Каким способом изготавливается станина ротора

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Станина — ротор

Станина ротора воспринимает и передает на основание все нагрузки, возникающие в процессе бурения и при спускоподъемных операциях. Внутренняя полость станины представляет собой масляную ванну. На внешнем конце вала ротора, на шпонке, может быть цепное колесо или полумуфта карданного вала. Стол ротора вращается на подшипниках качения. При отвинчивании долота или для предупреждения вращения бурильной колонны от действия реактивного момента ротор застопоривают защелкой или стопорным механизмом. [1]

Станина ротора воспринимает и передает на основание все нагрузки, возникающие в процессе вращения и спуско-подъемных операций. Внутренняя часть станины представляет собой масляную ванну. Стол ротора вращается на подшипниках качения, качество которых определяет долговечность ротора. Привод ротора может быть механическим ( цепная, карданная передачи) я гидравлическим. Привод может осуществляться и от индивидуального привода к ротору типа МК-3, УРК. [2]

Станина ротора имеет горизонтальный цилиндрический прилив, в котором установлен приводной вал, опирающийся на два сферических роликовых подшипника № 3634Л, закрепленных в отдельных станках. Такая конструкция позволяет легко демонтировать весь узел. [3]

Станина ротора состоит из двух частей, из которых левая часть 6 двляется фундаментом и опорной плитой для вращающегося стола 5, а правая часть 4 является опорой для подшипников роторного валика. Опорная плоскость для роликов проточена таким образом, что образующие конусов роликов пересекаются в центре вращения их. Этим достигаются более правильная работа роликов и меньшая срабатываемость краев выточки. Для пропуска инструмента и обсадных труб станина имеет центральное отверстие диаметром 781 мм. В настоящее время станина изготовляется из стального литья, вследствие чего устраняется необходимость установки под ролики специальных стальных сменных колец, которые имели место в старой конструкции роторов с чугунной станиной. [4]

Станина ротора представляет собой жесткую конструкцию коробчатого типа из стального литья или сварную из литых элементов из углеродистой стали марок 35Л, 40Л и др. Внутренняя часть ее одновременно является масляной ванной. В верхней части станины имеются кольцевые бурты ( обычно три), создающие лабиринтное уплотнение, предохраняющее от выбрасывания масла из станины и попадания в нее бурового раствора и грязи. [5]

Станина ротора рассчитывается на прочность по максимальной статической нагрузке от действия максимального веса обсадной колонны. Станину ротора изготовляют из стального литья или легированного чугуна большой ударной вязкости, так как при спусках бурильных и обсадных колонн в случаях неполадок в подъемной системе могут происходить удары элеватора о стол ротора. Толщина стенок станины в зависимости от величины действующей нагрузки колеблется от 15 до 30 мм. [6]

Станину ротора в большинстве случаев выполняют литой из конструкционных нелегированных сталей. Форма и ее геометрические размеры определяются конструктивными, эксплуатационными, технологическими и эстетическими требованиями. В станине имеются горизонтальная и вертикальная расточки для размещения быстроходного вала и стола ротора. [7]

На станину ротора переносят положение одного из ребер, отмечают метку вновь навинченной рабочей трубы и инструмент спускают так, чтобы можно было поставить вкладыши ротора. [8]

На станину ротора переносят положение одного из ребер, отмечают метку вновь навинченной рабочей трубы и инструмент спускают так, чтобы можно было поставить вкладыши ротора. [9]

В станине ротора ( см. рис. 1Щ8 а) основными базами служат плоские поверхности / основания и монтажных упоров на нем. Наиболее ответственными вспомогательными базами станины ротора служат: плоские и цилиндрические поверхности 11 к 4 расточек, определяющих положение соответственно нижнего кольца основной и верхнего кольца вспомогательной опор; цилиндрическая поверхность 16 отверстия, примыкающая к нему плоская поверхность наружного торца горловины и поверхности крепежных отверстий в нем, определяющих положение стакана и крышки узла ведущего вала. [11]

Внутренняя полость станины ротора является масляной ванной, служащей для смазки подшипников и зубчатых передач. Чтобы глинистый раствор не проникал в масляную ванну, внутренняя часть станины закрыта снизу высоким стаканом, который с обеих сторон охватывается поверхностями стола, создавая лабиринтовое уплотнение. Сверху полость станины защищена лабиринтовым уплотнением. В целях безопасности и удобства обслуживания вращающийся стол огражден неподвижным кольцом с рифленой поверхностью. В столе ротора уложен вкладыш из двух половин, внутри которого на конусной поверхности помещается зажим для ведущей трубы соответствующего размера, также состоящий из двух частей. Ротор имеет стопорное устройство и отверстия с пробками для залива и спуска масла. [12]

Для восстановления изношенных поверхностей станины ротора применяют способы ремонтных размеров, дополнительных ремонтных деталей, наплавку или металлизацию. [13]

Например, механическую обработку станины ротора проводят на автоматизированном станочном участке в мелкосерийном производстве. [15]

Источник

Технологический процесс изготовления ротора с обмоткой

1. Сборка пакета сердечника;

2. Запрессовка вала;

3. Насадка токосъемника и др. узлов;

4. Зачистка пазов;

5. Изолировка вала и пазов;

7. Заклинивание пазов;

8. Присоединение концов обмотки к коллектору;

13. Доводка ротора (обточка, продороживание, шлифование коллектора);

16. Разгон ротора;

17. Окончательный контроль;

18. Покрытие сердечника эмалью.

Пакет сердечника собирают в сборнике. Прессование пакета выполняют на гидравлическом прессе, усилие прессования определяется расчетом. Вначале пакет железа спрессовывается большим давлением, при этом достигается монолитность пакета, но может происходить ухудшение магнитных свойств, после снятия давления эти свойства восстанавливаются. Затем сердечник допрессовывается меньшим давлением. Усилие определяется длиной пакета, площадью листа и характером посадки на вал (обычно посадка с натягом, рифление). Допускается усилие прессования 100 кгс/см 2 и допрессовка 40-60 кгс/см 2 .

После прессования проверяют длину пакета шаблоном. Иногда операции 1 и 2 совмещают. Посадочные поверхности вала перед запрессовкой смазывают маслом. Для ориентации листов вставляют пазовые клинья.

Коллекторы и контактные кольца с пластмассовой втулкой надевают на вал, имеющий сетчатую накатку. Поверхность смазывают клеем или лаком. Пазы сердечника опиливаются для ликвидации неровностей. Это ручная операция, выполняется специальными напильниками, имеющими форму паза или протяжкам. После опиливания и контроля сердечник продувают сжатым воздухом. Изолирование пазов производят на специальном станке или вручную, применяют лакоткани, электрокартон и др. материалы. На некоторых заводах применяют напыление пластмасс. Затем изолируют вал между коллектором и якорем ленточными материалами или заливают пластмассой. Для размещения обмотки ротор размечают согласно схеме намотки. Намотка может выполнятся вручную или на намоточном станке. Шаблонные обмотки изготавливают заранее на оправках. Вначале укладываются нижние стороны всех секций, затем верхние. Заклинивание пазов производится стеклотекстолитом или деревянным клином. В крупных машинах между слоями и лобовыми частями укладывается изоляция. После укладки обмоток их выводы укладывают в прорези петушков коллектора. У мелких машин применяют специальные крючки. Присоединение концов обмотки коллектора производят пайкой или сваркой на специальном оборудовании. В процессе намотки и после нее осуществляется контроль. Для противодействия центробежным силам, возникающим при вращении применяют бандаж из проволоки или сплошного кольца на лобовые части обмотки. Под бандажи подкладывают изоляционные ленты.

Пропитку ротора с обмоткой выполняют следующими методами:

— Пропитка в вакууме и под давлением;

Для пропитки применяют лаки и компаунды без растворителей. Доводка коллектора предполагает механическую обработку для получения нужных размеров. Обточку коллектора производят на токарном станке в цилиндрах.

Продороживание – это фрезерование изоляционных прокладок коллектора на глубину 0,5…1 мм. Шлифование коллектора выполняется на полуавтомате тонким шлифовальным кругом.

Центровка ротора – это проверка радиальных биений относительно оси. При этом должны быть выдержаны следующие допуски: биение коллектора 0,01…0,02 мм; биение сердечника 0,03…0,04 мм. При больших величинах коллектор и сердечник шлифуют.

Балансировка ротора – это устранение небаланса, т. е. ассиметрии масс. Балансировка может быть статической и динамической. Статическая производится в режиме поворота, динамическая – в режиме вращения. Статическая выполняется в призмах, для динамической применяют балансировочный станок. Станок позволяет установить наличие, величину и место небаланса. После чего ротор снимают, удаляют материал в тяжелом месте или добавляют груз в легком месте.

Разгон якоря предполагает проверку качества изготовления коллектора. При разгоне якорь вращают 1…2 мин с максимальными оборотами в специальном приспособлении с замкнутым кожухом. Перед испытанием якорь подогревают до рабочей температуры. После испытания проверяют выступание пластин коллектора, д. б. не более 0,003 мм.

Контроль ротора включает следующие проверки:

1. Качество пайки выводов к коллектору, проводится внешним осмотром и измерением величины переходного сопротивления;

2. Проверка на обрыв;

3. Проверка отсутствия короткозамкнутых витков;

4. Контроль сопротивления изоляции.

Контроль выполняют на специальном оборудованном рабочем месте (стенд, пробойная установка). Электрические параметры проверяют после намотки обмотки, после пропитки и при окончательном контроле.

Источник

Буровой ротор (стр. 3 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5

а — шахтовые брусья с пазом; б — сборка брусьев.

Когда ротор приводится в движение карданным валом, необ­ходимо проверить соосность валов ротора и приводного меха­низма.

Смазка бурового ротора один из важнейших технологических процессов в эксплуатации ротора. Стекающее с конического колеса масло не может прямо попасть в главную опору; попадая сначала в картер, оно имеет воз­можность отстояться, прежде чем попасть во внутреннюю часть подшипника. Так как уровень смазки достигает центров шаров опоры, масло оттуда центробежной силой выбрасывается в кар­тер, создавая циркуляцию, обеспечивающую хорошую смазку и охлаждение. В роторе верхний вспомогательный подшипник быстро выходит из строя, так как в опоре большого диаметра неправильно решена принудительная система смазки. Нижняя главная опора, находясь в масляной ванне, не защи­щена от попадания в нее продуктов износа зубчатой передачи.

Для верхней опоры предусмотрена принудительная смазка, усложнившая конструкцию. Эта конструкция не обеспечивает требуемой точности расположения осей опоры, так как верхний подшипник монтируется в промежуточной крышке, а не в кор­пусе, что снижает точность монтажа и надежность конструк­ции. И если не обеспечены условия точности, качества изготов­ления и хорошей смазки, осуществляющей надежный отвод тепла, то при столь высоких скоростях трудно ожидать надежной работы ротора. Схема конической передачи и крепления вращающегося стола и ведущего вала в неподвижном корпусе определяется не только схемой расположения опор и передачи, но и обеспечением их надежной смазкой, предохранением под­шипников от попадания в них продуктов износа и хорошим отводом тепла.

Анализ конструкции ведущего вала ротора показывает, что, несмотря на нагружение опоры у шестерни радиальными и осевыми нагрузками, сдвоенный конический подшипник с хорошо подобранными размерами обеспечивает требуемую долговечность, термические удлинения вала не влияют на зазор в зацеплении и не создают дополнительных нагрузок на подшипники, как в роторах других конструкций. В роторах должна быть предусмотрена высокая точность регулировки конического зубчатого зацепления. Регулировка ко­леса выполняется обычно с помощью прокладок, устанавливае­мых между корпусом и главной опорой, регулировка шестерни — прокладками, устанавливаемые между корпусом ротора и фланцем стакана, в котором смонтирован на подшипниках быстроходный вал ротора

ше­стерни — прокладками, устанавливаемыми между корпусом ротора и фланцем стакана, в котором смонтирован на подшип­никах быстроходный вал ротора. Зазор в подшипниках главной и вспомогательной опор стола ротора регулируется тонкими металлическими прокладками. Зубчатая коническая передача и опоры стола ротора должны быть сконструированы так, чтобы масло, стекающее с зубчатого колеса, прежде чем попасть в опоры, проходило через отстойник. В некоторых конструкциях роторов в нижних частях картера предусматриваются магнитные

маслоочистители. Вместимость масляной ванны должна обеспечивать достаточный запас жидкого масла для отвода тепла и охлаждения масла; допускается его нагрев не выше 80 °С.

Рис. 7. Системы смазки роторов.

1 — стол ротора; 2, 3 — опоры вспомогательная и главная; 4 — колесо коническое; 5 — корпус ротора

Конструкции элементов ротора

Станина ротора представляет собой жесткую конструкцию коробчатого типа из стального литья или сварную из литых элементов из углеродистой стали марок 35Л, 40Л и др. Внут­ренняя часть ее одновременно является масляной ванной. В верх­ней части станины имеются кольцевые бурты (обычно три), со­здающие лабиринтное уплотнение, предохраняющее от выбра­сывания масла из станины и попадания в нее бурового раствора и грязи.

Станина должна быть достаточно жесткой для восприятия статических и динамических нагрузок. Оси отверстий и посадоч­ных гнезд подшипников опор стола и ведущего вала должны быть строго перпендикулярны, пересекаться между собой, а от­верстия концентричны во избежание перекосов подшипников. Внутренняя часть станины представляет собой резервуар (обычно вместимостью 20—60 л), заполненный до определен­ного уровня маслом. В станине предусматриваются отверстия для залива и слива масла и установки щупа для контроля его уровня. Внутренние элементы и стенки станины укрепля­ются ребрами для придания большей жесткости и прочности конструкции. Толщина стенок и ребер 12—25 мм. В полозьях станины предусматриваются отверстия для пропуска каната, служащего для подъема ротора при монтаже и демонтаже.

Стол ротора представляет собой стальную отливку с от­верстием в середине и втулкой, служащей для монтажа его в опорах. Верхняя часть отверстия стола имеет квадратное углубление, в которое вставляется верхняя квадратная часть вкладышей. Размеры отверстий стола ротора и вкладышей нормализованы. Столы роторов изготовляются из стального литья марок 35Л, 40Л и др. Диаметр стола ротора зависит от диаметра проходного отверстия. Толщины стенок стола выбираются конструк­тивно (не менее 15 мм).

6.3. Вкладыши и зажимы

Вкладыши и зажимы являются промежуточными элемен­тами между столом ротора и ведущей трубой или клиньями. В отверстие ротора вставляется промежуточный вкладыш, со­стоящий из двух половин с квадратной верхней частью и ци­линдрической нижней. Во внутреннее коническое отверстие

вкладыша, диаметр которого больше наибольшего диаметра замка бурильных труб, вставляют либо зажимы скольжения ведущей трубы, либо роликовые зажимы.

Для роторного бурения следует применять роликовые за­жимы, так как меньшее трение между роликами и ведущей трубой снижает износ ведущих труб, уменьшает осевую на­грузку на главную опору и позволяет более точно поддержи­вать на долоте заданную нагрузку.

Роликовые зажимы надевают на ведущую трубу и остав­ляют на ней в течение всего времени бурения. При опускании ведущей трубы в отверстие ротора нижнюю квадратную часть корпуса зажима устанавливают в квадратное отверстие про­межуточного вкладыша ротора и фиксируют стопорами.

В верхней части вкладышей ротора должны быть преду­смотрены пазы для их захвата и подъема и пазы для замка, которым вкладыши запираются в процессе бурения для пре­дохранения их от выскакивания при вибрациях или вынужден­ных небольших подъемах бурильной колонны.

Рис 8. Размеры вкладышей и отверстия стола ротора

6.4. Коническая зубчатая передача

Коническая зубчатая передача в роторе один из ответствен­ных элементов, определяющих срок его службы. При выборе конструкции передачи размеры ведомого колеса и опор стола ротора принимают наименьшими для уменьшения окружных скоростей их вращения. В ряде случаев при бурении требу­ются высокие частоты вращения стола ротора. При частотах вращения стола ротора 350 об/мин окружные скорости в зуб­чатой передаче достигают 15—20 м/с и больше. Передачи изго­товляют с высоким классом точности.

Поскольку размеры ведомого большого ко­леса определяются конструктивно диаметром проходного от­верстия стола ротора, размеры ведущей шестерни стремятся, принимать возможно большими, допускаемыми высотой конст­рукции; число зубьев определяется в зависимости от величины модуля, полученного расчетом. В роторах буровых установок, рассчитанных на большие нагрузки, модуль зацепления обычно находится в пределах 10—20 мм.

Ширина зубчатых колес для конических передач не более 0,2Е (Е — конусная дистанция, мм). Коническую зубчатую пе­редачу для обеспечения требуемой долговечности следует из­готовлять со спиральным или косым зубом с углом наклона 6 до 30°. При термообработке до нарезки зубьев твердость 25— 32 HRC. После нарезки зубьев их ‘термообработка до твердо­сти 50—58 HRC осуществляется либо токами высокой частоты, либо с нагревом пламенем горелки и последующим охлажде­нием водой. Твердость ведущих шестерен должна быть на 3— 5 HRC больше твердости ведомых.

6.5. Подшипники стола ротора

Подшипники стола ротора в большинстве случаев исполь­зуют упорно-радиального типа, так как в роторах очень высо­кие скорости движения тел качения. Шарики допускают более высокие скорости, чем ролики, и центробежные силы тел каче­ния воспринимаются беговой дорожкой кольца.

Чаще в основ­ной и во вспомогательной опорах применяют однорядные под­шипники. Некоторые зарубежные фирмы приме­няют в роторах небольших диаметров сдвоенные подшипники — шариковые однорядный или двойной и ко­нические. Конические подшипники для высоких частот вращения должны иметь очень высокую точность изго­товления.

Опорами ведущих быстроходных валов служат роликопод­шипники почти всех типов. Обычно наиболее нагруженными являются подшипники, расположенные у ведущей шестерни, воспринимающие осевые нагрузки. В опорах, не воспринимаю­щих осевые нагрузки, лучше применять роликоподшипники с цилиндрическими роликами, позволяющими компенсировать без смещения наружной обоймы тепловые расширения вала и неточности его монтажа. Если по расчетной долговечности не удается подобрать подходящий подшипник с цилиндрическими роликами, то может быть применен или сферический радиаль­ный подшипник с бочкообразными роликами, или двойной ко­нический. В этом случае с приводной стороны вала целесообразно применять роликовые цилиндрические подшипники, до­пускающие осевые смещения, или сферические роликоподшип­ники с бочкообразными роликами, но иногда применяют и сдво­енные конические или цилиндрические роликоподшипники.

Источник