RU225424U1 - Компенсирующая муфта - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к муфтам, компенсирующим несоосность, осевое и угловое смещение ведущего вала синхронного электродвигателя на постоянных магнитах (СДПМ) и ведомого вала редуктора станка качалки (СК), входящих в состав наземного привода скважинных штанговых насосов (ШСН) при передаче крутящего момента между ними и может быть использована при эксплуатации нефтяных скважин, в машиностроении для нефтяной промышленности. Компенсация осевого смещения вала редуктора достигается благодаря свободному перемещению компенсационного кольца в осевом направлении по пазам обеих полумуфт. Компенсация радиального и углового смещений вала редуктора достигается благодаря имеющимся радиальным зазорам между составными элементами муфты и скругленным сопрягаемым поверхностям компенсационного кольца. Технический результат полезной модели – расширение арсенала компенсирующих муфт.

Description

Полезная модель относится к муфтам, компенсирующим несоосность, осевое и угловое смещение ведущего вала синхронного электродвигателя на постоянных магнитах (СДПМ) и ведомого вала редуктора станка качалки (СК), входящих в состав наземного привода скважинных штанговых насосов (ШСН) при передаче крутящего момента между ними и может быть использована при эксплуатации нефтяных скважин, в машиностроении для нефтяной промышленности.

Из патента RU №2054587C1 [МПК F16D3/00, 25.06.1992] известна соединительная муфта, содержащая две соосно расположенные полумуфты, связанные посредством соединяющих элементов, при этом в первой полумуфте выполнено не менее двух отверстий, а по второй полумуфте оппозитно упомянутым отверстиям выполнены прямоугольные пазы, при этом каждый соединяющий элемент установлен в соответствующем отверстии первой полумуфты и один его конец жестко закреплен на первой полумуфте, а другой конец выполнен квадратным в сечении и свободно размещен в соответствующем прямоугольном пазу второй полумуфты.

Из патента SU 177241 А1 [ МПК F16D3/18, 28.12.1965], известна зубчатая муфта с промежуточной втулкой, прототип, содержащая ведомую втулку с наружными зубьями, промежуточную втулку, передвигающуюся в осевом направлении, и ведущую втулку с внутренними зубьями, в которой с целью обеспечения более плавного включения ведущей и ведомой частей муфты при любом взаимном расположении зубьев, промежуточная втулка выполнена с наружными и внутренними зубцами и встроена в ведущую втулку, которая снабжена направляющими каналами с криволинейными профилями, а в выточках венца промежуточной втулки установлены перемещаемые по направляющим каналам стаканы с пружинами, фиксирующими угловое положение промежуточной втулки, осуществляя ее поворот для сцепления с зубьями ведомой втулки.

Общими существенными признаками прототипа с заявляемым устройством является наличие соосно расположенных полумуфт, связанных посредством компенсационного элемента, при этом компенсационный элемент имеет выступы, расположенные напротив пазов ведущей и ведомой полумуфт.

К достоинствам муфты-прототипа следует отнести возможность обеспечения смещения осей ведущего и ведомого валов, к недостаткам – невозможность ее размещения в ограниченном пространстве между корпусом редуктора и вращающимся кривошипом станка-качалки.

Задачей полезной модели является создание муфты для передачи вращающего момента от электродвигателя на постоянных магнитах на редуктор станка-качалки, компенсирующей осевой люфт ведомого вала редуктора, с габаритными размерами, позволяющими разместить ее в ограниченном кривошипом пространстве станка качалки.

Технический результат полезной модели – создание компактной компенсирующей муфты для станка качалки.

Технический результат достигается тем, что в компенсирующей муфте, содержащей две полумуфты, связанные посредством компенсационного элемента, при этом на внутренней цилиндрической поверхности ведущей полумуфты выполнены два паза, и на внешней цилиндрической поверхности ведомой полумуфты выполнены два паза, а компенсационный элемент выполнен в виде соосного полумуфтам цилиндрического кольца, на внешней и внутренней поверхностях которого имеется по два выступа, расположенных напротив пазов ведущей и ведомой полумуфт соответственно, при этом, компенсационный элемент имеет возможность свободного перемещения в осевом направлении вдоль пазов обеих полумуфт, а также выполнен с возможностью компенсации радиального и углового смещений вала редуктора за счет наличия зазоров между компенсационным элементом и полумуфтой, при этом продольное сечение выступов компенсационного элемента выполнено в виде сегмента круга.

Целесообразно в компенсирующей муфте выполнить поперечное сечение пазов полумуфт и выступов компенсационного элемента прямоугольным, плоскости, на которых расположены оси выступов компенсационного элемента, развернуть вокруг продольной оси муфты на 90 градусов друг относительно друга, а компенсирующую муфту дополнительно снабдить защищающими от загрязнений трущиеся поверхности муфты крышкой, расположенной за ведущей полумуфтой со стороны вала электродвигателя, кожухом и манжетой, расположенными за ведомой полумуфтой со стороны редуктора.

Заявляемая полезная модель поясняется рисунками.

На фиг.1 представлен продольный разрез компенсирующей муфты. Цифрами обозначены: 1 – вал электродвигателя; 2 – редуктор; 3 – кривошип станка-качалки; 4 – ведущая полумуфта; 5 – компенсационное кольцо; 6 – ведомая полумуфта; 7 – втулка дистанционная; 8 – крышка; 9 – шпонка вала; 10 – вал редуктора; 11 – манжета; 12 – винт; 13 – кожух; 14 – стопорная шайба.

На Фиг.2. представлен продольный разрез компенсирующей муфты: а) при осевом смещении в ситуации сдвига вала по направлению к редуктору; б) при угловом смещении осей валов.

На Фиг.3. заявляемая муфта показана в разобранном виде в проекции под углом 3/4.

Компенсирующая муфта работает следующим образом: крутящий момент от вала электродвигателя 1 (фиг.1) передается на ведущую полумуфту 4 через две торцевые шпонки (на рис. не показано). Под действием крутящего момента ведущая полумуфта 4 проворачивается относительно компенсационного кольца 5. Выполненные в ведущей полумуфте 4 пазы перемещаются и передают крутящий момент на внешние выступы компенсационного кольца 5, которое в свою очередь проворачиваясь через внутренние выступы передает крутящий момент на пазы ведомой полумуфты 6.

Компенсация осевого смещения вала редуктора достигается благодаря свободному перемещению компенсационного кольца 5 в осевом направлении по пазам обеих полумуфт (Фиг.2 а). При возникновении осевых перемещений вала редуктора 10, вызванных, например, износом рабочих узлов редуктора, компенсационное кольцо 5 скользит по сопрягаемым поверхностям ведущей 4 и ведомой 6 полумуфт, следствием чего является тот факт, что ротор электродвигателя не испытывает осевых нагрузок. Элемент компенсационное кольцо 5 не закреплен ни на одной поверхности и имеет свободную посадку. При осевом перемещении вала редуктора с ведомой полумуфтой 6 (Фиг.2 а), компенсационное кольцо 5 за счет зазоров имеет возможность перемещаться вместе с ней скользя по пазам в ведущей полумуфте 4, либо оставаться неподвижным за счет скольжения ведомой полумуфты 6 по пазам компенсационного элемента 5.

Компенсация радиального и углового смещений вала редуктора достигается благодаря имеющимся радиальным зазорам между составными элементами муфты 4,6 и скругленным сопрягаемым поверхностям элемента 5 (Фиг.2 б).

Манжета 11 выполнена гибкой, например, из каучука. Имеющийся диаметральный зазор между крышкой 8 и дистанционной втулкой 7 и округлая поверхность выступов компенсационного кольца 5 компенсирует угловое отклонение осей валов.

Крышка 8, кожух 13 и манжета 11 защищают муфту от загрязнения.

Был изготовлен опытный образец заявляемого устройства. Для вала электродвигателя с внутренним диаметром 200 мм и вала редуктора 80 мм величины компенсируемых заявляемой муфтой смещений осей составили: осевое — до 60 мм (±30 мм), угловое — 3° (±1,5°), радиальное — 1 мм (±0,5 мм).

Заявляемая компенсирующая муфта имеет высокую надежность за счет малого количества составляющих рабочих элементов, проста в установке, обладает компактностью конструкции, при этом процессы сборки и разборки её не требуют применения специализированного инструмента и оснастки, что обеспечивает ремонтопригодность муфты.

Claims (2)

1. Компенсирующая муфта, содержащая две полумуфты, связанные посредством компенсационного элемента, при этом на внутренней цилиндрической поверхности ведущей полумуфты выполнены два паза, и на внешней цилиндрической поверхности ведомой полумуфты выполнены два паза, а компенсационный элемент выполнен в виде соосного полумуфтам цилиндрического кольца, на внешней и внутренней поверхностях которого имеется по два выступа, расположенных напротив пазов ведущей и ведомой полумуфт соответственно, при этом компенсационный элемент имеет возможность свободного перемещения в осевом направлении вдоль пазов обеих полумуфт, а также выполнен с возможностью компенсации радиального и углового смещений вала редуктора за счет наличия зазоров между компенсационным элементом и полумуфтой, отличающаяся тем, что продольное сечение выступов компенсационного элемента выполнено в виде сегмента круга.

2. Муфта по п.1, отличающаяся тем, что поперечное сечение пазов полумуфт и выступов компенсационного элемента выполнено прямоугольным, плоскости, на которых расположены оси выступов компенсационного элемента, развернуты вокруг продольной оси муфты на 90 градусов друг относительно друга, а компенсирующая муфта дополнительно содержит защищающие от загрязнений трущиеся поверхности муфты крышку, расположенную за ведущей полумуфтой со стороны вала электродвигателя, кожух и манжету, расположенные за ведомой полумуфтой со стороны редуктора.