恶劣环境下的电磁离合器结构设计.pdf

第1期
杌械设计与制造
2012年1月
Machinery Design Manufacture
文章编号:1001-3997(2012)01-0013-02
恶劣环境下的电磁离合器结构设计
冯定檀便友袁咏心吴力张红
(长江大学机械工程学院,荆州434023)
Structure design of electromagnetic clutch under adverse circumstances
FENG Ding, TAN Bian-you, YUAN Yong-xin, WU Li, ZHANG Hong
School of Mechanical E
University, Jingzhou 434023
〔摘要〕高造斜率井眼轨迹控制工具是一种控制大位移井井眼轨迹的井下工具,工作环境复杂
它的关键传动部件电磁离合器还要受到高造針工具结构的眼制,所以工作条件更加恶劣。首先阐述了」
该特殊电磁离合器的恶劣工作环境,然后根据恶劣环境的要求校核首选的摩擦片式电磁离合器,摩擦
片式电磁离合器不能传额定扭矩。选择牙嵌式电磁离合器后,为了满足不停轴啮合的要求,对衍珍ノ
环进行了特殊设计,并验证了该设计的工作可靠性。
关键词:恶劣环境;电磁离合器;衠铁齿环;结构
Abstract] The trajectory control tool for high build-up rate well, is tool underground used to contro
the welbore trajectory of the extended reach well.It works in a complex enuironment, which critical trans
mission components electromagnetic clutch is also subject to the limitations of high build-up rate tool
i therefore its working enironment is euen worse. First the poor working conditions of the special electromag
netic clutch was described in it, then in accordance with the severe enironment, the preferred electromag
i netic clutch of friction plate type was checked, ich can not transmit rated torque. After selecting the slip
i ping toothed electromagnetic clutch, specia design of armature ring gear was made to check the reliability g
s of the design in order to meet the requirements of meshing when the axis is turning
Key words: Adverse circumstances; Electromagnetic clutch; Armature ring gear Structure
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中图分类号:TH16,TM574.6文献标识码:A
1引
作环境的要求网。由于摩擦片式电磁离合器比牙嵌式电磁离合器的
高造斜率井眼轨迹控制工具是一种控制井眼轨迹的井下エ役动力知要小些,而且有适合油浴环境的混式摩擦片式电磁离合器,
具,通常工作在几百或几千米深的井下,这样的深井井下通常都所以首先选择摩擦片式电磁离合器作为该高造斜卒井眼轨迹控制工
是高温、高压的环境。高造斜率井眼轨迹控制工具的研发设计最
具的传动离合器,进行设计校核。离合器的工作环境限制了它的最大
允许外径为150m,内径为75mma这样一个结构的离合器需要传递
高温度是125℃,所以该高造斜工具及其零件要满足这种温度的
扭矩(考恵15倍安全系数以后):200Nm;工作转速转速:200fmin;工
要求。作为该高造斜工具的动力传输关键件,电磁离合器同样要
作温度:最大125℃;并且是在汕浴中工作。经过计算分析,摩擦片式
工作于复杂环境,而且由于井眼轨迹的空间限制,该电磁离合器
电磁离合器不能传递要求的扭矩,即不能满足这样的工作要求。
的允许最大外径为150m,内径为75m
所以,该造斜工具的动力传输离合器选用牙嵌式电磁离合
这就大大限制了电磁离合器的结构。该高造斜具下端接器。牙嵌式电磁离合器磁轭与衔铁之间没有摩擦片,因此磁轭与
钻头,在正常钻进过程中常伴有一定的载荷冲击,在钻井过程中衔铁之间的间隙肯定比摩擦片式电磁离合器要小,可见,在同样
还会出现载荷交变。可见,电磁离合器的工作环境十分恶劣。电磁的电流大小,同样的条件下,牙嵌式电磁离合器中的衔铁受到的
离合器的种类繁多,总的来说可以分为四类:摩擦片式电磁离合吸力一定比摩擦片式电磁离合器中桁铁受到的吸力要大,而且牙
器,牙嵌式电磁离合器,磁粉式电磁离合器,转差式电磁离合器。嵌式电磁离合器的传递力矩较大。基本能够满足高造斜工具的工
这四大类型电磁离合器每一类又可分为多种,每种都有其使用范作要求。但是牙嵌式电磁离合器在啮合时,必须要主轴停止下来
围。其中,摩擦片式和牙嵌式电磁离合器的使用最为广泛阳。
才能啮合,否则,会对离合器的齿产生冲击,造成齿面磨损甚至损
2恶劣环境下的电磁离合器的结构分析坏。这是采用牙嵌式电磁高合器的一大障得,要解决这一障碍就
高造斜工具要T作于几百甚至几千米的油浴高温井下,磁粉式要对牙嵌式电磁离合器的齿环进行调整。
和转差式不适用于这种环境。作为高造斜率井眼轨迹控制工具动力3恶劣环境下电磁离合器的年
构设计
传动个重要部件,该电磁离合器要做到能够传递足够扭矩、动作迅3.1结构设计
速使用寿命较长等工作要求,还要满足在高温、高压、油浴等恶劣工
根据前述井眼对高造斜工具及其零件的要求,设计牙嵌式
★来稿日期:20110309*基金项目:国家重大专项“高造斜率井眼轨迹控制工具研究ツ资助(200X05024-0060