Файл: Антонов А.А. Пневматические фрикционные муфты в нефтяной промышленности.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 83

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Зависимость предельных крутящих моментов и мощностей, передаваемых муфтами типа ШПМ, от частоты вращения приведена на рис. 12 и 13. Как видно из графиков, величина передаваемого муфтами момента с увеличением скорости вращения падает. Сниже­ ние момента происходит под влиянием центробежных сил, отжима­ ющих фрикционные колодки от шкива. Передаваемая муфтами мощ­ ность по мере увеличения числа оборотов повышается, а затем под

200 ЧОО 600 800 1000 1200 1400. 1600 Частота вращения л, об/мин

влиянием преобладающего воздействия центробежных сил начинает снижаться.

Рекомендуемая частота вращения шиннопневматических муфт

vтипа ШПМ (см. табл. 8) принята с учетом многолетней практики эксплуатации муфт в различных узлах нефтяных машин.

Муфты типа ШПМ рекомендуется применять при температуре окружающего воздуха от 30 до + 5 0 ° С. При температуре выше + 5 0 ° С долговечность муфт снижается, а ниже 30° С эксплуата­ ция муфт связана с опасностью появления трещин в баллоне ввиду хрупкости резины при низких температурах.

Так как существующий ряд шиннопневматических муфт ШПМ как по числу типоразмеров, так и по своим параметрам не удовлет­ воряет требованиям, предъявляемым к муфтам современных буро­ вых установок, во ВНИИнефтемаше разработан новый ряд шинно­ пневматических муфт типа МПІ с улучшенными параметрами. Этот

Рис. 13. График зави­ симости мощностей, пе­ редаваемых муфтами ти­ па ШПМ, от частоты вращения.

Обозначения те же, что на рис. 12.

гов ш ш воо woo поо те >ооо

Частота бращения п.од/мин

Рис. 14. Муфта типа МШ:

1 — ниппель; 2 — обод; з — баллон; і — ко,лодка фрикционная; 5 — шкив (на левой проек­

ции условно не показан)

 

/8000

 

 

 

 

16000

 

/

 

 

 

 

 

 

/то

 

 

 

 

 

 

\

\

 

 

 

 

£

/2000

 

 

\

 

 

 

 

 

 

 

 

\

I

10000

 

 

 

X

 

 

4

 

 

 

3

4 4

%

SOOO

 

 

4

 

 

 

I

 

 

 

s.

 

 

 

 

 

 

 

/

 

 

7

і?

 

 

- J -

 

/ f

 

 

/

 

 

 

 

ZOO

 

WO

600 800 /ООО /200

 

 

Vac/пота Оращенилл,оії/мин

Рис. 15. График зависимости мо­ ментов, передаваемых муфтами типа МШ от частоты вращения:

1 — МШ-1330; 2 — МШ-І070; 3 — МШ-900; 4 — МШ-700; 5 — МІП-600- 6 — МШ-500; 7 МШ-300.

5000


ряд муфт состоит из семи типоразмеров, параметры которых значи­ тельно улучшены в основном в результате применения современных

фрикционных материалов.

 

При разработке нового

ряда типоразмеров муфт, их параметров

и конструкции принимали

во внимание следующее:

размеры присоединительных баллонов 300, 500, 700 и 1070 мм должны соответствовать размерам выпускаемых муфт типа ПМ; баллоны муфт наибольшего размера (1330 мм), уже изготовлен­ ные Ленинградским шинным заводом, приняты с учетом необходимо­ сти замены сдвоенных муфт ПМ диаметром 1070 мм одной новой

муфтой; для исключения из конструкций буровых установок сдвоенных

муфт с баллонами ПМ-500 и ПМ-700 предусмотрены два новых типо­ размера муфт МШ-600 и МШ-900.

Новые шиннопневматические муфты предназначены для передачи крутящего момента, соединения и разъединения валов двигателей, трансмиссий и машин буровых установок, работающих в климати­ ческих условиях, предусмотренных ГОСТ 15150—69. Их баллоны следует изготовлять из теплостойкой резины.

Коэффициент трения фрикционной пары новых муфт должен быть

равен 0,4 ±

І'Ц.

В процессе

эксплуатации

при повышении

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 11

 

 

 

Габаритные размеры, мм

 

 

 

Вес,

внутрен­

 

 

 

 

Число

Типоразмер

ний

 

 

 

 

фрикци­

кг

диаметр

наружный

ширина

ширина

диаметр

онных

 

 

по колод­

колодок

 

 

кам в

диаметр

обода

колодок

фланца

 

 

 

свободном

баллона

 

 

обода

 

 

 

состоя­

 

 

 

 

 

 

 

нии

 

 

 

 

 

юсвзоо

8,6

257

336

105

76,2

390

- 10

12СВ350

11,8

308

393

120

89,0

448

12

14СВ400

14,1

358

444

133

102,0

498

14

16СВ500

33,6

410

517

168

127,0

597

10

18СВ500

36,7

462

568

168

127,0

647

И

20СВ500

40,0

513

619

168

127,0

700

12

22 С В 500

43,1

563

670

168

127,0

750

13

24СВ500

46,3

615

720

168

127,0

800

14

26СВ525

60,3

665

777

176

133,0

865

16

28СВ525

63,5

710

827

176

133,0

915

17

30СВ525

67,1

767

873

176

133,0

965

18

32СВ525

71,2

818

927

176

133,0

1040

19

36СВ525

80,7

920

1047

176

133,0

ИЗО

22

40СВ525

91,1

1020

1147

176

133,0

1235

24

45СВ525

119,0

1150

1275

176

133,0

1360

27

50СВ650

209,0

1280

1478

227

165,0

1575

30

П р и м е ч а н и е . В муфте 45CB500 предусмотрено два ниппеля, в муфте 56СВ500 — четыре, в остальных муфтах-один.


температуры на поверхности трения до 400° С он может снижаться до 0,32.

Муфта типа МШ приведена на рис. 14. В табл. 10 даны основные параметры и размеры муфт, а на графиках рис. 15 показаны значения

предельных

крутящих моментов муфт этого типа в зависимости

от частоты

вращения.

М, кВт Nj.c

200

400

600

800

1000

1200

1400

WOO

 

 

 

Частота вращения л, об/пин

 

 

 

 

Рис. 17. График зависимости мощностей,

передаваемых муфтами

типа

СВ

 

от частоты вращения:

 

 

 

 

 

1 — 45CB525; 2 — 40СВ525; 3 — 36СВ525; 4

32CB525; 5 —

30CB525; 6

28СВ525;

7

26СВ525; 8 — 24CB500; 9 — 22СВ500;

10 — 20СВ500;

11 — 18СВ500; 12 — 16СВ500;

13

14СВ400; 14

— 12СВ350; 15

— 10CB300.

 

 

 

 

За рубежом шиннопневматические муфты изготовляют специали­ зированные фирмы «Фавик Айрфлекс» (США), «Кауерман К. Г.» (ФРГ), «Графт айф флексибле глутчес» (Англия). Фирма «Фавик

Айрфлекс» [12] выпускает шиннопневматические муфты

обжимного

и разжимного типов. Из них наибольшее распространение

получили

муфты обжимного типа СВ, отличающиеся от

отечественных муфт

в основном способом крепления баллонов к ободам и материалом

фрикционных накладок. Баллоны муфт этого

типа привулканизи-

рованы к стальным ободам наружной цилиндрической

поверхностью

своих протекторов. Фрикционные накладки колодок

изготовляют

из формованной асбестовой массы и тканого асбеста.

 


Габаритные размеры шиннопневматических муфт СВ различных типоразмеров приведены в табл. 11. На графиках рис. 16 и 17 по данным [1] показаны зависимости крутящих моментов и передава­ емых мощностей муфт типа СВ от частоты вращения при давлении в камерах баллонов 7 кгс/см2 .

Р а с ч е т шиннопневматических муфт

Шиннопневматические муфты успешно применяют в различных машинах для передачи крутящих моментов от 100 до 8000 кгс-м при мощности передачи до 1000 л. с. и скорости вращения валов до 1500 об/мин. Однако в связи с ростом глубин бурения и соз­ данием ряда новых буровых установок появилась необходимость в расширенном ряде шиннопневматических муфт с улучшенными параметрами и совершенствовании методики их расчета.

К основным параметрам, позволяющим определить целесообраз­ ность использования этих муфт в различных узлах машин и меха­ низмов, а также дать оценку качества их работы, относятся:

передаваемый крутящий момент; прочность основных элементов и долговечность при эксплуатации;

податливость, характеризующая способность муфты компенсиро­ вать неточность сборки агрегатов, валы которых соединены этой муфтой.

При заданных параметрах вес муфты будет минимальным только в том случае, если ее конструкция и размеры обоснованы расчетом. На долговечность работы муфты значительно влияет выбор фрик­ ционных материалов.

В настоящем разделе рассмотрены вопросы расчета предельного крутящего момента муфты, прочности ее основного элемента — бал­ лона, энергетического баланса, расчета долговечности, компенси­ рующей способности и коэффициента полезного действия муфт.

Определена зависимость крутящего момента, долговечности и ком­ пенсирующей способности муфт от размеров и материалов их

элементов, а также от режимов работы.

 

К р у т я щ и й м о м е н т м у ф т ы .

Предельный крутящий

момент Мпр шиннопневматической муфты,

определяемый коэффи­

циентом трения фрикционных колодок по шкиву с учетом центробеж­ ной силы, отжимающей подвижную часть баллона, выражается формулой

М п ? - « ? р - Q ^ ) ^ = [ ( p n - p j F - ^ ] V ±

( I I . 1)

или

 

М п р = [ я £ > в 5 м ( Р п - Р о ) - 1 Д 2 С 1 г ц . т г е М О - 5 ] №s-t

(II.2)

где Qp — радиальное усилие на шкив от давления воздуха в баллоне; (?ц. г — центробежная сила, действующая на отжимаемую часть муфты; ц — коэффициент трения; Dm — диаметр шкива; рп

4 Заказ 2104

49