2) Конструкция приводной механической части бурового насоса. Неисправности в процессе эксплуатации.

Ответ:

Конструкция приводной части

Трансмиссионный вал (рисунок 1) служит для передачи кру­тящего момента коренному валу насоса и выполнен в виде вы­водного вала-шестерни 8, концы которого используются для установки клиноременного шкива или цепного колеса в зависимости от принятой в приводе насоса передачи. Шкив и цепное колесо крепятся на валу шпонкой 12. Для облегчения сборки и разборки шкивы имеют разрезную ступицу, затягиваемую болтами. Так как возможны перекосы в результате прогиба под действием на­грузки на консоли, а также вследствие технологических неточно­стей трансмиссионный вал устанавливается на сферических двух­рядных роликоподшипниках 6, воспринимающих радиальные и осевую нагрузку от косозубой передачи.

Рисунок 1 - Трансмиссионный вал

Для предупреждения смятия и разбивания опорных поверх­ностей станины, а также устранения брака дорогостоящей ста­нины из-за расслабления отверстий при растачивании подшип­ники устанавливают на стальных гильзах 7, наружный диаметр которых больше диаметра шестерни. Благодаря этому при сборке насоса вал 8 свободно протаскивается через отверстия станины. Соосность наружной и внутренней поверхностей гильз обеспечи­вается жесткими допусками на их разностенность.

Гильзы имеют фланец небольшой высоты и притягиваются к станине сквозными крышками 1 и 10, закрепленными болтами 5. Благодаря затяжке болтами гильзы фиксируются в осевом на­правлении и предохраняются от проворачивания. Подшипники торцами внутренних колец упираются в буртики вала. Правый подшипник фиксируется в гильзе крышкой 10. Второй подшипник вала плавает в гильзе по наружной обойме.

Подшипники смазывают ручным насосом через пружинные тавотницы 3. Неподвижные стыки гильзы со станиной и крышкой уплотняются резиновыми кольцами 4, 9 и 13. Подвижный вну­тренний стык между гильзой и валом герметизируется бесконтакт­ным щелевым уплотнением, выполненным в виде кольцевых ка­навок в гильзе. Между крышками и валом устанавливают кон­тактные севанитовые уплотнения 2 и втулку 11.

Эксцентриковый коренной вал (рисунок 2) имеет сборную конструкцию. Прямой вал 15 с жестко закрепленными эксцентри­ками 9 опирается на коренные подшипники 6, расположенные в станине бурового насоса. Эксцентрики, выполняющие роль ша­тунных шеек, отливаются из углеродистой стали и соединяются сваркой. Число эксцентриков равно числу поршней бурового на­соса. Угловое смещение шатунных шеек коренного вала опреде­ляется требованиями равномерной подачи.

Рисунок 2 - Эксцентриковый вал

Согласно этому, в двухпоршневых насосах двустороннего действия угловое смещение эксцентриков составляет 90, а в трехпоршневых насосах одно­стороннего действия-120. Между эксцентриками располагается зубчатое колесо 8.

Составная конструкция коренного вала удобна в технологи­ческом отношении, так как позволяет упростить форму заготовок и облегчить их механическую обработку. Окончательная обра­ботка наружных поверхностей коренного вала и нарезка зубьев производятся после посадки эксцентриков на прямой вал и соеди­нения венца зубчатого колеса с его ободом.

Для точной осевой фиксации зубчатого колеса коренной вал опирается на спаренные радиально-упорные конические под­шипники 6, посаженные в переходные гильзы 3, установленные в расточки станины 1 и крышки 10 насоса. Наружные кольца подшипников удерживаются от продольного перемещения крышками 4, которые крепятся болтами к торцам гильз. Затяжка наружных колец подшипников регулируется мерными прокладками 14, установленными между крышкой 4 и торцем гильзы 3. Внутрен­ние кольца подшипников затягиваются шайбами 5, крепящимися болтами к торцам вала. Осевое положение коренного вала фик­сируется в нужном положении благодаря наружным кольцевым буртикам гильзы, упирающимся в торец расточек станины и крышки насоса.

Гильзы удерживаются от проворота с помощью дюбелей 16. Коренные подшипники смазывают ручным насосом через тавотницы, ввернутые в крышку станины. Эксцентриковые коренные валы преимущественно применяются в современных двух- и трехпоршневых буровых насосах.

Кольца роликовых подшипников 7 удерживаются от осевого перемещения кольцевыми шайбами 12, 13 и буртиками вала и шатуна. Кольцевые шайбы крепятся к торцам эксцентрика бол­тами. Натяг подшипников регулируется прокладками, установлен­ными между торцом шейки шатуна и шайбой 12. Разбрызгива­тели 2 отбрасывают масло на подшипники мотылевых шеек ша­туна при их погружении в масляную ванну.

В буровых насосах для передачи вращения от трансмиссион­ного вала коренному преимущественно используются косозубые зубчатые передачи, которые по сравнению с прямозубой переда­чей обладают большей нагрузочной способностью и плавностью зацепления, обусловливающей снижение уровня динамических нагрузок и шума при работе. Направление зуба шестерни прини­мается левым, а для колеса правым. Недостаток косозубых передач по сравнению с прямозубыми заключается в том, что в зацеплении возникает дополнительная осевая сила. Шевронные зубчатые колеса, представляющие разновидность косозубых ко­лес, не создают осевых нагрузок, однако в буровых насосах при­меняются реже из-за сложности изготовления.

Шестерни изготовляют из сталей марок 34ХН1М, 35ХНВ и 38ХГН в паре с венцом зубчатых колес соответственно из сталей марок 38ХГН, 35Х и 35Л.

Зубчатую пару смазывают жидким маслом путем окунания ее в масляную ванну либо с по­мощью масляного насоса.

Шатун передает движение от коренного вала ползуну (крейц­копфу) и представляет собой кованый или литой стержень из углеродистой стали марки 35 с противоположно расположенными большой и малой шейками. Большая шейка 11 шатуна, называе­мая мотылевой, охватывает коренной вал и имеет цельную либо разъемную конструкцию. Независимо от конструкций коренной вал соединяется с шатуном посредством конических роликовых подшипников. У эксцентриковых валов мотылевая шейка шатуна имеет значительно больший диаметр, чем у кривошипных и паль­цевых валов. Благодаря этому в эксцентриковых валах мотылевые подшипники имеют больший диаметр и обладают более высокой долговечностью.

Наряду с износостойкостью сочленений шатуны буровых на­сосов должны обладать необходимой усталостной прочностью, так как при эксплуатации они подвергаются действию асимметрич­ных циклических нагрузок. Стержень шатуна имеет двутавровое сечение, обеспечивающее достаточную жесткость при минималь­ной металлоемкости шатуна. Уменьшение массы способствует сни­жению инерционных нагрузок. Поэтому простые в изготовлении, но более массивные шатуны с круглым сечением стержня в буро­вых насосах не используются.

Малая шейка (рисунок 4), называемая ползунной, служит для шарнирного соединения шатуна 6 с ползуном 4, скользящим в прямолинейных направляющих. Центр шарнира движется акси­ально, т. е. по прямой, проходящей через ось вращения коренного вала. Дезаксиальные кривошипно-шатунные механизмы в буро­вых насосах не применяются. Малая шейка шатуна соединяется с корпусом ползуна при помощи полого валика 9. При ремонтных работах через отверстие в валике пропускается ломик для выпрессовки валика соседнего ползуна 13. Кроме того, пустотелая конструкция способствует более интенсивному охлаждению ва­лика и подшипника шатуна, нагреваемых в результате их взаим­ного трения.

В расточку ползунной шейки запрессована втулка 8 из оло­вянной бронзы либо другого пластичного материала, обычно ис­пользуемого для подшипников скольжения. Запрессовка не гаран­тирует втулку от проворачивания и осевого смещения, и поэтому она стопорится дюбелем 7. Диаметральный зазор между валиком и втулкой шатуна определяется в зависимости от диаметра ва­лика и выбранной посадки.

Рисунок 3 - Шатунный механизм

Валик 9 снабжен концевым центрирующим конусом, который входит в конусное отверстие ползуна. С помощью стопорной планки 11, входящей в поперечный паз торца валика, и болтов 10, ввинченных в ползун, валик запрессовывается в конусное от­верстие и благодаря этому удерживается от продольного смеще­ния и проворота относительно ползуна. В мощных насосах шейка шатуна соединяется с валиком ползуна посредством игольчатых подшипников.

Ползун состоит из литого стального корпуса и чугунных на­кладок 5. Накладки крепятся к цилиндрической поверхности кор­пуса болтами 12, застопоренными от самоотвинчивания упругими шайбами. В боковых стенках корпуса располагаются ступицы ва­лика 9. В днище корпуса имеется резьбовое отверстие для ползунной части штока 1, представляющего собой стальной цилинд­рический стержень с наружной резьбой для крепления с корпусом ползуна и внутренней резьбой для соединения с поршневой частью штока. Стопорение штока в ползуне осуществляется шплинтом 3 и гайкой 2.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ БУРОВЫХ НАСОСОВ

1. Назначение и технические параметры буровых насосов – знать

2. Конструкция буровых насосов – знать

3. Основные ремонтные нормативы

Структура ремонтного цикла К 6 Т К

МРЦ 3400 м-ч

МРП 500 м-ч

4. Неисправности в процессе работы и их причины

Возможные неисправности	Причины
Насос при пуске не подаёт жидкость	Закрыта задвижка на всасывании, большая высоста всасывания, подсос воздуха через неплотности на всасывающей линии.
Уменьшилась производительность насоса	Подсосы воздуха, неисправность клапанов, неправильная установка стаканов клапанов,
Уменьшение давления	Неисправность деталей клапанного узла, засорение фильтра на всасывании, износ поршней, негерметичность уплотнений штока
Стуки в гидравлической части	Ослабление посадки поршней на штоках, ослабление крепления цилиндровой втулки, ослабление соединение штока и контрштока, поломка пружин клапанов, наличие воздуха в рабочих камерах
Появление жидкости через контрольные отверстия гидрокоробок	Промыв конусных поверхностей сёдел, нарушены уплотнения цилиндровых втулок
Резкие перепады давления на нагнетании	Низкое давление или отсутствие давления газа в пневмокомпенсаторе, разрыв диафрагмы
Чрезмерный нагрев крейцкопфного узла	Слабое поступление масла на трущиеся поверхности, установка насоса с уклоном, большая вязкость масла
Повышенный нагрев подшипников приводной части	Недостаток смазки, неправильная регулировка подшипников или их износ и загрязнённость
Биение приводного шкива	Ослабление посадки шкива
Удары в приводной части	Ослабление крепления конусных пальцев крейцкопфов, износ шатунных или коренных подшипников