Принцип работы мотора редуктора для буровой установки

Бурение скважины состоит из двух основных движений буровой установки: перемещение бурового инструмента по вертикали – вверх и вниз, параллельно штоку, и  непосредственно вращательного движения бура.

Вследствие этого, ямобур переносит два вида нагрузки:  усилие подачи (сопротивление грунта при заглублении, либо поднятии инструмента), и сопротивление породы крутящему движению бура.

Мотор редуктор для буровой установки

То, какую эффективность обеспечит мотор буровой установки в отдельно взятом случае, зависит не только от его характеристик – мощности, крутящего момента, оборотов, но и от параметров грунта, в которых выполняется бурение скважины.

1 Назначение

В процессе бурения и обустройства скважин, переход на высокую передачу, и увеличение оборотов вала, далеко не всегда гарантирует ускорение погружения бура, так как сопротивление грунтовых пород может превышать усилие привода, вследствие чего будет повышаться стрессовая нагрузка на мотор, что будет причиной его преждевременного износа.

Особенности процесса бурения скважин обуславливают необходимость использования на буровой аппаратуре специальных приводов, которые, одновременно соединяют мотор (электрический, либо бензиновый) и редуктор для буровых установок.

Наличие редуктора в приводе позволяет преобразовать крутящий момент, который выдает двигатель, и придать валу меньшую скорость на выходе – то есть, мотор переключается на более высокую передачу, но при этом, частота оборотов бура не растет, а увеличивается усилие его подачи и мощность. Как результат — процесс бурения скважин будет идти быстрее.

В буровых установках усилие привода передается на буровой инструмент посредством трансмиссии: передачи могут быть зубчатыми, цепными, либо карданными.

В крупных промышленных буровых машинах в основном используются цепные передачи, в то время как для малогабаритной установки (например, портативного мини бензобура) наиболее оптимальным вариантом являются зубные передачи.

Бур, вал двигателя, и сам привод связаны в одну жесткую конструкцию, которая позволяет достичь высокого КПД работы. Единственным минусом такой системы является то, что бурение предусматривает непостоянный режим работы привода, так как при углублении меняются породы грунта, вследствие чего изменяется сила сопротивления буровому инструменту.

Планетарные мотор-редукторы ЗМП для буровых установок

На практике изменение нагрузок всегда происходит внезапно, что становится причиной ударов, чрезмерной вибрации, а иногда и заклинивания привода.

Редуктор для буровой установки позволяет оператору, в зависимости от воздействия внешних факторов, выполнять своевременную смену режимов работы мотора, что позволяет минимизировать стрессовые нагрузки на буровое устройство.

Также моторредуктор обеспечивает оптимальные показатели частоты вращения, крутящего момента и усилия подачи бура, вследствие чего ямобур показывает максимальную эффективность, при нормальном режиме эксплуатации мотора. Вдобавок ямобур будет работать и надежнее, и дольше.
к меню ↑

2 Какой принцип работы мотора редуктора?

Мотор-редуктор представляет собою привод, который в одном корпусе соединяет два разных устройства – мотор и редуктор. Они соединены в один блок, при этом, ведущая «зубчатая передача» редуктора, смонтирована на вал мотора. Это предельно простой механизм, который, на практике доказывает свою надежность и эффективность.

В сфере бурения скважин, в основном, используются моторы-редукторы трех типов:

• Зубчатые;
• Червячные;
• Планетарные.

Эти редуктора отличаются друг от друга в первую очередь типом передачи.

Теперь — перейдем к подробностям. Для начала рассмотрим цилиндрический зубчатый мотор-редуктор.

Буровая установка с планетарным редуктором

Наряду с планетарным, зубчатый редуктор является оптимальным вариантом для малогабаритной буровой установки, либо бензобура. Его конструкция состоит из двух скрепленных между собой шестеренок, на которые передается усилие привода, и вследствие вращательных движений механизма выполняется преобразование скоростей.

В буровых установках наиболее востребованными являются цилиндрические редуктора, в которых оси шестерней располагаются параллельно друг другу.

Главным преимуществом таких устройств является высокий КПД работы – вследствие преобразования не теряется стартовое усилие привода. А также мини размеры, что позволяет создавать на основе таких редукторов мобильные буровые установки – бурильные бензобуры и мотобуры.

Червячный мотор-редуктор устроен по-другому.

В таких конструкциях преобразование крутящего момента двигателя происходит посредством вращения винта («червяка»). В бурении чаще всего используется двухступенчатый червячный моторредуктор.

К их достоинствам можно отнести плавность хода, бесшумность, и, что более важно, возможность автоматической остановки двигателя при предельном сопротивлении грунта, что гарантирует безопасную работу в проблемных грунтах. Червячный мотор — оптимальный вариант привода, которым может комплектоваться небольшой ямобур.

Планетарный мотор-редуктор также имеет ряд особенностей.

Планетарный редуктор для буровых установок является основой практически каждой малогабаритной модели безнобура. Современные планетарные редуктора комплектуются частотными преобразователями, которые позволяют выполнять максимально точное регулирование работы двигателя.

Мотор редуктор ЗМП для буровой установки

Сам планетарный редуктор состоит из основной шестерни, и планетарных сателлитов (небольших зубчатых колес), которые установлены на водиле – оси, соединяющей все элементы редуктора.

У планетарных редукторов есть два преимущества, которые, в большинстве случаев, делают его использование в буровых установках предпочтительней аналогов: высокая эффективность преобразования крутящего момента привода и компактные габариты.
к меню ↑

2.1 Особенности моделей

Для начала рассмотрим двухступенчатые цилиндрические механизмы.

Мотор-редуктор 4МЦ23 80 — имеет следующие преимущества:

• Широкий выбор настройки оборотов на выходном валу;
• Конические роликовые подшипники делают конструкцию более устойчивой к осевым нагрузкам;
• Вертикальное исполнение мотора.

Минусы:

• Небольшой крутящий момент;
• Без качественной смазки быстро выходит из строя;
• «внутренности» корпуса достаточно хрупкие.

Мотор-редуктор ТСН 00.760 хорош по следующим причинам:

Мотор редукторы МЧ80-90-53 для буровых установок

• Простая и надежная конструкция;
• Компактные размеры;
• «Выносливость»;
• Ремонтопригодность;
• Широкий выбор двигателей: 2.3, 3, 4 кВт.

Минусы:

• Нормальная эксплуатация возможна только на наклонных установках;
• Невысокие максимальные обороты – 51.6 об\мин;
• Слабые подшипники;

Упомянем и планетарные механизмы.

Мотор-редуктор 3МП-40 имеет следующие плюсы:

• Широкий диапазон передаточных чисел (3 передачи);
• Бесшумная работа;
• Проектировался для вертикальной установки;
• Мини размеры (оптимальный вариант для портативного бензобура).

Минусы:

• Нежная конструкция, которая слабо подходит для сложных условий работы;
• Используются слабые шариковые подшипники.

к меню ↑

2.2 Назначение и устройство агрегата (видео)