一种往复泵旋管接头进油通道和连接结构
阅读说明：本技术 一种往复泵旋管接头进油通道和连接结构 (Reciprocating pump coil joint oil inlet channel and connecting structure ) 是由 黄秀芳 于 2021-11-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种往复泵旋转接头进油通道和连接结构,涉及石油工程设备领域,具体包括电机轴辅助支撑、进油管组件、进油管支撑组件、接头体支撑固定板、进油管卡组件、接头体支撑调节组件、曲轴端部、各种进油管路、各种螺栓垫圈组、接头体、滚动轴承、管接头、滚珠等,旋转接头进油通道设置在齿轮护罩的内部,固定安全可靠,不影响往复泵的外观,按照6点定位原理设计旋转接头连接结构,使旋转接头旋转部分的管接头6点定位和旋转接头固定部分的接头体的6点定位不矛盾,既能解决旋接头容易损坏的老大难问题,还可以降低旋转接头旋转部分的管接头和旋转接头固定部分的接头体的同轴度精度要求,降低旋转接头的制造成本。(The invention discloses an oil inlet channel and a connecting structure of a rotary joint of a reciprocating pump, which relate to the field of petroleum engineering equipment and particularly comprise a motor shaft auxiliary support, an oil inlet pipe assembly, an oil inlet pipe support assembly, a joint body support fixing plate, an oil inlet pipe clamp assembly, a joint body support adjusting assembly, a crankshaft end part, various oil inlet pipelines, various bolt washer sets, a joint body, a rolling bearing, a pipe joint, balls and the like, wherein the oil inlet channel of the rotary joint is arranged inside a gear shield, the fixation is safe and reliable, the appearance of the reciprocating pump is not influenced, the rotary joint connecting structure is designed according to a 6-point positioning principle, so that the 6-point positioning of the pipe joint of the rotary part of the rotary joint and the 6-point positioning of the joint body of the fixed part of the rotary joint are not contradictory, the great difficulty that the rotary joint is easy to damage can be solved, and the coaxiality precision requirements of the joint of the rotary part of the rotary joint and the pipe joint body of the fixed part of the rotary joint can be reduced, the manufacturing cost of the rotary joint is reduced.)
技术领域
本发明涉及石油工程设备领域，具体涉及一种往复泵旋转接头进油通道和连接结构。
背景技术
现在石油工程设备领域出现了两种结构非常相似的往复泵，即钻井泵和压裂泵。最大的相似点是取消了原来主电机到曲轴的皮带传动和齿轮传动这二级传动中的皮带传动这一级，在电机轴的支撑轴承外两端直接安装小齿轮，通过曲轴端面上的大齿轮驱动曲轴的旋转运动，再通过与曲轴相连接的连杆变成十字头的往复直线运动，最后使液力端的活塞杆或柱塞往复运动作功。两种往复泵的连杆都是滑动轴承，连杆大头与曲轴的轴颈的轴承是连杆轴瓦滑动轴承，这个连杆轴瓦滑动轴承的润滑油都是通过曲轴的端部进入，由于曲轴是旋转的，为了保证润滑油顺利进入旋转的曲轴，需要一个旋转接头，旋转接头内腔有一根旋转的管接头，管接头内有通道，润滑油从通道进入曲轴内的通道去润滑连杆轴瓦，管接头是与曲轴连接在一起并一起旋转；旋转接头和管接头的接头体之间是安装的滚动轴承，接头体上安装有螺纹接头，螺纹接头上有内孔，往复泵的油泵提供的润滑油通过螺纹接头内的孔流进旋转的管接头内孔，接头体即其上面安装的螺纹接头是固定不动的。这种旋转接头在现场使用过程中出现的问题是管接头的寿命都很短，成了一个易损件，更换旋转接头要停止往复泵工作，要清理大量泄露到齿轮护罩外面的润滑油，不仅仅损失昂贵的润滑油，还污染了环境；更严重的后果是没有及时处理，往复泵继续运转，将会造成连杆轴瓦缺润滑油烧瓦，破坏曲轴，酿成往复泵的重大事故发生。经过初步分析，旋转接头寿命短不仅仅与旋转接头本身的质量有关，很大程度与旋转接头的连接结构有关，因此分析旋转接头连接结构为什么会影响旋转接头寿命短的原因并通过改进，满足旋转接头寿命长的一种往复泵旋转接头进油通道和连接结构便成了亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种往复泵旋转接头进油通道和连接结构。
本发明的技术方案如下：
1、找到旋转接头寿命短原因
旋转接头内腔有一根旋转的管接头，管接头内有通道，润滑油从通道进入曲轴内的通道去润滑连杆轴瓦，管接头是与曲轴通过连接部件连接在一起并一起旋转；管接头和接头体之间是滚动轴承，接头体上安装有螺纹接头，螺纹接头上有内孔，往复泵的油泵提供的润滑油通过螺纹接头内的孔流进管接头的内孔，接头体及其上面安装的螺纹接头是固定不动的。旋转接头的管接头和接头体在没有工作时，管接头和接头体内孔同轴度误差是很小的，旋转接头内的滚动轴承寿命也是非常长的，旋转接头损坏的是旋转接头工作时，管接头与接头体的内孔同轴度误差增大，接头体是固定不动的，管接头是被曲轴通过连接部件强制旋转的，当固定部分和旋转部分不同轴误差增大后，超过了滚动轴承内外圈容许的间隙后，便有一个力强制管接头或接头体两者改变位置，管接头和接头体中薄弱者是管接头与曲轴的连接部件， 管接头要改变位置，就只有改变管接头与曲轴的连接部件，因曲轴刚性非常好，因此只有管接头与在曲轴之间的连接部件损坏。
管接头与接头体的内孔同轴度为什么在旋转接头工作时误差会增大呢，分析原因旋转接头的连接结构不合理造成的。
管接头与曲轴连接同轴度很好保证，但接头体的固定连接是被忽略的环节，现在接头体的固定连接常用的方法有如下两种：
（1）接头体没有单独设计固定连接，是靠一根进油管的螺纹接头与接头体上的螺纹接头连接在一起，管接头是一个外伸梁结构，虽然管接头与接头体之间有滚动轴承，但滚动轴承之间仍然有摩擦力，作用在滚动轴承上的摩擦力会造成接头体、接头体上的螺纹接头及进油管线产生旋转趋势，由于进油管与固定部分连接在一起不会旋转，只会产生摆动，外伸梁结构的管接头便会弯曲，同时因进油管有重力，进油管的螺纹接头和接头体上的螺纹接头连接后还可能造成接头体的内孔轴线倾斜，更加重了管接头的弯曲变形，弯曲变形后的管接头旋转，造成了管接头与曲轴之间的连接部件受到一个破坏的力。
（2）接头体设计了固定连接，接头体的外部一般均采用外圆结构，对接头体连接采用固定零件的内孔与接头体外圆配合并压紧接头体，原来的设计，固定零件的内孔和接头体内孔非常难保证同轴度，这样的固定并压紧接头体便造成了接头体内孔与管接头同轴度误差。
经过分析，旋转接头寿命短原因是旋转接头工作时，接头体连接结构不合理造成了管接头和接头体之间的同轴度误差大造成的。
2、本发明的解决办法是：
找到原因后，通过一种往复泵旋转接头进油通道和连接结构，这种连接结构能保证管接头和接头体内孔的原有的同轴度不会破坏，在管接头与曲轴一起旋转时候，不会使管接头与曲轴之间的连接部件受到一种破坏的力。具体的措施就是
1）接头体需要定位和固定，担任接头体的定位的固定零件的内孔与接头体外圆接触是钢珠，钢珠与接头体是点接触，不会破坏接头体内孔轴线与管接头轴线的同轴度，接头体固定的力不必太大，只需要大于接头体与管接头之间滚动轴承的摩擦力便可，固定后不能破坏接头体内孔轴线与管接头轴线的同轴度；
2）与接头体相连接的进油管及进油管上的螺纹接头的重力不要施加在接头体上，由上面的管承受重力；
3）进油管的螺纹接头轴线与接头体的螺纹接头轴线在同一个平面内，进油管中间有一部分橡胶柔性接管，两个螺纹接头连接后不会破坏接头体的内孔轴线与管接头线同轴度。
附图说明
图1-一种往复泵旋转接头进油通道和连接结构立体图；
图2-一种往复泵旋转接头进油通道和连接结构主视图；
图3-图2的A-A剖视图；
图4-图2的B-B剖视图；
图5-图3的D-D剖视图；
图6-图3的E局部放大图；
图7-图6的H局部放大图。
附图标记如下
1-电机轴辅助支撑、2-M12螺钉垫圈组、3-进油管组件、4-M8螺栓垫圈组、5-进油管支撑组件、6-接头体支撑固定板、7-M12螺栓垫圈组、8-进油管卡组件、9-接头体垂直进油上金属管部分、10-接头体垂直进油橡胶管部分、11-接头体垂直进油下金属管部分、12-旋转接头主要零件部分、13-接头体支撑调节组件、14-M10螺栓垫圈组、15-曲轴端部、16-M10螺栓垫圈组、6.1-内孔、12.1-接头体、12.2-滚动轴承、12.3-管接头、13.1-连接板、13.2-滚珠压板、13.3-滚珠、13.1.1-内孔、13.2.1-外圆、16.1-M10的螺纹外径、Y1-机架出油与进油管进油交界处、Y2-水平油管出油与竖直油管进油交界处、Y3-竖直油管出油与接头体进油交界处、Y4-曲轴进油管路、X/Y/Z-坐标轴方向。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。
本发明的实施方式不限于以下实施例，在不脱离本发明宗旨的前提下做出的各种变化均属于本发明的保护范围之内。
本发明实施以2200hp以上的往复泵为例，因往复泵两端的管接头进油通道和连接结构是相同的，因此仅介绍其中一边的管接头进油通道和连接结构。
请参阅图1～图7，本实施例一种往复泵旋转接头进油通道和连接结构,包括电机轴辅助支撑1，M12螺钉垫圈组2，进油管组件3，M8螺栓垫圈组4，进油管支撑组件5，接头体支撑固定板6，M12螺栓垫圈组7，进油管卡组件8，接头体垂直进油上金属管部分9，接头体垂直进油橡胶管部分10，接头体垂直进油下金属管部分11，旋转接头主要零件部分12，接头体支撑调节组件13，M10螺栓垫圈组14，曲轴端部15，M10螺栓垫圈组16，内孔6.1，接头体12.1，滚动轴承12.2，管接头12.3，连接板13.1，滚珠压板13.2，滚珠13.3，内孔13.1.1，外圆13.2.1，M10的螺纹外径16.1，机架出油与进油管进油交界处Y1，水平油管出油与竖直油管进油交界处Y2，竖直油管出油与接头体进油交界处Y3，曲轴进油管路Y4，坐标轴方向X/Y/Z。
请参阅图1、图2、图3、图6，用20个M12螺钉垫圈组2将电机轴辅助支撑1与电机轴承座（未画出）连接在一起，是固定不动的基础支撑件，用8个M8螺栓垫圈组4将进油管组件3与基础件机架（未画出）连接在一起固定，用8个M8螺栓垫圈组4将进油管支撑组件5与基础件机架连接在一起固定，用6个M12螺栓垫圈组7将接头体支撑固定板6与电机轴辅助支撑1连接在一起，用进油管卡组件8将进油管组件3与接头体支撑固定板6固定，进油管组件3固定位置可靠，曲轴在工作中是旋转的，曲轴端部15与旋转接头主要零件部分12中的管接头12.3被4个M10螺栓垫圈组14连接在一起，管接头12.3是随着曲轴一起旋转，管接头12.3和接头体12.1通过滚动轴承12.2连接，是旋转和固定的分界线，轴承内圈连接的部分是旋转的，轴承外圈连接的部分是不动的，接头体12.1和接头体垂直进油下金属管部分11连接在一起，接头体垂直进油上金属管部分9与进油管组件3连接在一起，接头体垂直进油上金属管部分9和接头体垂直进油下金属管部分11之间有接头体垂直进油橡胶管部分10，上述所有结构都在齿轮护罩内部，固定安全可靠，不影响往复泵的外观。
请参阅图4、图5、图3，一种往复泵旋转接头进油通道是，润滑油从机架出油与进油管进油交界处Y1流入进油管组件3内部油道，从水平油管出油与竖直油管进油交界处Y2流入接头体垂直进油上金属管部分9内部油道，再通过接头体垂直进油橡胶管部分10、接头体垂直进油下金属管部分11进入到竖直油管出油与接头体进油交界处Y3，最后润滑油通过管接头12.3内部管道流入曲轴进油管路Y4，旋转接头进油通道设置在齿轮护罩的内部。
请参阅图2、图3、图6、图7，旋转接头主要零件部分12中旋转部分的管接头12.3通过4个M10螺栓垫圈组14与曲轴端部15连接在一起，管接头12.3在空间的5个自由度被限制了，即管接头12.3沿着X轴、Y轴、Z轴移动的自由度被限制了，绕着X轴、Y轴旋转的自由度被限制了，只容许管接头12.3绕着Z轴旋转,而接头体12.1通过2个滚动轴承12.2与管接头12.3连接，其中接头体12.1与滚动轴承12.2的外圈是过盈配合连接，2个滚动轴承12.2限制了接头体12.1的沿着X轴、Y轴、Z轴移动的自由度、限制绕着X轴、Y轴旋转的自由度，接头体12.1绕着Z轴旋转被固定结构限制，原来旋转接头的管接头12.3容易损坏的原因是接头体12.1被固定结构的限制与2个滚动轴承12.2限制接头体12.1发生矛盾，因此要使管接头12.3延长寿命，解决的途径就是接头体12.1被固定结构合理，不能和2个滚动轴承12.2的限制接头体12.1相矛盾。
请参阅图6、图7，具体的措施是，当旋转接头主要零件部分12中旋转部分的管接头12.3通过4个M10螺栓垫圈组14与曲轴端部15连接在一起后，将重量很轻（接头体支撑调节组件13的连接板13.1和滚珠压板13.2均为密度很小的铝材质，总重量为0.88kg）的接头体支撑调节组件13套装在接头体12.1外圆上，接头体支撑调节组件13与接头体支撑固定板6通过3个M10螺栓垫圈组16固定在一起，接头体支撑固定板6的内孔6.1和M10螺栓垫圈组16的螺纹外径16.1留有间隙，不会干扰接头体支撑调节组件13和接头体12.1的配合状况，接头体支撑调节组件13只有滚珠13.3与接头体12.1外圆成点接触状态，这种固定接头体12.1的结构限制接头体12.1的沿着X轴、Y轴移动的自由度与2个滚动轴承12.2限制接头体12.1的沿着X轴、Y轴移动的自由度不矛盾，接头体12.1的沿着Z轴移动的自由度限制仍由2个滚动轴承12.2限制，如果接头体12.1的外圆与2个滚动轴承12.2外圈不同轴，接头体支撑调节组件13可以限制接头体12.1绕着Z轴旋转的自由度，剩下的就是接头体12.1绕着X轴、Y轴旋转的自由度被限制情况了，接头体12.1绕着X轴、Y轴旋转的自由度的影响因素是接头体进油管线的重量，如果接头体进油管线的重量在下方，或在水平方向，都将使接头体12.1受到一个绕着X轴或Y轴旋转的弯矩，本结构将接头体进油管线布局在上方，接头体垂直进油管线的重量由进油管组件3来承受，使接头体12.1没有受到一个绕着X轴或Y轴旋转的弯矩，接头体12.1绕着X轴或Y轴旋转的自由度仍然是2个滚动轴承12.2来控制，经过仔细的分析，本发明接头体12.1被固定结构合理，和2个滚动轴承12.2的限制不矛盾。
请参阅图2、图3、图4、图5，接头体垂直进油上金属管部分9和接头体垂直进油下金属管部分11的轴线在同一平面内，接头体垂直进油上金属管部分9和接头体垂直进油下金属管部分11中间有接头体垂直进油橡胶管部分10柔性接管，使接头体垂直进油下金属管部分11与旋转接头连接后不会破坏接头体的内孔轴线与管接头轴线同轴度。
按照6点定位原理设计旋转接头连接结构，使旋转接头旋转部分管接头12.3的 6点定位和旋转接头固定部分接头体12.1的6点定位不矛盾，既能解决管接头12.3容易损坏的老大难问题，还可以降低旋转接头旋转部分的管接头12.3和旋转接头固定部分的接头体12.1的同轴度精度要求，降低旋转接头的制造成本。
上面结合附图对本发明的实施做了详细描述，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内还可以做出各种变化，这些变化均属于本发明的保护，同样属于本发明的保护范围之内。
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