ОПОРНЫЙ ПОДШИПНИКОВЫЙ УЗЕЛ СЕКЦИОННОГО БУРОШНЕКОВОГО ИНСТРУМЕНТА

Заявляемое техническое решение относится к горному делу и строительству, в частности, к бурению скважин, и может быть использовано в устройствах для центрирования в скважине секционного бурошнекового инструмента машин горизонтального бурения.
Известен опорно-центрирующий узел секционного бурошнекового инструмента с подшипником скольжения (Маметьев, Л.Е. Обоснование параметров технического ресурса опорных подшипниковых узлов инструмента бурошнековых машин / Л.Е. Маметьев, О.В. Любимов, Ю.В. Дрозденко. - Вестник Кузбасского государственного технического университета, 2013, №1, с. 16-18), содержащий ступенчатый вал с замковыми приспособлениями для крепления к секциям бурошнекового става, корпус с вкладышем.
Недостатками данного узла являются малый относительный ресурс и низкая эксплуатационная надежность, предопределяемые конструктивными особенностями, и, как следствие, необходимость в частом техническом обслуживании.
Известен подшипниковый узел для использования в качестве опорно-якорного и опорно-центрирующего устройства шнекового бурового става (Маметьев, Л.Е. Конструктивные элементы узлов и механизмов для шнековых машин горизонтального бурения / Л.Е. Маметьев, Ю.В. Дрозденко, О.В. Любимов. - Справочник. Инженерный журнал. 2010, №11, с. 25-26, с. 3 обложки). Узел содержит ступенчатый вал, корпус, в котором установлены два наружных радиальных и два внутренних упорных подшипника качения. Для оптимизации массогабаритных характеристик и эксплуатационной надежности в составе конструкции использованы самогерметизированные радиальные подшипники качения, например, с твердосмазочным антифрикционным заполнителем.
Недостатком данного подшипникового узла является отсутствие возможности регулирования и фиксирования осевых зазоров в паре упорных подшипников качения, их заклинивание при вращении секционного бурошнекового инструмента, передаче осевого усилия и повышение энергоемкости процесса бурения в целом.
Технический результат - предотвращение заклинивания подшипниковых узлов секционного бурошнекового инструмента путем обеспечения их регулирования и снижение энергоемкости процесса бурения.
Указанный технический результат достигается тем, что в опорном подшипниковом узле секционного бурошнекового инструмента, включающем ступенчатый вал с замковыми приспособлениями для крепления к секциям бурошнекового инструмента, корпус, в котором установлена пара наружных самогерметизированных радиальных и пара внутренних упорных подшипника качения, согласно заявляемому техническому решению, на ступенчатом валу выполнен шлицевой хвостовик, который подвижно сопряжен с одним из замковых приспособлений в виде съемной шлицевой втулки с возможностью регулирования осевых зазоров, затяжки и стопорения в паре внутренних упорных подшипников качения.
Заявляемое техническое решение поясняется чертежом (фиг. 1), представляющим сечение опорного подшипникового узла.
Заявляемый подшипниковый узел секционного бурошнекового инструмента включает ступенчатый вал 1, с замковыми приспособлениями 2 и 3 для крепления к секциям бурошнекового инструмента 4, корпус 5, в котором установлена пара наружных самогерметизированных радиальных подшипника качения 6 и пара внутренних упорных подшипника качения 7. На ступенчатом валу 1 выполнен шлицевой хвостовик 8, а одно из замковых приспособлений - 2 выполнено в виде съемной шлицевой втулки, подвижно сопряженной со шлицевым хвостовиком 8 с возможностью регулирования осевых зазоров, затяжки и стопорения в паре внутренних упорных подшипников качения 7. Затяжка и стопорение осуществляются с помощью гайки 9 и стопорного кольца 10.
Опорный подшипниковый узел работает следующим образом. Ступенчатый вал 1 предварительно собран с подшипниками качения 6 и 7 в корпусе 5. На нем выполнен шлицевой хвостовик 8, на который для окончательной сборки узла надето замковое приспособление 2 в виде шлицевой втулки, свободно перемещающейся по хвостовику и упирающейся во внутренние упорные подшипники качения 7. Регулирование осевых зазоров, затяжка и стопорение в паре внутренних упорных подшипников качения 7 осуществляются с помощью гайки 9 и стопорного кольца 10. Затем опорный подшипниковый узел размещен между секциями бурошнекового инструмента 4 с использованием замковых приспособлений 2 и 3.
При бурении скважин крутящий момент между секциями бурошнекового инструмента 4 передается подвижным сопряжением между шлицевым хвостовиком 8 ступенчатого вала 1 и замковым приспособлением 2 в виде шлицевой втулки. В процессе эксплуатации зазоры в упорных подшипниках качения 7 возрастают, но могут быть минимизированы в процессе периодического технического обслуживания элементов бурового става путем повторного регулирования, затяжки и стопорения.
Таким образом, комбинация в предлагаемом техническом решении замкового приспособления и шлицевой втулки и образование затем совместно со шлицевым хвостовиком подвижного сопряжения обеспечивает, помимо передачи крутящего момента между секциями бурового става, регулирование и фиксацию зазоров в упорных подшипниках качения, благодаря чему снижается энергоемкость процесса бурения скважины.