РАДИАЛЬНАЯ КОМПЕНСИРУЮЩАЯ МУФТА С ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКОЙ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель 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  заявленной полезной модели, 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 заявленной полезной моделью, 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 её 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 заявленной полезной модели, 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 заявленной полезной моделью, заключается в том, что цилиндрическая оболочка известной муфты выполнена из неметалла.
Техническая проблема, на решение которой направлена заявленная полезная модель, 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 полезной модели
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 радиальная компенсирующая муфта с цилиндрической оболочкой, в которой указанная цилиндрическая оболочка выполнена из металла как одно целое и предназначена для установки между валами и закрепления на валах посредством своих концевых частей, выполняющих функцию полумуфт, при этом ее средняя часть, расположенная между указанными концевыми частями, выполнена с множеством сквозных отверстий в стенке этой средней части, так что каждое сквозное отверстие выполнено в виде поперечной относительно оси муфты прорези, образованной двумя параллельными дуговыми плоскостями указанной стенки, расположенными поперечно относительно оси муфты, при этом упомянутые сквозные отверстия расположены четырьмя продольными рядами, объединенными 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 с образованием пар, состоящих из отверстий разных продольных рядов данной группы, причем отверстия каждой пары расположены в одной поперечной относительно оси муфты плоскости, а линии диаметра разных групп расположены перпендикулярно друг к 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 полезной модели
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 её 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 одной группе (в данном примере – 4), и одно отверстие, принадлежащее к другой группе (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 её 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.