NO842565L - Oscillerende friksjonsring-anordning for aa utoeve aksilakraft mot en aksel. - Google Patents
Oscillerende friksjonsring-anordning for aa utoeve aksilakraft mot en aksel.Info
- Publication number
- NO842565L NO842565L NO842565A NO842565A NO842565L NO 842565 L NO842565 L NO 842565L NO 842565 A NO842565 A NO 842565A NO 842565 A NO842565 A NO 842565A NO 842565 L NO842565 L NO 842565L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- unit
- shaft
- sleeve
- balls
- friction
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 25
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 10
- 239000002775 capsule Substances 0.000 claims description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 3
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000005046 Chlorosilane Substances 0.000 description 1
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 1
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 1
- 230000009172 bursting Effects 0.000 description 1
- KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N chlorosilane Chemical class Cl[SiH3] KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- -1 siloxanes Chemical class 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
- F16J15/36—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member connected by a diaphragm or bellow to the other member
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B4/00—Drives for drilling, used in the borehole
- E21B4/003—Bearing, sealing, lubricating details
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B4/00—Drives for drilling, used in the borehole
- E21B4/02—Fluid rotary type drives
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C11/00—Pivots; Pivotal connections
- F16C11/04—Pivotal connections
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/72—Sealings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
- F16J15/3436—Pressing means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2352/00—Apparatus for drilling
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S384/00—Bearings
- Y10S384/90—Cooling or heating
- Y10S384/906—Antirotation key
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Pivots And Pivotal Connections (AREA)
- Support Of The Bearing (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Rehabilitation Tools (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
- Devices For Conveying Motion By Means Of Endless Flexible Members (AREA)
- Friction Gearing (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse angår en oscillerende friksjonsring-anordning for å utøve aksialkraft mot en aksel, idet anordningen omfatter en første enhet med roterende deler som roterer i forhold til et ytre hus og drives av en aksel som kan rotere om sin lengdeakse, hvilken første enhet er innrettet til å overføre aksialkraft til akselen, samt en annen enhet som omfatter ikke-roterende deler som er forbundet med det ytre hus på en slik måte at de ikke-roterende deler hindres i å rotere om den nevnte akse, mens det muliggjøres at de ikke-roterende deler kan overføre aksialkraft til det ytre hus, og den første og annen enhet samvirker med hverandre for å hindre stor aksial bevegelse av akselen i forhold til huset, mens de muliggjør at akselen kan rotere i forhold til huset, og den første og annen enhet omfatter hver sin friksjonsring som har en plan friksjonsflate liggende i et plan som hovedsakelig er vinkelrett på den nevnte akse, hvilken friksjonsflate er i form av en sirkulær ringflate som er koaksial med akselen og er laget av hardt material, og friksjonsflaten i hver enhet er anbragt slik at den ligger mot friksjonsflaten i den annen enhet, idet hver friksjonsring i den annen enhet bare omfatter en friksjonsflate som befinner seg ved den aksiale endeflate av friksjonsringen som utgjør en fremre endeflate, idet den aksialt motsatte endeflate til friksjonsringen utgjør en bakre endeflate, og friksjonsringen i den annen enhet er anordnet for samvirke med et ettergivende element som ligger mot den bakre endeflate på ringen, for å trykke friksjonsringen aksialt forover slik at den ligger kontinuerlig mot friksjonsringen til den første enhet, slik at det muliggjøres små aksiale bevegelser av friksjonsringene i forhold til det ytre hus, og en ramme danner et bakre anlegg for det ettergivende element, idet det er anordnet midler for å hindre at friksjonsringen til den annen enhet kan rotere om aksen i forhold til rammen, og for å styre den aksiale bevegelse av friksjonsringen.
Slike friksjonsring-anordninger benyttes særlig for bore-maskin-motorer der akselen er en turbinaksel og det ytre hus er det rørformede hus til turbinen. Den første enhet omfatter derved friksjonsringer anordnet aksialt etter hverandre, idet hver ring kan ha to friksjonsflater, en på hver side, idet hver friksjonsflate samvirker med friksjonsringen til en annen enhet som påvirkes av en fjærkraft fra en ramme.
En slik turbinmotor utstyrt med et passende verktøy kalles i det følgende for turbodrill. Turbodriller må være utstyrt med anleggsflater for å overføre store langsgående krefter mellom den roterende aksel og det ytre hus. Friksjonsringene er laget av stål, og friksjonsflåtene er behandlet slik at de har passende overflatehardhet og lav friksjonskoeffisient. De kan f .eks. være fremstilt av wolframkarbid, flere diamanter eller en hardmetall-legering. De fjærende elementer som gir aksialkraft tjener til å fordele belastningen på flere friksjonsringer og til å dempe aksiale støt og vibrasjoner.
Det er enklere å fremstille en fast friksjonsring som en enk-elt del enn å fremstille flere separate friksjonselementer som noen ganger har vært benyttet som erstatning for en friksjonsring i den annen enhet.
En slik tidligere kjent friksjonsring-anordning er beskrevet i FR-PS 2 157 206 og i det tilsvarende US-PS 3 858 668.
I denne kjente anordning har friksjonsringene i den første enhet, dvs. de ringer som roterer sammen med akselen, sine bakre flater (dvs. ikke-friksjonsflåtene) anordnet i et lag av en elastomer som utgjør det fjærende trykkelement. Ringene hindres i å rotere i forhold til akselen ved at de er festet til laget av elastomer eller at de er festet til akselen med kiler, og aksial bevegelse bevirker meget høy friksjon.
Denne tidligere kjente anordning har i betydelig grad øket brukstiden til turbodriller, men slitasje på friksjonsflåtene begrenser fremdeles brukstiden i stor grad. Denne slitasje økes betydelig når det omgivende medium er boreslam som trans-porterer slipende partikler.
Foretrukne utførelsesformer av den foreliggende oppfinnelse innebærer en oscillerende friksjonsring-anordning for overfør-ing av en aksial fjærkraft til en aksel med øket brukstid, særlig i nærvær av boreslam. Disse utførelsesformer muliggjør overførig av store aksialkrefter og er enkle å fremstille.
Foreliggende oppfinnelse angår således en anordning som angitt ovenfor og som medfører den angitte forbedring, og den annen enhet omfatter videre en bevegelig styrehylse som kan bevege seg i forhold til rammen, og er koaksial med akselen, og en friksjonsring i den annen enhet er fast tilkoblet hylsen, og en fast styrehylse som er ubevegelig i forhold til rammen, og som er koaksial med og danner en aksial forlengelse av den bevegelige hylse, idet det er radial klaring mellom hylsene, slik at den bevegelige ring kan utføre en viss vippebevegelse om en akse som er vinkelrett på akselens akse og som krysser akselen i det aksiale forløp av hylsene, og som kan rotere om akselen, idet slik vippebevegelse særlig kan påvirke friksjonsflaten til friksjonsringen i den første enhet, slik at permanent aksialkraft mellom paret av friksjonsringer over-fører en varierende kraft til friksjonsringen i den annen enhet, og hylseparet omfatter flere par utsparinger for kuler dannet i de flater som vender mot hverandre, idet i det minste en av utsparingene i hvert par er i form av et aksialt ragende spor, og en kule er anbragt i hvert av parene av utsparinger, med tilstrekkelig klaring til å muliggjøre en viss aksial forskyvning av den bevegelige hylse i forhold til den faststående hylse, ved at kulene ruller langs veggene i sporene, men klaringen er tilstrekkelig liten til å hindre vinkelbevegelse av den bevegelige hylse i forhold til den faststående hylse om aksen til den nevnte aksel, slik at det er dannet de nevnte midler for å hindre at friksjonsringen i den annen enhet roterer, samtidig med at den bevegelige hylse lettere kan foreta den nevnte vippebevegelse i forhold til den faststående hylse, og midler for kulesentrering er anordnet for å bevirke at kulene befinner seg rundt en sirkel som er koaksial med både den bevegelige hylse og den faststående hylse når hylsene er innbyrdes koaksiale, slik at den bevegelige hylse kan vippe om hvilken som helst vippeakse ved tilsvarende bevegelse av kulene i utsparingene.
Styrehylsene kan ha forskjellige utformninger, og kan f .eks. omfatte aksialt ragende staver som omfatter utsparingene for kulene og er sammenkoblet ved hjelp av enderinger. For å forenkle fremstillingen kan imidlertid begge hylsene og de fjærende trykkelementer være hovedsakelig symmetriske om akselens akse.
Videre foretrekkes det at den faste hylse omgir den bevegelige hylse, fordi rammen er festet til det ytre hus, slik at monteringen av anordningen på akselen før det ytre hus anbringes og omgir hele enheten forenkles.
Som nevnt ovenfor, har et formål med den foreliggende oppfinnelse vært å minske slitasjen på friksjonsringene. I det minste en del av denne slitasje skyldes det faktum at de samvirkende friksjonsflater ikke er nøyaktig parallelle, slik at de bare kommer i kontakt i visse punkter.
Slitasjen øker ved at skyvekreftene opptrer ujevnt, og også på grunn av slipende partikler som trenger inn mellom friksjonsflåtene der disse ikke har innbyrdes kontakt (i det minste når det omgivende medium er boreslam). Det har således vært ønskelig å montere en av friksjonsringene slik at den kan inn-stille seg ved å vippe om hvilken som helst tverrgående akse under hver omdreining av akselen, slik at det sikres kontakt over hele friksjonsflaten til hver friksjonsring, også når den annen friksjonsring er montert i en viss skråretning. En innstillbar montering erønskelig fordi det er vanskelig å sikre at alle friksjonsflåtene i en turbodrill er hovedsakelig parallelle. Dersom det antas at helt parallelle flater kan oppnås, (med meget økede fremstillingsomkostninger), er det fremdeles ingen garanti for at friksjonsflåtene vil holde seg helt parallelle i hele brukstiden til drillen. Dette skyldes at det kan oppstå store bøyekrefter under bruk mellom akselen og huset til en turbodrill, på grunn av at borehullet kan være buet, enten dette er tilsiktet eller ikke. Det har således vært innsett at det er ønskelig å montere en av friksjons-flatene slik at den er innstillbar i forhold til en annen friksjonsflate. Den anordning som er beskrevet i det ovenfor nevnte US-PS 3 858 668 omfatter en slik montering, men dette arrangement angår hovedsakelig oppnåelse av en viss grad av fri aksial bevegelse uten oscillasjon under påvirkningen av store aksialkrefter. Resultatet er at stivheten i elastomeren som benyttes eller slitasjen på grunn av metall mot metall for de styrende komponenter hindrer at vippebevegelse lett kan inntreffe. Det er vanskelig å unngå denne ulempe bare ved å minske stivheten eller friksjonen metall mot metall, fordi det er viktig (også for å minske slitasjen) å hindre at friksjonsringene beveger seg rundt akselens akse i forhold til de øvrige deler i vedkommende enhet. En slik rotasjon kan med-føre forskjellige fenomener som bevirker plutselige støt og rystelser som kan medføre skader og også brudd.
Det er også kjent å benytte kuler for at en aksel skal kunne forskyves fritt i en hylse, mens det hindres innbyrdes rotasjon ved at kulene styres i langsgående spor. Dette hindrer imidlertid vippebevegelse mellom akselen og hylsen. En slik konstruksjon er beskrevet i FR-PS 2 258 104 og GB-PS 2 073 285 .
I henhold til den foreliggende oppfinnelse er det innsett at en anordning som har likhet med slik styrt forskyvning av kuler ikke bare muliggjør vippebevegelse, men også fremmer slik vippebevegelse, og at dette kan oppnås uten noen uvanlig klaring. Muligheten for vippebevegelse til tross for store krefter aksialt og i omkretsretningen oppnås særlig på grunn av at vippebevegelsen bevirker at hver kule beveger seg aksialt langs et spor, hvilket fremmes ved at kulen ruller i sporet. Retningen og størrelsen til slike kulebevegelser er forskjellig for hvert par av utsparinger for kulene.
To utførelsesformer av oppfinnelsen skal i det følgende be-skrives, under henvisning til de vedføyde tegninger.
Fig. 1 viser et aksialsnitt gjennom en halvdel av en første anordning i henhold til oppfinnelsen, etter linjen I-l i fig. 2 . Fig. 2 viser et tverrsnitt gjennom den samme halvdel av anordningen, etter linjen II-II i fig. 1.
Fig. 3 viser i større målestokk området III i fig. 2.
Fig. 4 viser et lengdesnitt gjennom en halvdel av en annen anordning i henhold til oppfinnelsen, etter linjen IV-IV i fig. 5 . Fig. 5 viser et tverrsnitt gjennom en halvdel av den samme anordning som vist i fig. 4, etter linjen V-V i fig. 4.
Fig. 6 viser i større målestokk området VI i fig. 5.
Den første utførelsesform av anordningen i henhold til oppfinnelsen omfatter en første enhet med roterende deler som kan rotere i forhold til et ytre hus 13, og som drives av en aksel 2 om en akse 22, sammen med en annen enhet med ikke-roterende deler, som er forbundet med det ytre hus på en slik måte at de hindres i å rotere om aksen, mens de kan overføre aksiale krefter til det ytre hus.
Den første enhet omfatter flere friksjonsringer 1, anordnet langs akselen, og hver ring er utstyrt med to motsatt rettede friksjonsflater (bare en av disse er vist), som hver kan gli mot den eneste friksjonsflate på en samvirkende friksjonsring 6 som danner en del av den annen enhet. Den annen enhet omfatter også fjærende trykkelementer 17 som trykker mot bak-sidene til friksjonsringene 6, for å drive disse aksialt forover for å opprettholde permanent kraft mot friksjonsringene 1 i den første enhet, samtidig med at det muliggjøres små aksiale bevegelser av friksjonsringene. Trykkelementene 17 trykker også mot rammer 12. I henhold til oppfinnelsen omfatter den annen enhet faststående styrehylser 33 som er festet i forhold til rammen 12 samt bevegelige styrehylser 28 som er bevegelige i forhold til rammene 12 og koaksiale med akselen 2. Hver av de bevegelige styrehylser 28 ligger mot en av friksjonsringene 6. Bevegelige spor 30 og faststående spor 32 forløper aksialt i de mot hverandre vendende flater til de bevegelige og faststående hylser. En kule 31 er anbragt i hvert par av mot hverandre vendende spor.
Kulene har tilstrekkelig klaring til å muliggjøre lett aksial forskyvning av de bevegelige hylser i forhold til de faststående hylser. Selv om klaringen ikke er stor nok til at den bevegelige hylse kan bevege seg i rotasjon rundt akselens akse muliggjør den at den bevegelige hylse lett kan utføre den ovenfor nevnte vippebevegelse.
Stivheten i det aksiale trykkelement er naturligvis slik valgt at den er tilstrekkelig liten til å muliggjøre denne vippebevegelse ved forskjellige deformasjoner langs omkretsen. I det beskrevne eksempel er stivheten valgt slik at den er mindre enn den ville være dersom det bare var nødvendig å muliggjøre de forventede aksiale forskyvninger. Det aksiale trykkelement kan f.eks. være dannet av en stålskive med form som en avkortet kjegle, dvs. en tallerkenfjær.
I de beskrevne eksempel er akselen 2 turbinakselen til en boreanordning for boring i bakken, og det ytre hus 13 er det rørformede huset til turbinen, og rammen 12 som er festet til huset 13 er i form av en ringformet plate som har perforering-er 23 for å muliggjøre at boreslam kan strømme aksialt og drive turbinen.
Selv om friksjonsringene fortrinnsvis er fremstilt i form av sammensatte deler, vil det forstås at de også kan fremstilles i ett med andre deler, f.eks. sammen med akselen 2 eller den bevegelige hylse 28, dersom dette er hensiktsmessig.
Anordningen kan, avhengig av omstendighetene, omfattende følg-ende trekk: Sporene kan omfatte endestoppere for å forenkle anbringelsen av kulene ved monteringen og å hindre at kulene beveger seg ut av sporene.
Vippevinkelen A uttrykt i radianer som ringen 6 utsettes for ved den maksimalt forventede, uønskede vippebevegelse av frik-dsjonsringen 1 bør ikke være for stor. Friksjonsringene er utformet og montert for en slik vinkel som er mindre enn 1/100 radian. Denne verdi kan lett oppnås. Videre er det, i turbodriller av den vanlige type, meget sjelden at krumningen til en brønn overstiger denne verdi.
Som vist i fig. 2 og 3 har sporene halvsirkelformet tverrsnitt.
Avstanden R fra midten av hver kule til aksen for akselen er en funksjon av den nominelle diameter til anordningen, og kan være fra 15 til 200 mm. Kulene har en radial klaring på 0,05 til 0,2 mm, og klaringen i omkretsretningen er fra 0,05 til 0,2 mm når det ikke skjer noen vippebevegelse eller tilføres noen kraft.
Fjæren 17 komprimeres mellom baksiden av den bevegelige hylse 28 og rammen 12.
Bevegelse av kulene 31 i sporene 30 begrenses av fremre og bakre stoppere. Under montering muliggjør dette at kulene først kan føres radialt inn i de bevegelige spor mens den bevegelige hylse fremdeles bare delvis ligger aksialt mot den fremre ende av den faststående hylse 33. Kulene kan beveges aksialt bakover inne i både de faststående og de bevegelige spor inntil de kommer til enden av de bevegelige spor, og deretter kan den bevegelige hylse skyves aksialt på plass inntil den bevirker at fjæren 17 kommer til anlegg mot rammen 12. Hvilket tilsvarer bruksstillingen til anordningen når den ikke utsettes for noen aksialkraft. Kulene kan bevege seg fritt inne i sporene inntil de kommer til endestopperne.
Det benyttes et mykt, fjærende fylimaterial PR, for det første for å danne den ovenfor nevnte sentreringsanordning for fjærende sentrering av kulen, og for det annet for å beskytte det mekaniske system som omfatter kulene mot det omgivende, agressive medium.
For å muliggjøre deformasjon av dette materiale er det dannet kompensasjonsåpninger OC gjennom baksiden av den faststående hylse 33.
Etter at kulene 31 er bragt på plass, fylles det indre rom i styrehylsen med en væske, som deretter helles ut og etterlater et adhesjons-fremmende belegg på veggene i rommet. Væsken velges naturligvis slik at den er kompatibel med de materialer som benyttes.
Væsken kan alternativt på forhånd anbringes på de deler som danner mekanismen (f.eks. ved å sprøytes eller pensles), slik at det muliggjøres nødvendig tørking.
Den ovenfor nevnte fylleoperasjon utføres deretter. For å ut-føre denne lukkes kompensasjonsåpningene OC, og aksen 22 anbringes vertikalt, med utløpsåpningene rettet oppover, og kulene 31 beveger seg på grunn av tyngdekraften til de nedre ender av sporene 30, idet de bevegelige hylser befinner seg øverst i sine bevegelsesbaner og ligger inntil skivene 17.
Den opprinnelig lettflytende væske helles inn i utløpsåpning-ene OS inntil disse er fylt. Bobler kan fjernes fra væsken ved vakuumpumping, hvoretter det på nytt opprettes atmosfære-
trykk.
Det fjærende fyllmateriale polymeriserer deretter ved omgiv-elsestemperatur A eller ved en høyere temperatur for at opera-sjonen skal skje hurtigere). Det polymeriserte material er i figurene betegnet med PR.
I motsetning til hva som kunne fryktes viser erfaring at det fjærende material ikke hindrer funksjoneringen av systemet. Nærmere bestemt ser det ut til at i begynnelsen av bruken av systemet brytes flere kjemiske forbindelser inne i materialet i de soner der kulene 31 beveger seg i kontakt med sidene av sporene 30 og 32, og der det er høye spenninger (f.eks. større enn 100 N/mm 2). Fyllmaterialet oppfører seg derved nærmest som en væske, mens det i alle andre soner inne i det beskyttende hylser forblir materialet et sammenhengende, fast material.
I tillegg til at materialet ikke hindrer funksjoneringen til systemet bidrar det direkte til funksjoneringen. Det utgjør et sentreringsmiddel for å holde kulene 31 i et bestemt plan, dvs. i stillinger fordelt rundt en sirkel som er koaksial med den faste og bevegelige hylse når hylsene er koaksiale. Dette er utgangsstillingen som den bevegelige hylse kan utføre vippebevegelse fra om hvilken som helst akse.
Videre muliggjøres variasjonene i volumet til materialet PR inne i hylseret 33 på grunn av bevegelsene til de arbeidende deler av elastisk deformasjon av materiale som er støpt gjennom kompensasjonsåpningene OC, uten at materialet brister eller løsner fra metallveggene.
Generelt bør fyllmaterialet i det minste oppfylle de følgende betingelser: 1) materialet bør feste seg utmerket til veggmaterialet (f.eks. metall) i det beskyttende hylster og i koblingsdelen, og hvis mulig bør adhesjonen være i det minste like sterk som den indre styrke (mot skjærkrefter eller strekk) i selve mat-2
erialet, dvs. omtrent 3 til 30 N/mm (for strekk), og
2) fordi materialet vil utsettes for indre spenninger og for-lengelser på grunn av bevegelsene i systemet, bør materialet kunne tilpasse seg disse indre bevegelser ved at det har høy mekanisk styrke, f.eks. mellom 20 og 200 N/cm, og bør kunne tåle meget stor forlengelse (f.eks. 150 til 700%).
Det indre mekaniske arbeid som utføres av materialet vil danne varme som materialet må kunne lede bort. Den termiske led-ningsevne må derfor være så høy som mulig, f.eks. 0,23
W/m°K, og generelt høyere enn 0,1 W/m°K.
Bevegelsene i det mekaniske system deformerer fyllmaterialet og bevirker således motsatt rettede krefter. Disse krefter bør være så små som mulig, hvilket oppnås ved en lav elasti-sitets modul, fortrinnsvis i området 0,5 til 20 N/mm 2. Materialet kan velges blant de spesielle klorsilaner eller siloksaner som selges av det franske firma Rhone Poulenc under varebetegnelsen Rhodorsil EVF.
Derimot er, til tross for at de har passende egenskaper med hensyn til mekanisk styrke og adhesjon naturgummi og kunstige elastomerer slik som polybutadien vanskeligere å bruke, og kan kreve meget kostbart utstyr for å anbringes.
I en annen anordning i henhold til oppfinnelsen, vist i fig. 4, 5 og 6, benyttes ikke et fyllmaterial slik som PR for å føre kulene tilbake til opprinnelig stilling. Kulene 31 sen-treres ved at de bevegelige spor 30 erstattes av hovedsakelig halvkuleformede kapsler 30C dannet i ytterflaten av den bevegelige hylse 22. Kulene kan fritt rotere i kapslene mens de beveges langs de faststående spor 32.
Det skal nevnes at i en matematisk idealisert modell uten klaring kan det ikke finne sted noen vippebevegelse. I prak-sis er en klaring på 2^um tilstrekkelig. Dette er en meget mindre klaring enn det som vanligvis kan oppnås. For den foreliggende oppfinnelse foretrekkes en klaring i området 0,02 til 0,2 mm.
Claims (9)
1. Oscillerende friksjonsring-anordning for å utøve aksialkraft mot en aksel, omfattende en første enhet med roterende deler som kan rotere i forhold til et ytre hus og som drives av en aksel som kan rotere om en akse, hvilken akse bestemmer en aksialretning, idet den første enhet er egnet for å over-føre aksialkrefter til akselen, samt en annen enhet som omfatter ikke-roterende deler som er forbundet med det ytre hus på en slik måte at de ikke-roterende deler hindres i å rotere om den nevnte akse mens det muliggjøres at delene kan overføre aksialkrefter til det ytre hus, idet den første og annen enhet samvirker med hverandre for å hindre stor aksial bevegelse av akselen i forhold til huset, mens det muliggjøres at akselen kan rotere i forhold til huset, og den første og annen enhet omfatter hver en friksjonsring som har en plan friksjonsflate som ligger i et plan som hovedsakelig er vinkelrett på den nevnte akse, mens hver friksjonsflate er i form av en sirkel-formet ringflate som befinner seg koaksialt rundt akselen og er laget av hardt material, og friksjonsf1aten i hver enhet er plassert slik at den ligger mot friksjonsflaten i den annen enhet, idet hver friksjonsring i den annen enhet bare omfatter en friksjonsflate på en aksial endeflate av friksjonsringen som utgjøre en fremre endeflate, idet den aksialt motsatte endeflate på friksjonsringen utgjør en bakre endeflate, og friksjonsringen i den annen enhet er montert for samvirke med et fjærende trykkelement som ligger mot den bakre endeflate på ringen for å trykke denne aksialt forover til kontinuerlig anlegg mot friksjonsringen i den første enhet, slik at det muliggjøres små aksiale bevegelser av friksjonsringene i forhold til det ytre hus, og en ramme danner et bakre anlegg for det fjærende trykkelement, og det er anordnet midler for å hindre at friksjonsringen i den annen enhet roterer om aksen til akselen i forhold til rammen, og for å styre den aksiale bevegelse av friksjonsringen,
karakterisert ved at den annen enhet omfatter en bevegelig styrehylse som kan beveges i forhold til rammen og er koaksial med akselen, idet friksjonsringen i den annen enhet er fast forbundet med hylsen, samt en faststående styrehylse som er festet i forhold til rammen og er koaksial samt danner en aksial forlengelse av den bevegelige hylse, idet det er anordnet radial klaring mellom paret av hylser for å muliggjøre at den bevegelige ring kan utføre en viss vippebevegelse om en akse som er vinkelrett på aksen til akselen, og som krysser akselen innenfor den aksiale utstrek-ning av hylsene og kan rotere om akselen, idet slik vippebevegelse særlig kan skyldes at flaten til friksjonsringen i det første enhet er ute av stilling, slik at permanent aksialkraft mellom paret av friksjonsringer overfører en varierende kraft til friksjonsringen i den annen enhet, og paret av hylser omfatter flere par utsparinger for kuler i de flater som vender mot hverandre, idet i det minste en av utsparingene i hvert par er i form av et aksialt spor, og en kule er anbragt i hvert av parene av utsparinger, med tilstrekkelig klaring til å muliggjøre lett aksial forskyvning av den bevegelige hylse i forhold til den faststående hylse ved hjelp av kulene som ruller langs veggene i sporene, idet klaringen er tilstrekkelig liten til å hindre vinkelbevegelse av den bevegelige hylse i forhold til den faststående hylse om aksen til akselen, for derved å danne de nevnte midler for å hindre at friksjonsringen i den annen enhet roterer, samtidig med at det letter den eventuelle vippebevegelse av den bevegelige hylse i forhold til den faststående hylse, og midler for sentrering av kulene er anordnet for å bevirke at kulene er anbragt rundt en sirkel som er koaksial med både den bevegelige og den faststående hylse når hylsene er koaksiale, slik at det mulig-gjøres at den bevegelige hylse kan utføre vippebevegelser om hvilke som helst vippeakser ved hjelp av bevegelse av kulene i utsparingene.
2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at hver utsparing for kuler består av et spor som er åpent mot et annet spor, idet midlene for sentrering er dannet av et mykt og fjærende fyll material som fyller sporene.
3. Anordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at sporene i den bevegelige hylse har endestoppere for å hindre at kulene kan bevege seg aksialt ut av sporene.
4. Anordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at det aksiale trykkelement er komprimert mellom rammen og en bakre flate på den bevegelige hylse, og at bevegelse forover og bakovre av kulene begrenses av fremre og bakre stoppere i sporene i den bevegelige hylse, slik at anordningen kan monteres ved hjelp av de følgende trinn:
den bevegelige hylse bringes til delvis kontakt aksialt med den faststående hylse, med de bakre stoppere tilkoblet og de fremre stoppere frakoblet,
kulene anbringes radialt i sporene til den bevegelige hylse,
kulene forskyves aksialt langs sporene til anlegg mot den faststående hylse inntil de kommer til de bakre stoppere, og
den bevegelige hylse skyves aksialt til anlegg mot den faststående hylse mot det fjærende trykkelement, inntil den bevegelige hylse kommer til sin bruksstilling.
5. Anordning som angitt i krav 4, karakterisert ved at den faststående hylse omgir den bevegelige hylse, og at rammen er festet til det ytre hus, for derved å forenkle montering av anordningen rundt akselen før det ytre hus anbringes på plass.
6. Anordning som angitt i krav 4, karakterisert ved at den bevegelige hylse og det fjærende trykkelement er hovedsakelig symmetriske rundt akselens akse.
7. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at akselen er turbinakselen til en boreanordning for boring i bakken, idet de ytre hus er det rørformede hus til turbinen, og rammen som er festet til det ytre hus er i form av en ringformet plate som har per-foreringer for å muliggjøre aksial strøming av boreslam som utgjør drivmedium for turbinen.
8. Anordning som angitt i krav 1,
' karakterisert ved at en av utsparingene for
kulene i hvert par av utsparinger er i form av en hovedsakelig halvkuleformet kapsel, i hvilken kulen kan rotere for å rulle langs det spor som danner den annen utsparing for kulene i et par, idet settene av kapsler er anordnet rundt en sirkel som er koaksial med hylsen som kapslene er utformet i, idet kapslene utgjør midlene for sentrering.
9. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at friksjonsringene er utformet og montert på en slik måte at den eventuelle vippevin-kel som friksjonsringen i den annen enhet utsettes for ved den maksimalt forventede feil i anbringelsen av friksjonsringen i den første enhet er mindre enn 1/100 radian, slik at den maksimale reduksjon av den radiale klaring mellom de mot hverandre vendende spor for kulene begrenses når det bevegelige hylse er vippet i den nevnte vinkel.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8310569A FR2547877B1 (fr) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | Dispositif a anneau de frottement oscillant pour l'appui axial d'un arbre |
FR8312808A FR2550301B1 (fr) | 1983-08-03 | 1983-08-03 | Procede de protection d'un systeme mecanique a mouvements limites contre un milieu agressif |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO842565L true NO842565L (no) | 1984-12-28 |
Family
ID=26223502
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO842565A NO842565L (no) | 1983-06-27 | 1984-06-25 | Oscillerende friksjonsring-anordning for aa utoeve aksilakraft mot en aksel. |
NO842566A NO842566L (no) | 1983-06-27 | 1984-06-25 | Fremgangsmaate for aa beskytte et mekanisk system med begrensede bevegelser mot et agressivt miljoe |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO842566A NO842566L (no) | 1983-06-27 | 1984-06-25 | Fremgangsmaate for aa beskytte et mekanisk system med begrensede bevegelser mot et agressivt miljoe |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US4554983A (no) |
EP (2) | EP0129861B1 (no) |
BR (2) | BR8403120A (no) |
CA (1) | CA1237588A (no) |
DD (2) | DD222079A5 (no) |
DE (2) | DE3468474D1 (no) |
NO (2) | NO842565L (no) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6485181B2 (en) | 2001-01-17 | 2002-11-26 | Delaware Capital Formation, Inc. | Thrust bearing assembly |
CN104006088B (zh) * | 2014-06-04 | 2016-05-25 | 杭州前进联轴器有限公司 | 一种主动散热式高弹性联轴器 |
US9856910B2 (en) | 2015-11-30 | 2018-01-02 | Roller Bearing Company Of America, Inc. | Self-lubricated thrust bearing for a hinged aircraft wing |
Family Cites Families (37)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US30257A (en) * | 1860-10-02 | Inkstand | ||
US2456496A (en) * | 1942-04-15 | 1948-12-14 | Westinghouse Electric Corp | Lubricants |
US2795398A (en) * | 1954-03-25 | 1957-06-11 | Exxon Research Engineering Co | Shock absorbing drill collar |
FR1171813A (fr) * | 1957-04-20 | 1959-01-30 | Hydromecanique & Frottement | Palier de butée pour machines non lubrifiables |
FR1262511A (fr) * | 1959-08-12 | 1961-05-26 | Sulzer Ag | Dispositif de garniture étanche d'arbre |
GB981980A (en) * | 1963-09-20 | 1965-02-03 | Crane Ltd | Stuffing box arrangement |
US3368928A (en) * | 1964-07-06 | 1968-02-13 | Stauffer Chemical Co | Primer composition and method of bonding silicone rubber to a metal surface susceptible to sulfide formation |
FR1402270A (fr) * | 1964-07-07 | 1965-06-11 | Dispositif de joint entre des organes tournants | |
FR1410608A (fr) * | 1964-10-03 | 1965-09-10 | Birfield Eng Ltd | Perfectionnements aux joints universels |
US3366514A (en) * | 1964-11-09 | 1968-01-30 | Stauffer Chemical Co | Metal surface treatment |
US3323326A (en) * | 1965-08-02 | 1967-06-06 | John A Vertson | Well drilling shock absorber |
FR1473297A (fr) * | 1966-01-25 | 1967-03-17 | Coussinets Ste Indle | Nouvelles compositions anti-friction et procédé d'application |
US3505099A (en) * | 1968-01-02 | 1970-04-07 | Stauffer Wacker Silicone Corp | Method for bonding room temperature curable silicone rubber to various substrates |
FR2043893A5 (no) * | 1969-05-05 | 1971-02-19 | Alsthom | |
US3623782A (en) * | 1970-03-30 | 1971-11-30 | Toyo Bearing Mfg Co | Device for preventing spin of outer race in bearing unit |
US3649093A (en) * | 1970-08-10 | 1972-03-14 | Gen Motors Corp | Antifriction bearing with a dual control separator |
FR2110529A5 (no) * | 1970-10-13 | 1972-06-02 | Alsthom | |
FR2157206A5 (no) * | 1971-10-15 | 1973-06-01 | Alsthom | |
FR2167265A5 (no) * | 1972-01-11 | 1973-08-24 | Pitner Alfred | |
FR2258104A5 (en) * | 1973-12-21 | 1975-08-08 | Magnetic Seal Corp | Sliding and rotating shaft seal - has one portion comprising two sleeves telescoping together with guide balls in grooves |
US4111499A (en) * | 1975-03-31 | 1978-09-05 | The Heim Universal Corporation | Bearing assembly and liner |
CA1061823A (en) * | 1975-06-30 | 1979-09-04 | Robert W. Hill | Method of sealing the ends of an elastomeric roll |
JPS5388055A (en) * | 1977-01-13 | 1978-08-03 | Toray Silicone Co Ltd | Silicone rubber composition for shaft sealing |
US4223963A (en) * | 1977-08-01 | 1980-09-23 | Glodin Jury N | Antifriction bearing, method of making same and antifriction material for performing this method |
US4095803A (en) * | 1977-08-23 | 1978-06-20 | Cummins Engine Company, Inc. | Keyway oil seal assembly |
SU943385A1 (ru) * | 1978-01-09 | 1982-07-15 | Пермский Филиал Всесоюзного Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательского Института Буровой Техники | Редуктор забойного двигател |
GB2012378A (en) * | 1978-01-12 | 1979-07-25 | Borg Warner | Mechanical Seals |
FR2433130A1 (fr) * | 1978-08-11 | 1980-03-07 | Petroles Cie Francaise | Dispositif antifriction, notamment pour turbine, et procede de realisation |
DE2916347C3 (de) * | 1979-04-23 | 1981-12-03 | Christensen, Inc., 84114 Salt Lake City, Utah | Lagerstuhl für Direktantriebe von Tiefbohrmeißeln o.dgl. in einem Bohrloch arbeitenden Werkzeugen oder Geräten |
US4261425A (en) * | 1979-08-06 | 1981-04-14 | Bodine Albert G | Mechanically nutating drill driven by orbiting mass oscillator |
US4257245A (en) * | 1979-09-13 | 1981-03-24 | Well Control, Inc. | Compression shock absorber device |
CA1101832A (en) * | 1979-09-24 | 1981-05-26 | Delta Oil Tools Ltd. | Shock absorbing apparatus for drill string |
US4268237A (en) * | 1980-03-26 | 1981-05-19 | Hawo B.V. | Apparatus for manufacturing a tubular body provided with a sealing ring |
DE3012779C2 (de) * | 1980-04-02 | 1982-11-25 | Zahnradfabrik Friedrichshafen Ag, 7990 Friedrichshafen | Bohrmeißel-Direktantriebe |
US4320929A (en) * | 1980-08-20 | 1982-03-23 | Oncor Corporation | Sealed bearing system for hydraulically operated devices |
US4392695A (en) * | 1981-08-10 | 1983-07-12 | Miller Manufacturing Company | Bearing |
DE3233980C1 (de) * | 1982-09-14 | 1983-09-29 | Christensen, Inc., 84115 Salt Lake City, Utah | Direktantrieb fuer Tiefbohrmeissel nach dem Moineau-Verdraengungsprinzip |
-
1984
- 1984-06-22 DE DE8484107148T patent/DE3468474D1/de not_active Expired
- 1984-06-22 EP EP84107147A patent/EP0129861B1/fr not_active Expired
- 1984-06-22 DE DE8484107147T patent/DE3463807D1/de not_active Expired
- 1984-06-22 EP EP84107148A patent/EP0130494B1/fr not_active Expired
- 1984-06-25 DD DD84264510A patent/DD222079A5/de unknown
- 1984-06-25 NO NO842565A patent/NO842565L/no unknown
- 1984-06-25 NO NO842566A patent/NO842566L/no unknown
- 1984-06-25 DD DD84264509A patent/DD222078A5/de unknown
- 1984-06-26 CA CA000457485A patent/CA1237588A/fr not_active Expired
- 1984-06-26 BR BR8403120A patent/BR8403120A/pt unknown
- 1984-06-26 BR BR8403121A patent/BR8403121A/pt unknown
- 1984-06-27 US US06/625,157 patent/US4554983A/en not_active Expired - Fee Related
-
1987
- 1987-11-09 US US07/119,271 patent/US4830520A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4554983A (en) | 1985-11-26 |
EP0130494B1 (fr) | 1988-01-07 |
CA1237588A (fr) | 1988-06-07 |
EP0130494A1 (fr) | 1985-01-09 |
NO842566L (no) | 1984-12-28 |
BR8403120A (pt) | 1985-06-04 |
EP0129861A1 (fr) | 1985-01-02 |
DE3463807D1 (en) | 1987-06-25 |
EP0129861B1 (fr) | 1987-05-20 |
BR8403121A (pt) | 1985-06-04 |
DE3468474D1 (en) | 1988-02-11 |
DD222078A5 (de) | 1985-05-08 |
US4830520A (en) | 1989-05-16 |
DD222079A5 (de) | 1985-05-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
BE1012191A5 (fr) | Couronne de trepan pivotante/inclinable pour forages dans le sol. | |
EP0083987B1 (en) | Tilting pad thrust bearing | |
US5842701A (en) | Dual functioning seal for rock bits | |
US4335791A (en) | Pressure compensator and lubricating reservoir with improved response to substantial pressure changes and adverse environment | |
US5120195A (en) | Clevis joint capable of accommodating substantial pivotal motion between its joined members and loading along its axis | |
US20090283332A1 (en) | Conformal bearing for rock drill bit | |
US4629338A (en) | Seal and bearing apparatus for bits | |
EP2079897A1 (en) | Bearing insert sleeve for roller cone bit | |
MXPA04002228A (es) | Dispositivo de transmision continuamente variable, mejorado. | |
GB2283287A (en) | Combination sliding bearing | |
US5402858A (en) | O-ring seal for rock bit bearings | |
GB2355743A (en) | Rotary cone rock bit including journal seal having multiple projecting dynamic seal surface elements | |
US4909641A (en) | Bearing with expanded load zone | |
JP2010540805A (ja) | トンネルボーリングマシン用の回転カッター | |
CN110067713A (zh) | 一种串联式轴向柱塞泵 | |
CA1202954A (en) | Compressible pressure compensator within closed lubricant volume of an earth boring apparatus | |
NO842565L (no) | Oscillerende friksjonsring-anordning for aa utoeve aksilakraft mot en aksel. | |
US5399024A (en) | Face seal with hydrodynamic thrust pads | |
US7384104B2 (en) | Oscillating disc cutter with speed controlling bearings | |
DK156016B (da) | Boejelig kobling | |
JPH065116B2 (ja) | ジンバル・ジョイント装置のためのピボット・ピン構造 | |
CA2961533C (en) | A torsional vibration damper | |
US3527511A (en) | Seals between rotating parts | |
KR101945277B1 (ko) | 더블 틸팅 패드를 가진 저어널베어링과 이를 이용한 축지지장치 | |
JP2554029B2 (ja) | すべり軸受 |