Анализ тенденций развития и постановка задачи проектирования

       Силовая характеристика работы гидроамортизаторов зарубежных крюков обратно пропорциональна  силовой характеристики пружины  крюка, то есть гидроамортизатор создает минимальное сопротивление в начале  хода пружины вверх, когда пружина полностью сжата и обладает максимальной подъемной силой. По мере хода пружины вверх сила ее  уменьшается, а сопротивление гидроамортизатора увеличивается. Скорость подъема свечи уменьшается от максимума в начале хода до минимума в конце хода. Этот принцип не обеспечивает “мягкого” вывода ниппеля свечи из муфты.

       Силовая характеристика гидроамортизатора  конструкции КБ завода “Бакинский рабочий” прямо пропорциональна силовой характеристике пружины бурильного крюка, в чем заключается принципиальное отличие и преимущество перед зарубежными конструкциями. [3] 

       1.5 Эскизная проработка узла конструкции 

       Как известно, в процессе работы буровой  крюк испытывает значительные нагрузки, напрямую связанные с его грузоподъёмностью. В особо жестких условиях оказываются детали работающие в среде с отсутствием смазки. К таким деталям относят литое седло, которое защищает зев основного рога крюка от износа штропом вертлюга. Седло с выработкой более 3 мм необходимо восстановить наплавкой или заменить на новое, что приводит к увеличению длительности ремонта, а также затрат на ремонт. В связи с этим предлагается уменьшить коэффициент трения металлов в точке контакта штропа вертлюга и седла пластинчатого рога.

       Известны  способы уменьшения коэффициента трения металлов, заключающиеся в том, что в зону трущихся поверхностей подается смазка, которая обеспечивает наличие положительного градиента механических свойств трущихся тел по глубине. Но в данном случае подача смазки в зону контакта трущихся тел не возможна. Поэтому предлагается способ, по которому контактирующие поверхности трущихся тел насыщаются водородом.

       Насыщение может производится при непосредственном трении в газообразном водороде или при предварительной специальной обработке деталей водородом.

       Водород, подаваемый в зону контакта, благодаря  хемосорбции, пластифицирует тончайший приповерхностный слой металла и создает положительный градиент свойств металла – увеличение пластичности от глубины к поверхности. При этом снижается коэффициент трения и увеличивается предельная нагрузка звеньев.

       В отличии от вышеупомянутой пары трения седло рога – штроп верелюга, куда невозможно подвести смазку, шарнирное соединение пластинчатого рога со стволом крюка допускает возможность подачи смазки в зону трения. Смазка осуществляется через отверстие в оси, соединяющей основной рог с вильчатой частью ствола крюка. У крюка стандартной конструкции после заливки масла отверстие в оси закрывается пробкой, уплотняемой картонной прокладкой. Данная конструкция не позволяет контролировать уровень масла, а также не отвечает за качество смазки трущихся поверхностей. Поэтому предлагается заменить пробку в оси на специальную масленку. Данная масленка содержит корпус и запорный клапан с пружиной. С целью упрощения процесса смазки и отвода воздуха из полости смазываемого узла при подаче в него смазки, в корпусе масленки установлена  с зазором дренажная втулка, поджимаемая своей торцовой частью с отверстием к седлу корпуса пружиной запорного клапана.

       На  рисунке 5 представлена конструкция масленки. Изобретение относится к области технического обслуживания машин.

       В корпусе 1 помещена с зазором дренажная  втулка 2 с отверстием 3 в торцовой части 4, которая контактирует с гнездом 5 корпуса 1. Внутри дренажной втулки 2, над ее центральным отверстием 3, помещен шариковый клапан 6, нагруженный пружиной 7, упирающейся другим своим концом в перемычку 8.

       В исходном положении пружина 7 воздействует на шариковый клапан 6 и через  него – на дренажную втулку 2, прижимая ее торцовой частью 4 к гнезду 5, обеспечивая герметичность узла.

       При подаче смазки в отверстие 3 при помощи шприца 9, давление смазки преодолевает усилие пружины 7 и открывает шариковый  клапан 6. Головка шприца 9 при этом одновременно воздействует на дренажную  втулку 2, отжимая ее торцовую часть 4 от седла 5 и образуя зазор между ними, через который выходит воздух, вытесняемый смазкой из полости узла трения.

       После прекращения подачи смазки шариковый  клапан 6 и дренажная втулка 2 возвращаются в исходное положение и запирают входной канал масленки. Масленка, в случае необходимости, позволяет проверить уровень смазки в полости узла трения. Для этого необходимо нажать на торец 4 дренажной втулки 2, преодолевая усилие пружины 7. В случае наличия достаточного количества смазки в узле трения она просочится в зазор между торцом 4 втулки 2 и гнездом 5. [5] 

       1.6. Патентные исследования 

       Патентные исследования проводятся с целью  определения технического уровня и  тенденций развития объектов техники, их патентоспособности на основе научно-технической информации

       В таблице 4 представлены технический  уровень и тенденции развития узлов буровых крюков.