Редуктор для забойного двигателя

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ РЕДУКТОР ДЛЯ ЗАБОЙНОГО ДВИГАТЕЛЯ(71) Заявитель Государственное учреждение высшего профессионального образования БелорусскоРоссийский университет(72) Авторы Лустенков Михаил Евгеньевич Прудников Александр Петрович Фитцова Екатерина Сергеевна(73) Патентообладатель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(57) Редуктор для забойного двигателя, содержащий цилиндрический корпус, шарики, цилиндрический ведомый вал со сквозными продольными прорезями, ведущий вал, размещенный внутри цилиндрического ведомого вала, втулки, установленные на ведущем валу с возможностью образования периодической беговой дорожки под шарики, и втулки,установленные в цилиндрическом корпусе с возможностью образования периодической беговой дорожки под шарики, при этом втулки выполнены из двух частей, отличающийся тем, что на каждый шарик установлена состоящая из двух колец обойма с наружной цилиндрической и внутренней сферической поверхностями. Фиг. 1 Изобретение относится к технике для бурения глубоких скважин, а именно к редукторам забойных двигателей, служащих для изменения частоты вращения долота. Может применяться в общем машиностроении в качестве устройств для изменения скорости вращения и крутящих моментов. Известна лебедка, содержащая корпус, движитель, например рукоятку, соединенную с ведущим валом, на котором закреплены два кулачка, тела качения, барабан, закрепленный на барабане трос, причем на внутренней цилиндрической поверхности барабана выполне 17296 1 2013.06.30 ны пазы, тела качения выполнены в виде ступенчатых роликов, а в корпусе закреплены два неподвижных кулачка, обращенных друг к другу многопериодными торцовыми поверхностями 1. Ступенчатые ролики контактируют одновременно с тремя поверхностями, что вызывает большие потери на трение скольжения и снижение КПД. В процессе эксплуатации лебедки на концы ступенчатых роликов действуют консольные нагрузки со стороны пазов барабана и двух кулачков, закрепленных на ведущем валу. Это приводит к перекосам ступенчатых роликов и заклиниванию лебедки, что снижает ее работоспособность. В известной передаче с промежуточными звеньями ролики контактируют с гнездами обоймы посредством колец, что позволяет заменить трение скольжения трением качения,что, в свою очередь, приводит к увеличению КПД передачи 2. Однако промежуточные звенья в процессе работы известной передачи совершают радиальные перемещения, что увеличивает радиальные габариты передачи и ограничивает ее применение для забойных двигателей, так как максимальный диаметр передачи ограничен диаметром скважины. Известен также механизм для преобразования равномерного вращательного движения в неравномерное вращательное 3. Ему присущи аналогичные недостатки увеличенные радиальные габариты и возможность перекоса роликов. Наиболее близким по технической сущности является синусошариковый редуктор для забойных двигателей, содержащий цилиндрический корпус, шарики, цилиндрический ведомый вал со сквозными продольными прорезями под шарики, ведущий вал, размещенный внутри ведомого вала, установленные на ведущем валу и в корпусе с возможностью осевого перемещения втулки с синусоидальными беговыми дорожками под шарики, причем установленные в корпусе втулки выполнены из двух частей, каждая из которых имеет синусоидальную беговую дорожку под шарики на торце, причем части втулок установлены с зазором между торцовыми поверхностями с синусоидальными беговыми дорожками 4. В данном редукторе шарики имеют точечный контакт со сквозными продольными прорезями ведомого вала, что приводит к увеличению контактных напряжений и снижению нагрузочной способности редуктора. Контакт шариков одновременно с тремя поверхностями вызывает большие потери на трение скольжения и снижение КПД редуктора. Задачей изобретения является увеличение КПД редуктора для забойных двигателей,его работоспособности и нагрузочной способности. Поставленная задача достигается тем, что в редукторе для забойных двигателей, содержащем цилиндрический корпус, шарики, цилиндрический ведомый вал со сквозными продольными прорезями, ведущий вал, размещенный внутри цилиндрического ведомого вала, втулки, установленные на ведущем валу с возможностью образования периодической беговой дорожки под шарики, и втулки, установленные в цилиндрическом корпусе с возможностью образования периодической беговой дорожки под шарики, при этом втулки выполнены из двух частей, согласно изобретению, на каждый шарик установлена состоящая из двух колец обойма с наружной цилиндрической и внутренней сферической поверхностями. Повышение КПД редуктора для забойных двигателей достигается тем, что непосредственный контакт шариков осуществляется только с периодическими беговыми дорожками, образованными втулками, а со сквозными продольными прорезями цилиндрического ведомого вала контакт осуществляется посредством обойм, причем обоймы могут катиться, а не скользить по поверхности сквозных продольных прорезей. Работоспособность редуктора для забойных двигателей повышается за счет отсутствия консольных нагрузок на шарик, который может осуществлять вращение относительно внутренней сферической поверхности обоймы, избегая при этом заклинивания. Нагрузочная способность редуктора для забойных двигателей возрастает из-за замены точечного контакта шарика с поверхно 2 17296 1 2013.06.30 стями сквозных продольных прорезей на линейный контакт наружной цилиндрической поверхности обоймы со сквозными продольными прорезями, что приводит к снижению контактных напряжений и позволяет передавать большую нагрузку при тех же габаритах редуктора для забойных двигателей. Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображена схема предлагаемого редуктора для забойных двигателей. На фиг. 2 изображена схема контакта шарика и обоймы со сквозными продольными прорезями цилиндрического ведомого вала. Редуктор для забойных двигателей состоит из ведущего вала 1 с установленными на нем втулками 2 и 3 соответственно, образующими периодическую беговую дорожку 4 под шарики 5, цилиндрического ведомого вала 6 со сквозными продольными прорезями 7 и втулок 8 и 9, образующих периодическую беговую дорожку 10. Втулки 8 и 9 установлены в цилиндрическом корпусе 11. На шариках 5 установлены обоймы 12. Ведущий вал 1 и цилиндрический ведомый вал 6 базируются в подшипниках 13, 14, 15. Обойма 12 (фиг. 2) состоит из двух колец 16 и 17, имеет внутреннюю сферическую поверхность 18 и наружную цилиндрическую поверхность 19. Редуктор для забойных двигателей работает следующим образом. При вращении ведущего вала 1, вращаются установленные на нем втулки 2 и 3. Шарики 5 перемещаются по периодической беговой дорожке 4 и одновременно по периодической беговой дорожке 10, образованной втулками 8 и 9, установленными в корпусе 11. При этом шарики 5 также перемещаются вдоль сквозных продольных прорезей 7. При перемещении шарики 5 вращаются относительно внутренней сферической поверхности 18 обоймы 12. Обоймы 12 совершают качение вдоль сквозных продольных прорезей 7, контактируя с ними посредством наружных цилиндрических поверхностей 19. Согласованное перемещение шариков 5 и обойм 12 вызывает вращение цилиндрического ведомого вала 6 со скоростью ниже скорости вращения ведущего вала 1. Число шариков, обойм и передаточное число редуктора для забойных двигателей зависит от числа периодов периодических беговых дорожек, образованных втулками, установленными на ведущем валу и в корпусе. В качестве беговых дорожек могут использоваться синусоидальные, циклоидальные и другие виды периодических кривых. Источники информации 1. Патент 6376 , МПК (2009)66 1/00, 2010. 2. Патент 2124154 1, МПК 16 1/00, 25/06, 1998. 3. Патент 2022183 1, МПК 16 25/04, 1994. 4. А.с. СССР 1728461 1, МПК 21 4/00, 1992. Фиг. 2 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3