КОРПУС КРИВОШИПНОГО НАСОСА

Полезная модель относится к области изготовления кривошипных насосов [1], например буровых по ГОСТ 6031 [2].
Корпус насоса является базовой опорной деталью для установки трансмиссионного (входного) и кривошипного валов, от надежной работы которых зависит работа насоса в целом.
Известна конструкция корпуса из литого чугуна в насосах типа УНБ-600 [2], состоящая из станины и крышки, фиг.1. Кривошипный насос УНБ-600 взят за прототип.
В станине насоса УНБ-600 размещены двух опорный трансмиссионный вал с зубчатой шестерней и двух опорный кривошипно-ползунный механизм с зубчатым колесом. Подшипниковые опоры трансмиссионного и кривошипного валов устанавливаются в соответствующих цилиндрических расточках, образуемых совместной обработкой станины и корпуса, причем плоскость разъема Р станины и крышки проходит через оси вращения трансмиссионного и кривошипного валов, фиг.2. Скрепление крышки и станины выполнено крепежными элементами - шпильками, фиг.2, поз.3 и поз.4, способными не допустить раскрытие стыка по плоскости разъема Р при приложении нагрузки на опоры.
К недостаткам конструкции прототипа следует отнести следующее:
При приложении внешней нагрузки на трансмиссионный и коленчатый валы, на их опорах возникают реакции сил, фиг.2, которые воспринимаются шпильками поз.3, поз.4. Силы затяжки шпилек рассчитаны так, чтобы не допустить раскрытие стыка и обеспечить их прочность при переменных напряжениях. При длительной работе при переменных нагрузках силы затяжек ослабевают, что постепенно приводит к раскрытию стыка станины и крышки. Причем центры опор валов смещаются от геометрических центров совместных
цилиндрических расточек станины и крышки. Величины и частоты смещений зависят от угла поворота кривошипного вала, частоты его вращения и определяют объем утечек масла из картера по плоскости разъема, работоспособность и долговечность подшипниковых опор и зубчатого зацепления.
Станина и крышка отлиты из чугуна и представляют собой массивные детали, характерные для литья из черных металлов. Данные детали значительно влияют на металлоемкость насоса, поскольку толщины стенок, ребер жесткости и т.д. определяются не параметрами жесткости, а литейными свойствами материала.
Целью полезной модели является повышение работоспособности насоса путем увеличения долговечности базовых деталей и сборок кривошипно-ползунного механизма, трансмиссионного вала (подшипники опорные, шатунные, зубчатая передача и др.) и полное исключение утечек масла по разъему станины и крышки.
Предлагаемая полезная модель корпуса кривошипного насоса фиг.3 выполнена из стального проката стандартных профилей методом сварки и состоит из силовой станины поз.1 и крышки поз.2, разгруженной от всех сил. В силовой станине фиг.4 опоры трансмиссионного вала выполнены в неразъемных цилиндрических расточках, а опоры d кривошипного вала в цилиндрических расточках D со съемными вкладышами для обеспечения монтажа кривошипного вала. Хорда χ цилиндрической расточки D, определяющая размер вкладыша, должна быть больше диаметра шипа d опорной части кривошипного вала. Отношение хорды χ к диаметру цилиндрической расточки D должно быть таким, чтобы иметь возможность разместить подшипник и стакан, если он предусмотрен конструкцией. Удержание вкладыша в кольцевой цилиндрической расточке от радиального смещения от действия силы со стороны подшипниковой опоры кривошипного вала осуществляется главным образом кольцевой жесткостью опоры на дугах S, фиг.4, и
дополнительно поперечными призонными болтами (шпильками), стягивающими вкладыш в кольцевой опоре.
Преимуществом полезной модели в сравнении с прототипом является то, что
1) увеличивается долговечность базовых деталей кривошипно-ползунного механизма и трансмиссионного вала (подшипники опорные, шатунные, зубчатая передача) и полностью исключается утечки масла по разъему между станиной и крышкой за счет размещения опор кривошипного вала в цилиндрических расточках с вкладышами и опор трансмиссионного вала в неразъемных цилиндрических расточках в станине, а положение плоскости сопряжения с крышкой выполнено выше плоскости, проходящей через оси центров кривошипного и трансмиссионного валов;
2) снижается удельная металлоемкость за счет применения при изготовлении станины и крышки стального проката стандартных профилей рациональных, с точки зрения прочности и жесткости, размеров.
Литература
1. ГОСТ 17398 «Насосы термины и определения»
2. Насос буровой двухпоршневой УНБ - 600. Каталог деталей и сборочных единиц, Внешторгиздат., Изд. №3791 СО