Стенд для обкатки и испытания гидравлических забойных двигателей

Стенд для обкатки и испытания гидравлических забойных двигателей, содержит установочную базу, зажимы для закрепления гидравлического забойного двигателя, нагрузочно-тормозной блок включающий тормозное устройство, выполненное в виде диска и суппортов, устройство осевой нагрузки, выполненное в виде гидроцилиндров, систему подачи и отвода энергетической жидкости, систему измерения параметров забойных двигателей, например, давления и расхода энергетической жидкости, частоты вращения и крутящего момента. Система измерения параметров забойных двигателей включает компьютер с программным обеспечением и аналого-цифровой преобразователь, с помощью которого сигналы сдатчиков переводятся в графики и выводятся на печать. Стенд снабжен шарнирным устройством с одной стороны жестко закрепленным на валу тормозного устройства, с другой - соединен с вращающимся валом шпинделя гидравлического забойного двигателя через переводник, имеющий окна для отвода энергетической жидкости и шлицевой хвостовик, входящий в зацепление со шлицами шарнирного устройства при этом гидроцилиндры, установленные на одной оси с валом тормозного устройства и валом шпинделя через раму тормозного устройства и шарнирное устройство создают осевой момент. В раме установочной базы размещен бак для энергетической жидкости. Технический результат - возможность проведение испытаний как с осевой нагрузкой так и без нее, что важно при обкатке после ремонта, так как не всегда есть необходимость нагружать осевой нагрузкой осевую опору. 1 н. 2 з.п. ф-лы, 3 илл.

Полезная модель относится области машиностроения, а именно к оборудованию для сервисного обслуживания гидравлических забойных двигателей (ГЗД) и предназначена для обкатки проведения испытаний как новых, так и после ремонта ГЗД.

Известен горизонтальный стенд, включающий установочную базу с зажимными хомутами, гидравлический домкрат, ленточный тормоз, приемный чан и насос стенда(см. З.И.Шумилова, И.В.Собкина Справочник по турбобурам, М., Недра 1970 - С.184-185)

Недостатками стенда-аналога является жесткое закрепление зажимов для ГЗД на раме установочной базы. Данные зажимы не имеют возможности отклоняться на угол равный углу отклонения двигательной секции относительно шпиндельной секции ГЗД, ни в вертикальном, ни в горизонтальном направлении. Тем самым отсутствует возможность проведения испытаний ГЗД в компоновке отклонителя, когда секция двигателя ГЗД расположена относительно секции шпиндельной ГЗД под углом 3°.

Наиболее близким но технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является стенд (пол. мод. патент РФ 40791 МПК G01V 15/00, опубл. 27.09.2004 г.) содержащий установочную базу, зажимные приспособления для закрепления ГЗД, емкость для сбора энергетической жидкости, насос, датчик, тормозное устройство. Согласно полезной модели тормозное устройство содержит два диска, подвижный и неподвижный, установленные с зазором в пределах 10-15 мм с возможностью контакта при осевой нагрузке, подвижный лиск, задающий осевую нагрузку, установлен на валу тормозного устройства, а неподвижный диск, получающий осевую нагрузку и передающий при этом крутящий момент установлен на валу ГЗД, причем датчик, вал и корпус гидроцилиндров жестко закреплены на установочной базе.

Недостатками стенда-прототипа является конструктивно сложно накручивать диск на вал шпинделя с соблюдением момента затяжки, так как диаметр диска существенно больше вала шпинделя.

Задачей создания полезной модели является повышение качества выпускаемых ГЗД; с осевой нагрузкой испытания ГЗД приближены к условиям работы двигателя в забое, расширение эксплуатационных возможностей стенда и удобства монтажа.

Поставленная задача решается с помощью признаков указанных в формуле полезной модели, общих с прототипом, таких как стенд для обкатки и испытания гидравлических забойных двигателей, содержащий установочную базу, зажимы для закрепления гидравлического забойного двигателя, нагрузочно-тормозной блок включающий тормозное устройство, выполненное в виде диска и суппортов, устройство осевой нагрузки, выполненное в виде гидроцилиндров, систему подачи и отвода энергетической жидкости, систему измерения параметров забойных двигателей, например, давления и расхода энергетической жидкости, частоты вращения и крутящего момента, и отличительных существенных признаков таких как стенд снабжен шарнирным устройством с одной стороны жестко закрепленным на валу тормозного устройства, с другой -соединен с вращающимся валом шпинделя гидравлического забойного двигателя через переводник, имеющий окна для отвода энергетической жидкости и шлицевой хвостовик, входящий в зацепление со шлицами шарнирного устройства, при этом гидроцилиндры, установленные на одной оси с валом тормозного устройства и валом шпинделя через раму тормозного устройства и шарнирное устройство создают осевой момент.

Согласно п.2 формулы в раме установочной базы размещен бак для энергетической жидкости.

Согласно п.3 формулы система измерения параметров забойных двигателей включает компьютер с программным обеспечением и аналого-цифровой преобразователь, с помощью которого сигналы сдатчиков переводятся в графики и выводятся на печать.

Технический результат - возможность проведение испытаний как с осевой нагрузкой так и без нее, что важно при обкатке после ремонта, так как не всегда есть необходимость нагружать осевой нагрузкой осевую опору шпинделя уменьшая ее ресурс.

Предлагаемая конструкция дает возможность проведение испытаний как с осевой нагрузкой так и без нее, что важно при обкатке после ремонта, так как не всегда есть необходимость нагружать осевой нагрузкой осевую опору шпинделя уменьшая ее ресурс.

Крутящий момент передается на тормозное устройство через шарнирное устройство, которое может передовать момент под углом до 2°, что конструктивно упрощает не оцентрованность вала шпинделя относительно оси тормозного устройства.

Вал шпинделя соединяется с шарнирным устройством через переводник (шлицевое соединение), накручиваемый на вал шпинделя на специальном ключе с выдержкой моментов затяжки, что важно при проведение испытаний (в стенде прототипе конструктивно не понятно как накручивать диск на вал шпинделя с соблюдением момента затяжки, так как диаметр диска существенно больше вала шинделя).

Так же в переводнике имеются отверстия для отвода жидкости, чего нет в стенде прототипе (не понятно как уходит рабочая жидкость в данной конструкции указанной на фиг.2)

Полезная модель иллюстрируется следующими чертежами. На фиг.1 показан общий вид стенда, сбоку; на фиг.2 - общий вид стенда, сверху; на фиг.3 - изображено тормозное устройство, вид сбоку; на фиг.4 размещение на стенде датчика крутящего момента; на фиг.5 приведена принципиальная схема подачи и отвода жидкости.

Стенд для обкатки и испытания гидравлических забойных двигателей, содержит (фиг.1) установочную базу 1, зажимы 2 для закрепления гидравлического забойного двигателя 3, нагрузочно-тормозной блок включающий тормозное устройство 4, выполненное в виде диска 5 и суппортов 6 (фиг.3), устройство осевой нагрузки 7, выполненное в виде гидроцилиндров 8, систему подачи и отвода энергетической жидкости 9, систему измерения параметров забойных двигателей 10, например, давления 11 и расхода 12 энергетической жидкости, частоты вращения 13 и крутящего момента 14 (фиг.2, 3, 4). Стенд снабжен шарнирным устройством 15 (фиг.1) с одной стороны жестко закрепленным на валу 16 тормозного устройства 4, с другой - соединен с вращающимся валом 17 шпинделя гидравлического забойного двигателя 3 через переводник 18, имеющий окна 19 для отвода энергетической жидкости и шлицевой хвостовик 20, входящий в зацепление со шлицами 21 шарнирного устройства 15, при этом гидроцилиндры 8, установленные на одной оси с валом 16 тормозного устройства и валом 17 шпинделя через раму 22 тормозного устройства и шарнирное устройство 15 создают осевой момент.

В раме (фиг.1) установочной базы размещен бак для энергетической жидкости.

Система измерения параметров забойных двигателей включает компьютер с программным обеспечением и аналого-цифровой преобразователь (фиг.2), с помощью которого сигналы сдатчиков переводятся в графики и выводятся на печать. Операции по управлению стендом осуществляются с пульта управления, контролируемые параметры работы задаются, контролируются и документируются с помощью компьютера.

Принципиальная схема стенда (фиг.5) состоит из насосной группы, соединенной трубопроводом и гибким патрубком с входной частью ГЗД. На схеме поз.23 линия подачи высокого давления; поз.24 насосный блок; поз. поз 25 нагрузочно-тормозной блок; поз.26 пульт управления. (задвижка с пневмоприводом, предохранительное устройство на черт. не показаны). Прошедшая через ГЗД рабочая жидкость отводится по лотку в раме стенда в приемный бак насосной группы. Частота вращения вала ГЗД фиксируется датчиком оборотов 13. Тормозной момент, развиваемый тормозным устройством, определяется по датчику крутящего момента 14, осевая нагрузка, задаваемая гидроцилиндрами определяется по таблице через произведение давления на площадь цилиндров. Расход и давление энергетической жидкости определяется блоком датчиков расхода и давления. Результаты измерения параметров подаются на компьютер, обрабатываются и выводятся в виде графиков и таблиц с данными испытаний.

В испытуемый ГЗД, через сменный переводник, ввинчивается специальный переводник (на чертеже не указан), который соединен с напорным рукавом. Один конец специального переводника оснащен конической резьбой для соединения со сменным переводником, а второй конец имеет цилиндрическую резьбу под накидную гайку ниппеля напорного рукава. На вал ГЗД через сменный переводник навертывается переводник, имеющий шлицевой хвостовик, входящий в зацепление со шлицами шарнирного устройства. Шарнирное устройство установлено на валу тормозного устройства (дисковые тормоза). Осевую нагрузку задают два гидроцилиндра. Переводник имеет окна для вывода энергетической жидкости, которая, сливаясь в поддон рамы, отводится через патрубок в емкость-отстойник. Разбрызгиванию сливаемой жидкости препятствует кожух, установленный на раме.

Принцип испытания:

1. Испытание без осевой нагрузки - вращающийся вал шпинделя, соединенный через переводник с шарнирным устройством, которое в свою очередь жестко закреплено на валу тормозного устройства (дискового тормоза), тормозится с фиксацией тормозного момента;

2. Испытание с осевой нагрузкой - вращающийся вал шпинделя, соединенный через переводник с шарнирным устройством, которое в свою очередь жестко закреплено на валу тормозного устройства (дискового тормоза), тормозится с фиксацией тормозного момента при этом два гидроцилиндра установленные на одной оси с валом тормоза и валом шпинделя через раму тормоза и шарнирное устройство создают осевой момент.

Хотя настоящая полезная модель описана посредством примеров ее выполнения, объем данной полезной модели не ограничивается этими примерами, но определяется лишь формулой полезной модели с учетом возможных эквивалентов.

1. Стенд для обкатки и испытания гидравлических забойных двигателей, содержащий установочную базу, зажимы для закрепления гидравлического забойного двигателя, нагрузочно-тормозной блок, включающий тормозное устройство, выполненное в виде диска и суппортов, устройство осевой нагрузки, выполненное в виде гидроцилиндров, систему подачи и отвода энергетической жидкости, систему измерения параметров забойных двигателей, например давления и расхода энергетической жидкости, частоты вращения и крутящего момента, отличающийся тем, что он снабжен шарнирным устройством, с одной стороны жестко закрепленным на валу тормозного устройства, с другой - соединенным с вращающимся валом шпинделя гидравлического забойного двигателя через переводник, имеющий окна для отвода энергетической жидкости и шлицевой хвостовик, входящий в зацепление со шлицами шарнирного устройства, при этом гидроцилиндры, установленные на одной оси с валом тормозного устройства и валом шпинделя через раму тормозного устройства и шарнирное устройство, создают осевой момент.

2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что в раме установочной базы размещен бак для энергетической жидкости.

3. Стенд по п.1, отличающийся тем, что система измерения параметров забойных двигателей включает компьютер с программным обеспечением и аналого-цифровой преобразователь, с помощью которого сигналы с датчиков переводятся в графики и выводятся на печать.