним катком воспринято быть не может. В результате перекос ротора полностью не устраняется и это снижает долговечность и перегрузочную способность двигателя.

Цель изобретения - повышение долговечности и нагрузочной способности двигателя.

Указанная цель достигается тем, что ротор снабжен маховиком, жестко связанным с его нижним концом.

На чертеже изображен винтовой двигатель, продольный; разрез.

Винтовой двигатель содержит кор10пус t, в расточке которого установлен статен 2 с эластичной обкладкой, внутри обкладки статора эксцентрично размещен ротор 3 винтовые зубья которого взаимодействуют с зубьями статора. По концам ротор снабжен цилиндрическими катками и 5, которые обкатываются по внутренним цилиндрическим поверхностям корпуса, выполненным соосно по отношению

20 к обкладке статора. В нижней части ротора размещен маховик 6. Передача крутщего MOieHTa от ротора 3 к выходному валу 7 двигателя осущест3. вляется посредством двухшарнирного карданного вала 8. При работе двигателя на холостом ходу, когда перепад давления на двигателе ДР и перекашивающий момент Mpgp минимальны, а центробежна сила от переносного движения ротора и маховика имеет максимальную величину, катки 4 и 5 передают радиальную нагрузку на опорные поверхности выполненные в корпусе. Величина перекашивающего момента определяется зависимостью: М„. Р UrcM), ДРРсрТст пер 4-ir где Д Р- перепад давления в рабочих / органах, кг/см ; - средний диаметр ротора, см - шаг винтовой линии статора По мере нагружения двигателя перепад давления и перекашивающий момент на роторе возрастают, при этом нагрузка на каток возрастает а на каток 5 уменьшается. Масса tn маховика 6 и плечо его центра масс относительно верхнего катка выбраны таким образом, что в режиме максимальной мощности двигателя, являющемся границей зоны его устойчивой работы, центробежная сила на маховике создает момент, противодействующий перекашивающему моменту и превышающий его по величине. Это требование выражается следующей зависимостью: л , « ggguPDcpTcT fK .рот) где 0 и е - соответственно, сред НИИ диаметр и эксцент риситет ротора, см; число зубьев ротора; шаг винтовой линии статора, см; расстояние между центром маховика и верхним катком, см; соответственно, переМП--г пад давления (кг/см ) и скорость вращения двигателя (об/мин) а режиме максимальной мощности. Выполнение маховика с массой по приведенному выражению обеспечивает компенсацию перекашивающего момента во всем рабочем диапазоне режимов работы двигателя - от холостого хода до режима максимальной мощности. Использование предлагаемого изобретения позволяет увеличить долговечность винтового забойного двигателя, а также повысить его нагрузочную способность в рабочей зоне характеристики двигателя (от холостого хода до режима максимальной мощности) за счет устранения перекосов ротора от гидравлических сил. Формула изобретения Винтовой двигатель по авт.св. , отличающ и и с я тем, что, с целью повышения долговечности и нагрузочной способности двигателя, ротор снабжен 4зховиком, жестко связанным с его нижним концон. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР tf OifjSSt кя. Е 21 В 3/12, 1972.