SU402697A1

SU402697A1 - ROLLER MECHANISM FREE RUNNING

Info

Publication number: SU402697A1
Application number: SU1659522A
Authority: SU
Inventors: И. Г. Шев ков Куйбышевский авиационный институт акад С. П. Королева Б. Г. Рахнович
Priority date: 1971-05-03
Filing date: 1971-05-03
Publication date: 1973-10-19

Description

1one

Изобретение относитс к области машиностроени и может быть использовано дл соединени вала лебедки буровой установки с гидродинамическим тормозом и в других подобных устройствах, где передаютс большие крут ш,ие моменты, а период свободного хода близок к периоду заклиненного состо ни .The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used to connect a winch shaft of a drilling rig with a hydrodynamic brake and other similar devices, where great coolness and moments are transmitted, and the free wheeling period is close to the period of the stuck state.

В этих случа х обычно примен ютс роликовые механизмы свободного хода (роликовые МСХ) или роликовые муфты обгона, состо шие из внутренней и наружной обойм, цилиндрических роликов в сепараторе или без него и прижимных устройств, служащих дл обеспечени посто нного контакта заклинивающихс роликов с обоймами и, следовательно , дл посто нной готовности механизма к заклиниванию.In these cases, roller free-wheeling mechanisms (roller masses) or roller overtaking clutches are usually used, consisting of internal and external cages, cylindrical rollers in the separator or without it, and clamping devices that serve to ensure constant contact of wedged rollers with clips and therefore, for the mechanism to be permanently jammed.

Прижимное устройство при свободном ходе МСХ создает повышенное сопротивление вращению роликов, поэтому из-за значительного проскальзывани их относительно обойм и прижимного устройства возникают значительные силы трени и Повышенный износ рабочих поверхностей в виде лысок и задиров. По этой причине в таких роликовых МСХ нельз увеличить надежность заклинивани за счет увеличени прижимного усили , в то врем как недостаточное прижимное усилие вызывает по вление «мертвого хода и ударThe clamping device with the free running of the USDA creates an increased resistance to the rotation of the rollers, therefore, due to significant slippage of them relative to the clips and the clamping device, considerable frictional forces and increased wear of working surfaces in the form of flats and burrs occur. For this reason, in such roller masses it is not possible to increase the reliability of jamming by increasing the clamping force, while an insufficient clamping force causes the appearance of "dead stroke and impact

при заклинивании, особеино при большой в зкости смазки.when wedged, especialy with high viscosity lubricant.

Целью изобретени вл етс уменьшение износа рабочих поверхностей роликов иThe aim of the invention is to reduce the wear of the working surfaces of the rollers and

обойм; увеличение надежности и плавности заклинивани и расклинивани ; уменьшение потерь свободного хода и исключение потерь рабочего хода в роликовых МСХ типа примен емых в буровых установках.clips; increase in reliability and smoothness of jamming and wedging; reduction of free-wheeling losses and elimination of working stroke losses in roller joints of the type used in drilling rigs.

В описываемом роликовом МСХ эта цель достигаетс размещением тормоза сепаратора в ведомой обойме, поворотом ведущего вала относительно заклиненных роликами обойм с одновременным новоротом сепаратора в противоположном нанравлении через планетарный механизм. и расположением в последнем механизме упругого элемента, ограничением поворота ведущего вала с помощью упоров с ирулшнами дл возвратаIn the described roller MA, this goal is achieved by placing the brake of the separator in the driven cage, turning the drive shaft relative to the wedges of the rollers and simultaneously releasing the separator in the opposite direction through the planetary mechanism. and the location in the last mechanism of the elastic element, the restriction of the rotation of the drive shaft with the help of stops with arms to return

всей системы в положение свободного хода и регулировкой тормозного усили .the entire system to the free wheeling position and adjustable braking force.

При таком выполнении роликового МСХ ролики во врем свободного хода освобол даютс от действи прижимного усили иWith this implementation of the roller MA, the rollers during the free stroke are released from the action of the clamping force and

центробежными силами отрываютс от внутренней обоймы, износ рабочих поверхностей незначителен, а потери в механнзме могут быть существенно уменьшены. Во врем перехода к рабочему ходу создаетс сначала минимальное предварительное, а затем и новышенное окончательное усилие прижима, что способствует надежности н плавности заклинивани . Ударные нагрузки при расклинивании могут поглощатьс демпфером. На фпг. 1 показан описываемый механизм в продольном разрезе; на фиг. 2 - то же, разрез по А-А на фиг. 1. Как н обычные МСХ повышенной грузоподъемности механизм включает в себ внутреннюю обойму I, наружную обойму 2 и ролики 3, заключенные в сенаратор 4. Сепаратор удерживаетс при повороте относительно ведомой обоймы (на фиг. 1 н 2 ведущей вл етс внутренн обойма 1, ведомой - наружна обойма 2) с помощью тормоза, расположенного на ней и состо щего из колодок 5, щпилек 6, нружин 7 и гаек 8. Гайками можно регулировать тормозной момент, который и создает нредварительное усилие прижима. Ведущий вал 9 может поворачиватьс относительно обоймы 1, заставл планетарный механизм повернуть сенаратор 4 в противоположном направлении, что возможно при заклиненной обойме. Планетарный механизм может состо ть, например, из центральной ведущей шестерни 10 на валу 9, сателлитов 11 и ведомой центральной щестерни 12. Сателлиты 11 вращаютс на ос х 13, укренленных на обойме 1, щестерн 12 может новорачиватьс относительно вала 9. В колесе имеютс пазы с упругим элементом (пружины 14 и сухари 15); в эти пазы вход т зубцы 16 сепаратора 4. Скорость перемещеии сухарей в пазах щестерни 12 гаситс демпферами 17, распололсенными виутри сухарей. Поворот вала 9 относительно обоймы 1 ограничен неподвижно установленными на нем щтифтами 18, которые могут перемещатьс внутри упоров 19 обоймы. Пружины 20 прижимают детали 18 и 19, фиксиру относительное расположение вала 9 с обоймой 1 и сепаратора 4 с роликами 3 при свободном ходе. Ведома обойма вращаетс на ведущем валу на опорах 21. Описанный роликовыйМСХ работает еледующим образом. При свободном ходе ведущий вал 9 вместе с шестерней 10 вращаетс , например, по часовой стрелке, при этом штифт 18 через уноры 19 заставл ет вращатьс одновременно с валом ведущую обойму 1, сателлиты И, шестерню 12 и сепаратор 4, зубцы 16 которого увлекаютс сухар ми 15. Вращению этих деталей преп тствует тормоз сецаратора (детали 5, 6, 7, 8), расположенный на неподвижной во врем свободного хода ведомой обойме 2. Дл того, чтобы вал 9 с щестерней 10, обойма 1 с сателлитами И и шестерн 12 с сухар ми 15 не смещались от положени свободного хода, усилие пружин 14 должно быть больше усили , передаваемого зубцами 16 сухар м 15 со стороны тормоза сенаратора . Это усилие передаетс на вал 9, а ролики освобождаютс от действи прижимного усили и центробежными силами прижимаютс к наружной обойме, отрыва сь от внутренней . Если внутренн обойма 1-ведуща , то ролнкн 3 отпосптельно нее вращаютс силами трени качени нх но наружной обойме 2 при незначительном сопротивлении со стороны сепаратора 4 и минимальном проскальзывании в контакте роликов с наружной обоймой, нри этом износ пх незначителен. При ведущей иаружной обойме ролики нри свободном ходе вращаютс вместе с ней и относительно нее неподвижны, контакта с внутренней обоймой нет, а значит, отсутствует и износ. При рабочем ходе ведущий вал 9 начинает вращатьс в противоположном направлении (на фиг. 2 - против движени часовой стрелки ) и через пружины 20 заставл ет вращатьс одновременно с ним ведущую обойму 1 планетарный механизм, состо щий из деталей 10-11 -12, и сенаратор 4. Тормоз на неподвижной обойме 2 удерживает сепаратор - создаетс нредварительное прижимное усилие, которое увлекает его вместе с роликами 3 на заклинивание; зубцы 16 нри этом несколько неремещаютс в пазах щестерни 12 в направлении от сухарей 15. Дл уменьщени потерь свободного хода усилие тормоза сепаратора гайками 8 регулируетс до минимального значени . Минимальное тормозное усилие должно быть достаточным дл первоначального заклинивани хот бы одного ролика, после чего вал 9 мгновенно поворачиваетс относительно остановившейс обоймы 1, раст гива через щтифты 18 нружины 20, и с помощью деталей 10, II и 12 планетарного механизма заставл ет сухари 15 нажать на зубцы 16 усилием сжати пружин 14, в результате чего сепаратор 4 нагружаетс повышенным (по сравнению с допустимым в обычных МСХ) прижимным усилием, которое обеспечивает надежность заклинивани . При дальнейшем повороте ведущего вала 9 штифты 18 через упоры 19 передают рабочий момент непосредственно ведущей обойме 1. При расклинивании механизма ведущий вал 9 вращаетс относительно неподвижной заклиненной обоймы 1 в направлении движепи часовой стрелки, снима действие увеличенного усили нрижима на сепаратор 4 с роликами , щтифты 18 перемещаютс между упорами 19 в положение свободного хода, после чего происходит расклинивание. Как и в обычном МСХ носле него система деталей 9-10-11 - 12 рывком проворачиваетс в направлении свободного хода и сухар ми 15 нажимает на зубцы 16 сепаратора, сжима пружины 14 и преодолева силу инерции сепаратора с роликами и момент- торможени его относительно неподвижной ведомой обоймы . Энерги удара поглощаетс демпферами 17. В дальиейщем угловые скорости вала 9 и сепаратора 4 уравниваютс , причем пружины 14 возвращают сенаратор с роликами 3 в положение свободного хода.the centrifugal forces are detached from the inner yoke, the wear of the working surfaces is insignificant, and the losses in the mechanism can be significantly reduced. During the transition to the working stroke, first a minimal preliminary and then a new final clamping force is created, which contributes to reliability and smoothness of wedging. Percussion loads during wedging can be absorbed by the damper. On fpg. 1 shows the described mechanism in longitudinal section; in fig. 2 is the same; the section along A-A in FIG. 1. As with the usual high-capacity MCX, the mechanism includes the inner ring I, the outer ring 2 and the rollers 3 enclosed in the separator 4. The separator is held when rotated relative to the driven ring (in Fig. 1 n 2, the inner ring 1 is driven - outer race 2) using a brake located on it and consisting of pads 5, pin 6, springs 7 and nuts 8. You can adjust the braking torque with nuts, which creates the preload pressure. The drive shaft 9 can rotate relative to the yoke 1, causing the planetary mechanism to turn the senator 4 in the opposite direction, which is possible with a jammed yoke. The planetary mechanism may consist, for example, of the central pinion gear 10 on the shaft 9, the satellites 11 and the driven central jaws 12. The satellites 11 rotate on the axes 13 fixed on the yoke 1, the scraper 12 can rotate relative to the shaft 9. The wheel has slots with an elastic element (springs 14 and crackers 15); The teeth 16 of the separator 4 enter these grooves. The speed of movement of the crackers in the grooves of the jaws 12 is damped by dampers 17, open breakers of the crackers. The rotation of the shaft 9 relative to the yoke 1 is bounded by fixedly mounted studs 18, which can move within the stops 19 of the yoke. The springs 20 press the parts 18 and 19, fixing the relative position of the shaft 9 with the yoke 1 and the separator 4 with the rollers 3 in the free course. The driven cage rotates on the drive shaft on the supports 21. The described roller MCX works in a similar way. With a free run, the drive shaft 9 rotates, for example, clockwise with the gear 10, and the pin 18, through the holes 19, causes the drive ring 1, the satellites I, the gear 12 and the separator 4, whose teeth 16 are carried away by the crunches to rotate simultaneously with the shaft 15. The rotation of these parts is prevented by the brake set brake (parts 5, 6, 7, 8), which is located on the driven case fixed at a fixed speed during free running. In order for the shaft 9 with 10 bushing, the holder 1 with the satellites And and the gear 12 with the crackers 15 were not displaced from the free wheel position, the spring force 14 must be greater than the force transmitted by the teeth 16 Suhar 15 m from the brake senaratora. This force is transmitted to the shaft 9, and the rollers are released from the action of the clamping force and the centrifugal forces are pressed against the outer cage, breaking away from the inner. If the inner race 1 is leading, then the rifle 3 is rotated against it by the rolling friction force on the outer race 2, with little resistance from the separator 4 and minimal slippage at the contact of the rollers with the outer race, this wear is negligible. With the lead and outer cage, the free-running rollers rotate with it and are stationary relative to it, there is no contact with the inner casing, and therefore there is no wear. During the working stroke, the drive shaft 9 begins to rotate in the opposite direction (in Fig. 2 - counterclockwise) and, through the springs 20, the leading holder 1 causes the planetary mechanism consisting of parts 10-11 -12 and the senator to rotate simultaneously with it. 4. The brake on the fixed casing 2 holds the separator — a preliminary pressing force is created, which draws it along with the rollers 3 to a wedge; The teeth 16 in this case are somewhat unmounted in the grooves of the pinion 12 in the direction from the crackers 15. To reduce the loss of free running, the brake force of the separator is adjusted to the minimum value by the nuts 8. The minimum braking force must be sufficient for the initial wedging of at least one roller, after which the shaft 9 is instantly turned relative to the stopped cage 1, stretching through the studs 18 of the spring 20, and using the parts 10, II and 12 of the planetary mechanism causes the crackers 15 to press the teeth 16 by compressing the springs 14, as a result of which the separator 4 is loaded with an increased (as compared with the allowable one in conventional MCX) clamping force, which ensures reliable wedging. Upon further rotation of the drive shaft 9, the pins 18 through the stops 19 transfer the working moment directly to the drive cage 1. When the mechanism is wedged, the drive shaft 9 rotates relative to the fixed wedged casing 1 in the direction of clockwise, removing the effect of increased force on the separator 4 with rollers, studs 18 move between the stops 19 to a free-wheeling position, after which wedging occurs. As in the usual MSC, the system of parts 9-10-11 - 12 is jerked in the direction of the free wheeling and with the breadcrumbs 15 presses the teeth 16 of the separator, compressing the spring 14 and overcoming the force of inertia of the separator with the rollers and braking its relatively stationary driven clips. The impact energies are absorbed by the dampers 17. At a distance, the angular velocities of the shaft 9 and the separator 4 are equalized, and the springs 14 return the separator with the rollers 3 to the free wheeling position.

Предмет изобретени Subject invention

Claims

1. A free-wheel roller mechanism consisting of a drive shaft, a lead cage mounted on it, a driven cage, rollers located in the senator, a brake through which the cage is connected to a separator, characterized in durability, it is equipped with a planetary mechanism, the leading central shchestren of which is rigidly connected to the shaft, the satellites are mounted on the axes fixed in the leading holder, the pedoma of the central shchestren with teeth luivTpeiiHc.o: - ;;;; a.iy II is connected to the separator by means of elastic elements, such as springs, with the drive ring connected to the shaft rotatably at a predetermined angle, limited by means of peelers mounted on the shaft and holes provided on the blue clip.

2. Mechanism according to claim 1, characterized in that springs between the springs and the lead holder are provided with springs for accelerating the return of the whole mechanism to the free wheeling state.

/ 7

. /

IB

12

.

15

20

18

Srig. g