SU1086102A1 - Забойный двигатель - Google Patents

Abstract

1. ЗАБОЙНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий двигательную секцию, включающую корпус с установленными в нем кольцами, контактирующими с телами качени , радиальные опоры, вал и узел спе.;и1нени  , св зывакнпий ротор двигательной секции с валом шпиндельной секции, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  долговечности двигател  за счет увеличени  несущей сйособности шпиндельной секции, вал шпиндельной секции выполнен с тороидальными дорожками под тела качени , причем радиус поперечного сечени  тора и его внутренний диаметр Р св заны соотношением г-/ 0,10 - 0,25. 2. Двигатель по п.1, о т л и ч аю щ и и с   тем, что, с целью повышени  технологичности изготовле1 и  часть вала шпиндельной секции с тороидальными дорожками под тела качени  выполнена съемной.

Description

1 Изобретение относитс  к горному делу, в частности к забойным двигате л м, предназначенным дл  бурени  и ремонта геологоразведочных и нефт ных скпажин. Известер забойный двигатель, соде жащий двигательную секцип, шпиндель ную секцию, включающую корпус с уст новленными в нем кольцами, контакти рующими с телами качени , радиальны опоры, вал и узел соединени , св тывающий ротор двигательной секции с валом шпиндельной секции 11. Яезависимо от конфигурации рабо чих поверхностей обойм вЬ всех конструкци х осевых опор предусматриваетс  зат жка внутренних обойм, а внешних - в корпусе шпиндел . Недостатками известного забойного двигател   вл ютс  многодетальность конструкции шпиндел  и относительно больша  площадь -поперечного сечени  занимаема  элементами опоры, причем с уменьшением 1абарита двигателей имеетс  тенденци  увеличени  относительной площади, занимаемой подшипником . Вследствие этого в забойных двигател х малого габарита применение обычной конструкции шпин дел  приводит к уменьшению диаметра вала, что снижает допустимую мощность , развиваемую дви ателем. В случае выбора необходимого по прочности диаметра вала приходитс  идти на значителт)ные уменьшение диаметра шаров, что также приводит к резком снижению долговечности двигател  из-за пониженной несу|цей способност примен емых шаров. Цель изобретени  - повьпиение дол говечности двигател  за счет увеличени  несущей способности шпиндельной секции и повышение технологичности изготовлени  двигател . Указан 1а  цель достигаетс  тем, что в известном забойном двигателе нал raпиндeль ioй секции вьтолнен с тороидальш11ми дорожками под тела ка чени , причем радиус г поперечного сечени  тора и его внутренней диаметр D св заны соотношением 0,10 - 0,25. При зтом часть вала шпиндельной секции с тороидальными дорожками под тела качени  выполнена съемной. 2 .2 На фиг. изображен забойный двигатель , общий вид; на фиг.2 - узел I на фиг.1. Двигатель включает двигательную и шпиндельную секции. Двигательна  секци  состоит из корпуса 1, внутри которого расположены рабочие органы, в данном случае винтовой статор 2 и смонтированный внутри чего винтовой ротор 3. Шпиндельна  секци  включает полый составной вал, состо щий из переводника 4, съемной втулки-встзвки 5 и выходного вала 6, радиальные обрезиненные под ипники 7 и опору. Осева  опора представл ет собой многор дный шарово11 под1иипник ,включшощий наружные обоймы 8 и кольца 9, взаимодействующие с телами качени  10, последние контактируют с тороидальными дорожками 1, выполненными на наружной поверхности втулкивставки 5. Наружные обоймы 8 и кольца 9 посредством резь ы на корпусе шпиндел  зат гиваютс  в моноЛИТН1ЛЙ пакет. Кроме того, двигатель содержит соединительный узел 12, св зывающий ротор двигательной секции и вал шпиндельной секции и н ддолотный переводник 13 и узел подвепиваетс  на колонне бурильных или насосно-компрессорных труб 14. Забойный двигатель работает следующим образом. Промывочна  жидкость по внутренней полости колоннь труб А поступает в двигатель. Проход  через рабочие органы 2 и 3, она вращает ротор 3 двигател  и далее поступает через внутренние отверсти  деталей 4,5 и 6 шпиндел  на забой. Вращающий момент, создаваемый в двигательной секции, с ротора 3 передаетс  на вал шпиндел  через соединительный узел 12. Осевое усилие, возникающее на роторе вследствие гидравлической нагрузки и разлол ени  на винтовой поверхности, так же как нагрузка от забо  воспринимаетс  опорой, а радиальные нагрузки от дебаланса вала и других факторов - радиальными подшипниками. При передаче осевых сил усили  передаютс  с втулки-вставки на внеш{даю обойму и корпус через тела качени . Угол контакта выбираетс  из расчета получени  минимальных контактных напр жений при безусловном

обеспечении возможности последовательной сборки каждого отдельного р да опоры. Из этих же усдовий при сохранении прочности вала выбираютс  размеры тел качени  и диаметр бег вых дорожек. Соотношение радиуса поперечного сечени  тора г к его внутренему диаметру D должно находитьс  в диапазоне 0,10-0,25. При уменьшении этого соотношени  резко снижаетс  несуща  способность опорного узла, что вызвано вынужденной потерей диаметра тел качени .

Как показывают исследовани  ,умень шение диаметра нар ду со снижением несущей способности вызывает прогрессирующий износ тел качени , особенно в опорах oTKpi.iToro типа при наличии в проирлЕочной жидкости аЪразивных частиц.

Увеличение же соотношени  более 0,25 приводит к уменьшению запаса прочности иала при передаче значителных по величине вращаюгщх моментов (в тормозном режиме),

Данна  конструкци  забойного двигател  с рекомендуемым соотношением размеров тороидальной дорожки под тела качени  обеспечивает увеличение нагрузочной способности опоры за счет более выгодного использовани  площади поперечного сечени  и установки шаров большего диаметра по сравнению с опорой обычной конструкции . КромеТОГО, упрощаетс  сборка шпиндел  ввиду его малодетальности и устранени  необходимости зат жки деталей на валу.

С целью повьш1ени  технологичнос ,ти изготовлени  и снижени  расхода металла выходной вал шпиндел  может быть выполнен составным, основным элементом которого  вл етс  втулкавставка с тороидальными дорожками под тела качени . Такое конструктивное исполнение узла делает его более компактным.

Claims (2)

1. ЗАБОЙНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий двигательную секцию, включающую корпус с установленными в нем кольцами, контактирующими с телами качения, радиальные опоры, вал и узел соединения,связывающий ротор двигательной секции с валом шпиндельной секции, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности двигателя за счет увеличения несущей сДос.обности шпиндельной секции, вал шпиндельной секции выполнен с тороидальными дорожками под тела качения, причем радиус Г поперечного сечения тора и его внутренний диаметр D связаны соотношением г/? = 0,10 - 0,25.

2. Двигатель по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения технологичности изготовления часть вала шпиндельной секции с тороидальными дорожками под тела качения выполнена съемной.

SU ,...1086102 ϊ