Радиальная компенсирующая муфта с цилиндрической оболочкой

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к радиальным компенсирующим муфтам. Радиальная компенсирующая муфта с цилиндрической оболочкой представляет собой выполненную из металла цилиндрическую оболочку в виде отрезка металлической трубы. Указанная цилиндрическая оболочка выполнена как одно целое и состоит из трех частей: двух концевых частей (1) и (2), выполняющих функцию полумуфт и предназначенных для установки на соединяемых валах, и средней части (3), расположенной между указанными концевыми частями. Средняя часть (3) выполнена с множеством сквозных отверстий в ее стенке, расположенных продольными рядами (4, 5, 6, 7), обеспечивающих возможность компенсации радиальных смещений соединяемых валов. Достигается повышение надежности. 4 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к податливым невыключаемым муфтам для передачи вращательного движения от одного вала к другому, а именно, к радиальным компенсирующим муфтам, обеспечивающим возможность радиальных смещений валов друг относительно друга.

Уровень техники

Известна радиальная компенсирующая муфта, содержащая связанные с валами полумуфты, соединенные между собой кольцом посредством пазов и выступов, при этом одна из полумуфт содержит торцевые, а другая диаметральные выступы, входящие в соответствующие по профилю диаметральные перпендикулярно расположенные пазы с внутренней стороны кольца, охватывающего полумуфты (Патент RU №2254505 С1, МПК F16D 3/04, опубликовано 20.06.2005 Бюл. №17).

Признаки известной муфты, совпадающие с признаками заявленного изобретения, заключаются в том, что известная муфта содержит связанные с валами полумуфты (концевые части), соединенные между собой.

Причина, препятствующая получению в известной муфте технического результата, который обеспечивается заявленным изобретением, заключается в том, что указанные полумуфты и соединение их между собой не является одним целым, а представляет собой совокупность отдельно изготавливаемых конструктивных элементов, связь между которыми обеспечена сборочными операциями. Необходимость этих операций усложняет конструкцию муфты и технологию ее изготовления, снижает надежность.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является радиальная компенсирующая муфта с цилиндрической оболочкой («Упругая муфта с цилиндрической оболочкой»), которая обладает упругими и радиальными компенсирующими свойствами за счет упругой деформации неметаллической цилиндрической оболочки, устанавливаемой между валами (Государственный стандарт Российской Федерации «МУФТЫ МЕХАНИЧЕСКИЕ ОБЩЕМАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ»: термины и определения: ГОСТ Р 50371-92, пункт 80 // Госстандарт России, Москва, 1993).

Признаки известной муфты с цилиндрической оболочкой, совпадающие с признаками заявленного изобретения, заключаются в том, что цилиндрическая оболочка известной муфты выполнена как единое целое, предназначена для установки между валами и закрепления на валах посредством своих концевых частей, выполняющих функцию полумуфт.

Причина, препятствующая получению в известной муфте технического результата, который обеспечивается заявленным изобретением, заключается в том, что цилиндрическая оболочка известной муфты выполнена из неметалла.

Техническая проблема, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в необходимости расширения арсенала радиальных компенсирующих муфт с цилиндрическими оболочками, способных компенсировать радиальные смещения соединяемых валов в агрессивных средах при повышенных механических и температурных нагрузках, например, в нефтяной скважине.

Раскрытие сущности изобретения

Технический результат, опосредствующий решение указанной технической проблемы, заключается в повышении прочности стенки цилиндрической оболочки муфты, повышении ее устойчивости к механическим и температурным нагрузкам при сохранении способности цилиндрической оболочки муфты к радиальным деформациям в произвольном радиальном направлении, дающим возможность компенсировать радиальные смещения соединяемых валов.

Достигается технический результат тем, что в радиальной компенсирующей муфте с цилиндрической оболочкой, в которой цилиндрическая оболочка выполнена как одно целое и предназначена для установки между валами и закрепления на валах посредством своих концевых частей, выполняющих функцию полумуфт, цилиндрическая оболочка выполнена из металла и имеет среднюю часть, расположенную между указанными концевыми частями, которая выполнена с множеством сквозных отверстий в ее стенке, расположенных четырьмя продольными рядами, обеспечивающих возможность компенсации радиальных смещений соединяемых валов посредством радиальной деформации этой средней части в произвольном радиальном направлении, при этом каждое сквозное отверстие в стенке средней части цилиндрической оболочки выполнено в виде поперечной относительно оси муфты прорези, образованной двумя параллельными дуговыми плоскостями указанной стенки, расположенными поперечно относительно оси муфты, и двумя продольными относительно этой оси поверхностями, отверстия каждого продольного ряда своими дуговыми плоскостями расположены параллельно друг другу, геометрические центры этих дуговых плоскостей расположены на продольной линии симметрии данного продольного ряда, являющейся образующей цилиндрической оболочки муфты, а указанные продольные ряды отверстий условно объединены в две группы продольных рядов по два ряда в группе, так что продольные линии симметрии продольных рядов каждой группы расположены в области концов одной линии диаметра цилиндрической оболочки, при этом отверстия, относящиеся к одной группе рядов, образуют пары, при этом отверстия, образующие пару, расположены в одной поперечной относительно оси плоскости, а линии диаметров разных групп расположены перпендикулярно друг другу.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показан общий вид заявленной муфты; на фиг. 2 крупно показано одно из отверстий, выполненных в средней части цилиндрической оболочки муфты; на фиг. 3 - вид А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - вид Б-Б на фиг. 1.

Осуществление изобретения

Радиальная компенсирующая муфта с цилиндрической оболочкой представляет собой выполненную из металла цилиндрическую оболочку в виде отрезка металлической трубы (фиг. 1). Указанная цилиндрическая оболочка выполнена как одно целое и состоит из трех частей: двух концевых частей 1 и 2, выполняющих функцию полумуфт и предназначенных для установки на соединяемых валах (валы не показаны), и средней части 3, расположенной между указанными концевыми частями. Средняя часть 3 выполнена с множеством сквозных отверстий в ее стенке, расположенных продольными рядами 4, 5, 6, 7, обеспечивающих возможность компенсации радиальных смещений соединяемых валов посредством радиальной деформации этой средней части 3 в произвольном радиальном направлении.

Каждое сквозное отверстие в стенке средней части 3 цилиндрической оболочки выполнено в виде поперечной относительно оси 12 муфты прорези (фиг. 2), образованной двумя параллельными дуговыми плоскостями 8 и 9 указанной стенки, расположенными поперечно относительно оси 12, и двумя продольными относительно оси 12 поверхностями 10 и 11.

Упомянутые сквозные отверстия расположены четырьмя продольными (относительно оси 12) рядами 4, 5, 6, 7. При этом относительно показанного на фиг. 1, 3, 4 положения цилиндрической оболочки муфты ряд 4 является верхним, ряд 5 - нижним, ряд 6 - боковым левым, ряд 7 - боковым правыми.

Отверстия каждого продольного ряда своими дуговыми плоскостями 8 и 9 расположены параллельно друг другу, а геометрическими центрами 13 своих дуговых плоскостей расположены на продольной линии симметрии данного ряда, являющейся образующей цилиндрической оболочки муфты.

Продольные ряды отверстий 4, 5, 6, 7 условно объединены в две группы продольных рядов по два ряда в группе: первая группа включает ряды 4 и 5, вторая группа - ряды 6 и 7. При этом продольные линии симметрии рядов 4 и 5 расположены в области концов 14 и 15 линии 16 диаметра цилиндрической оболочки муфты, а продольные линии симметрии рядов 6 и 7 расположены в области концов 17 и 18 линии 19 диаметра цилиндрической оболочки муфты (фиг. 3, 4). Кроме того, отверстия, относящиеся к одной группе рядов (например, группе 4, 5), образуют пары, так что каждая пара включает одно отверстие, принадлежащее к одному ряду группы (в данном примере - 4), и одно отверстие, принадлежащее к другому ряду той же группы (в данном примере - 5). Отверстия, образующие пару, расположены в одной поперечной относительно оси 12 плоскости, а линии 16 и 19 диаметров разных групп расположены перпендикулярно друг другу.

Муфта используется следующим образом (пример).

Применение в нефтяной скважине несоосных валов, оси которых смещены в радиальном направлении, обусловлено необходимостью резервирования протяженного вдоль скважины пространства для размещения кабеля, подводящего электроэнергию к электрическому двигателю, приводящему в действие электроцентробежный насос. Соединение таких валов осуществляют при помощи радиальной компенсирующей муфты.

Для этого первоначально соединяемые валы устанавливают в проектное положение, характеризующееся радиальным смещением валов на величину 6 мм.

Затем берут радиальную компенсирующую муфту с цилиндрической оболочкой, общая длина которой составляет 1200 мм, диаметр - 43 мм, толщина стенки - 8 мм, а длина средней части 3 цилиндрической оболочки муфты - 1085 мм. При этом средняя часть 3 цилиндрической оболочки выполнена с отверстиями типа прорезей в количестве 146 штук. Отверстия выполнен с шагом 10 мм. Ширина прорези отверстия составляет 5 мм.

Затем осуществляют деформацию средней части 3 муфты так, чтобы ее концевые части 1 и 2 можно было соединить с валами, смещенными друг относительно друга в радиальном направлении на величину 6 мм. После этого муфту устанавливают на указанные валы посредством ее концевых частей 1 и 2.

Радиальная компенсирующая муфта с цилиндрической оболочкой, в которой цилиндрическая оболочка выполнена как одно целое и предназначена для установки между валами и закрепления на валах посредством своих концевых частей, выполняющих функцию полумуфт, отличающаяся тем, что цилиндрическая оболочка выполнена из металла и имеет среднюю часть, расположенную между указанными концевыми частями, которая выполнена с множеством сквозных отверстий в ее стенке, расположенных четырьмя продольными рядами, обеспечивающих возможность компенсации радиальных смещений соединяемых валов посредством радиальной деформации этой средней части в произвольном радиальном направлении, при этом каждое сквозное отверстие в стенке средней части цилиндрической оболочки выполнено в виде поперечной относительно оси муфты прорези, образованной двумя параллельными дуговыми плоскостями указанной стенки, расположенными поперечно относительно оси муфты, и двумя продольными относительно этой оси поверхностями, отверстия каждого продольного ряда своими дуговыми плоскостями расположены параллельно друг другу, геометрические центры этих дуговых плоскостей расположены на продольной линии симметрии данного продольного ряда, являющейся образующей цилиндрической оболочки муфты, а указанные продольные ряды отверстий условно объединены в две группы продольных рядов по два ряда в группе, так что продольные линии симметрии продольных рядов каждой группы расположены в области концов одной линии диаметра цилиндрической оболочки, при этом отверстия, относящиеся к одной группе рядов, образуют пары, при этом отверстия, образующие пару, расположены в одной поперечной относительно оси плоскости, а линии диаметров разных групп расположены перпендикулярно друг другу.