Шпиндель забойного двигателя ОУ-195

курсовая работа

2. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ ШПИНДЕЛЯ ЗАБОЙНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Шпиндельная секция турбобура 3ТСШ1-195 (рисунок 1) состоит из следующих элементов. Вал с набранными и закрепленными на нем деталями устанавливают в корпус шпинделя, крепят переводником 1 и ниппелем 2. На полом валу шпинделя 20 установлены две радиальные резинометаллические опоры 10 с втулками опор 9 (центрируемыми в верхней опоре подкладными втулками 8) и 25 ступеней шарикоподшипников, каждая из которых состоит из диска 15, внутреннего и наружного колец 16, 18 и самого шара качения 17. Весь пакет деталей, включая упорную, дистанционную и промежуточную втулки 21, 13 и 14, закрепляется на валу гайкой 6, колпаком 5, контргайкой 4 и крепится в корпусе 19 посредством переводника нижней секции 1 и ниппеля 23 с использованием регулировочных колец 3, 7, 22.

На верхней части вала шпинделя установлена конусно-шлицевая муфта 2, имеющая промывочные окна для протока рабочей жидкости во внутреннюю полость вала и затем к долоту, присоединяемому к шпинделю через переводник 24. Для облегчения разборки шпинделя в процессе ремонта в верхней и нижней его частях установлены втулки 11 с уплотнительными кольцами 12, обеспечивающими герметизацию диаметральных зазоров между валом и закрепленным на нем пакетом деталей.

Рисунок 1- Шпиндель.

1 -- переводник нижней секции; 2 -- конусно-шлицевая муфта; 3, 4, 22 -- регулировочные кольца; 5 -- колпак; 6, 8, 9, 11, 13, 14, 21 -- втулки; 7 - резиновая опора скольжения; 10 -- резинометаллические опоры; 12 -- уплотнительные кольца; 15 -- диск; 16, 18 -- кольца; 17 -шарик подшипника; 18 -- корпус; 19 -- вал шпинделя; 20 -- ниппель; 21 -- переводник.

Шпиндельная секция имеет на валу и корпусе специальные замковые резьбы с малой конусностью, с помощью которых закрепляются вращающиеся детали шпинделя и неподвижные, а также детали центрующих радиальных резинометаллических опор. Детали шпиндельной секции крепятся резьбами, имеющими два упорных торца. Так, наряду с обычным для замковой резьбы наружным упорным торцом соединения переводника с корпусом имеется внутренний упорный торец, с помощью которого крепятся детали неподвижной части. Полумуфта, навинчиваемая на вал, имеет внутренний упорный торец, упирающийся в торец вала, в то же время наружный упорный торец этой резьбы передает усилие на детали подвижной части, осуществляя их сжатие. Использование такого соединения обеспечивает стабилизацию осевого взаиморасположения валов турбинной секций в условиях вибраций.

Таким образом, соединительные конусные резьбы выполняют одновременно функцию крепления деталей турбины. Это определяет необходимость рассматривать два разных натяга конической резьбы: по наружному и внутреннему торцу. С одним из них связана осевая фиксация, а с другим - деформации при креплении деталей шпинделя.

Установка в шпинделе осевой опоры качения (как жесткой, так и амортизированной - шпиндель типа ШШО) вместо резинометаллической опоры скольжения позволяет турбобуру воспринимать более высокие осевые нагрузки и эффективно работать при более низких числах оборотов.

Так же широко применяются шпиндели типа ШФД с лабиринтными дисковыми уплотнениями. Они предназначены для турбинных секций серийных турбобуров. За счет частичной изоляции картера осевой опоры от поступления бурового раствора, содержащего твердые абразивные частицы, значительно увеличен моторесурс шпинделя.

Желая совместить в себе преимущества изоляции и восприятия больших осевых нагрузок, конструкторами была предложена схема комбинированной опоры, то есть применение одновременно и шарикоподшипников и резинометаллической пяты. Но неравномерный износ этих опор приводил к тому, что первый тип опор изнашивался, в то время как второй тип еще работал. Это создавало большие неудобства в обслуживании и ремонте.

Вал изготовляется из высокопрочной легированной стали, при этом сечения вала увеличивается по мере приближения к долоту. Шпиндельная секция турбобура соединяется с турбинной секцией через переводник нижней секции посредством замковой резьбы, а валы - посредством конусно - шлицевой муфты.

Возможны случаи установок между долотом и шпиндельной секцией стабилизаторов, для лучшей ориентировки траектории бурения.

Делись добром ;)