RU1794207C - Гибкий вал - Google Patents

Abstract

Использование: машиностроение. Сущность изобретени : гибкий вал содержит цепь передающих вращение силовых элементов , соединенных гибким тросом, пропущенным через центральные отверсти  силовых элементов. Один конец троса жестко соединен с конечным силовым элементом , а другой - через регулировочную пружину. Силовые элементы выполнены в виде цилиндров, на взаимодействующих торцах которых имеютс  конические зубь . Бокова  поверхность силовых элементов выполнена в виде выпуклого цилиндра второго пор дка. Высоту силового цилиндра определ ют по предложенной зависимости. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к машиностроению , в частности к конструкци м гибких валов .

Известны гибкие валы, содержащие цепь шарнирно св занных звеньев типа муфт Гука-Кардана. Недостатком этих валов  вл етс  сложность конструкции и невысока  нагрузочна  способность.

Известен гибкий вал, содержащий соединенную посредством шарниров и ст жек цепь звеньев, взаимодействующих между собой зубчатыми секторами, выполненными на торцах звеньев во взаимно перпендикул рных плоскост х, причем ст жки располо- жены в обхват звеньев параллельно секторам и св заны шарнирами со звень ми в точках геометрических центров секторов .

Недостатком этого вала  вл етс  сложность конструкции и невозможность передачи через вал осевой нагрузки.

Известен гибкий вал, содержащий цепь шарнирных элементов, соединенных гибким валом, выполненным в виде троса, один конец которого заделан непосредственно в тело соответствующей части вала, а другой через регулировочную пружину.

Основным недостатком известного вала, кроме сложности конструкции,  вл етс  его плоха  гибкость, что ограничивает его применение , например, в устройствах сверл щего типа дл  вскрыти  пласта в скважинах, обсаженных колонной, где гибкий вал должен изгибатьс  на угол до 90° в неограниченных габаритах цилиндрического корпуса устройства, диаметр которого ограничиваетс  внутренним диаметром обсадной колонны , спущенной в скважину. Это обусловлено тем, что шарнирное соединение элементов известного вала обеспечивает их взаимный поворот лишь в одной плоскости, перпендикул рной продольной

00

с

vj О К О

VJ

CJ

оси шарнира, вследствие чего значительно увеличиваетс  радиус изгиба. Кроме того, известный вал не может обеспечить сохранение направлени  и пр молинейности высверливаемого отверсти  при передаче через вал осевой нагрузки и крут щего момента на режущий инструмент, что обусловлено возможностью неориентированного изгиба элементов вала относительно друг друга благодар  шарнирным соединени м.

Целью изобретени   вл етс  расширение эксплуатационных возможностей гибкого вала.

Гибкий вал содержит цепь передающих вращение силовых элементов, соединенных гибким тросом, пропущенным через центральные отверсти  силовых элементов, с возможностью взаимодействи  между собой и изгиба относительно продольной оси вала, один конец троса жестко соединен с конечным силовым элементом, а другой - через регулировочную пружину, кроме того, силовые элементы выполнены в виде цилиндров , на взаимодействующих торцах которых выполнены конические зубь , бокова  поверхность силовых элементов выполнена в виде выпуклого цилиндра второго пор дка , а высоту силового цилиндра определ ют по зависимости.

Н 2R cos 5 ,

где R - радиус кривизны изгиба гибкого вала по центральной оси; д -угол делительного конуса конических зубьев.

На фиг,1 показан общий вид гибкого вала в разрезе.

Гибкий вал содержит цепь силовых элементов , состо щих из ведомого конечного элемента 1, элементов 2 - 5, ведущего элемента 6 и конечного элемента 7, соединенных гибким тросом 8, жестко заделанным в элементы 1 и 7. Передача вращени  и осевой нагрузки на ведущий элемент 6 от приводного вала (не показан) осуществл етс  муфтой 9 посредством шпоночного соединени  10, Поджим силовых элементов между собой и регулировка усили  поджати  осуществл етс  гайкой 11 и пружиной 12, дл  опоры которой в муфте 9 установлена разрезна  шайба 13, Криволинейный уча- . сток гибкого вала размещен в направл ющем желобе 14, соединенном с корпусом 15 устройства дл  сверлени  отверстий в скважине . С этой целью с конечным элементом 1 соединена режуща  головка 16. На торцах силовых элементов гибкого вала выполнены конические зубь  17, благодар  зацеплению которых через вал передаетс  вращение.

Бокова  поверхность силовых элементов выполнена в виде выпуклого цилиндра второго пор дка 18, т.е. бочкообразной.

Длина пр молинейного участка 1(фиг.2)

5 гибкого вала, расположенного над криволинейным направл ющим желобом 14, должна быть не менее предполагаемой глубины сверлени  отверсти  в стенке скважины (не показана).

Гибкий вал работает следующим образом .

При сборке вал без муфты 9, гайки 11, пружины 12 и шайбы 13, соединенный с режущей головкой 16, вставл етс  внаправ5 л ющий желоб 14 снаружи корпуса 15. После выхода из желоба 14 элемента 6 его соедин ют с муфтой 9, в которую под элемент 11 устанавливают разрезную шайбу 13. Головку 16 устанавливают в корпус 15, в

0 муфту 9 на элемент 7 устанавливают пружину 12 и поджимают ее гайкой 11. ст гива  силовые элементы вала на тросе 8 в положении , показанном на чертеже. Муфта 9 соедин етс  с приводным валом (не показан) и

5 через нее на гибкий вал передаетс  вращение и осева  нагрузка. При этом вращение от муфты 9 передаетс  через шпонку 10 на ведущий элемент 6, от которого через цепь силовых элементов 5, 4, 3, 2 и 1, на взаимо0 действующих торцах которых выполнены конические зубь  17, крут щий момент передаетс  на режущую головку 16. Осева  нагрузка от муфты передаетс  непосредственно на элемент 6, от которого через цепь

5 элементов 5, 4, 3, 2 и 1, взаимодействующих между собой коническими зубь ми 17, осуществл етс  подача головки 16. По мере углублени  головки 16 в стенку скважины (не показана) силовые элементы 2 и 3 и после0 дующие будут выходить из направл ющего желоба 14, а на их место в желоб 14 будут , перемещатьс  силовые элементы 4, 5 и последующие , расположенные на длине L пр молинейного участка вала над желобом 14.

5 При этом у силовых элементов 2 и 3, взаимодействующих между собой коническими зубь ми 17 как конические колеса, изменитс  характер зацеплени . По мере выхода из криволинейного направл ющего

0 желоба 14 межосевой угол передачи будет стремитьс  к 180°, продольные оси элементов 2 и 3 совпадут и конические зубь  17 будут взаимодействовать между собой все одновременно как кулачкова  сцепна  муф5 та. Одновременно с этим элементы 4 и 5, все конические зубь  17 которых находились в зацеплении, при входе в криволинейный направл ющий желоб 14 измен т характер своего взаимодействи  и будут находитс  в зацеплении как конические колеса. Благодар  ст гиванию элементов тросом 8 и пружиной 12, а также одновременным зацеплением конических зубьев 17 на участках вала перед и после желоба 14 будет сохран тьс  пр молинейность оси, чем обеспечиваетс  сохранение направлени  и пр молинейности высверливаемого отверсти . Желоб 14 и выполнение соотношени 

H 2R.cos 5

обеспечивают ориентирование вала и выбор конструктивных параметров, при которых изогнутый участок вала может разместитьс  внутри корпуса 15..15

Claims (1)

1. Формула изобретени  Гибкий вал, содержащий цепь передающих вращение силовых элементов, соеди- ненных гибким тросом, пропущенным через центральные отверсти  силовых элементов, с возможностью взаимодействи  между собой и изгиба относительно продольной оси вала, один конец троса жестко соединен с конечным силовым элементом, а другой - через регулировочную пружину, отличаю- щ и и с   тем, что, с целью расширени  эксплуатационных возможностей, силовые элементы выполнены в виде цилиндров, на взаимодействующих торцах которых выпол

   Выполнение боковой поверхности силовых элементов в виде выпуклого цилиндра второго пор дка 18 обеспечивает снижение энергетических затрат на трение и возможность размещени  в желобе элементов .Применение за вл емого гибкого вала обеспечивает расширение его эксплуатационных возможностей, благодар  тому, что

   через вал можно передавать осевую нагрузку и, следовательно, использовать в устройствах сверл щего типа;

   конструктивные параметры валЈ можно минимизировать в соответствии с соотношением . cos д , что позвол ет разместить вал в ограниченных габаритах.

   нены конические зубь , бокова  поверхность силовых элементов выполнена в виде выпуклого цилиндра второго пор дка, а высоту силового цилиндра определ ют по зависимости

   Н 2R . cos д ,

   где R - радиус кривизны изгиба гибкого вала по центральной оси;

   д - угол делительного конуса конических зубьев.

   Фиё:2