RU2115031C1

RU2115031C1 - Joint for connection of parts

Info

Publication number: RU2115031C1
Application number: RU95117571/28A
Authority: RU
Original assignee: Комгорт Владимир Валерьевич
Priority date: 1995-10-17
Filing date: 1995-10-17
Publication date: 1998-07-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering; permanent joints of two parts with one-time introduction of projection of one part into cavity of other part, for example, in coupling the plunger of deep well pump lowered in well beforehand with sucker rod string used as connecting link between surface power drive and pumps plunger. SUBSTANCE: permanent joint is used for connection of parts with one-time one-sided penetration of projection of one part into cavity of other part; projection of one part includes section widening in wedge-shaped pattern from base to its end. Fingered bush with vanes is fitted on projection for limited motion; cavity of one part has widened portion relative to its inlet size. Volumetric configuration of end of vanes of fingered bush is identical to volumetric configuration of widened portion of section of cavity. Inner surface of vanes of fingered bush is mating relative to surface of wedge-shaped section of projection of other part when ends of vanes of fingered bush are located in widened section of cavity of first part. Outer surface of ends of vanes of fingered bush is provided with groove for forming cantilever sections on vane ends. EFFECT: enhanced reliability of joint at simplified construction. 3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к неразъемным соединениям двух деталей с однократным введением в полость одной детали и фиксацией там выступа другой детали, и может быть использовано в процессе сборки узлов машин и механизмов, особенно в труднодоступных местах, например при стыковке плунжера глубинного насоса с колонной штанг, являющихся соединительным звеном между наземным силовым приводом и плунжером. Соединение наиболее эффективно к применению в условиях интенсивных знакопеременных нагрузок, прилегаемых к деталям по оси их стыковки. The invention relates to mechanical engineering, in particular to one-piece connections of two parts with a single introduction into the cavity of one part and fixing the protrusion of the other part there, and can be used in the assembly process of machine units and mechanisms, especially in hard-to-reach places, for example, when docking a plunger of a submersible pump with rod string, which is the connecting link between the ground power drive and the plunger. The joint is most effective for use in conditions of intense alternating loads adjacent to the parts along the axis of their joining.

Известно соединение двух деталей (авт.св. 1019105, СССР, F 04 B 47/00, 1983), содержащее опорную муфту с установленным в ней опорным кольцом, связанную с переводником и направляющей муфтой, и пружинный якорь, выполненный в виде пружинной цанги с основанием и перьями. Основание цанги и опорная муфта снабжены внутренней фаской соответственно для посадки насоса и ограничения подъема цанги, перья которой в верхней части выполнены изогнутыми вовнутрь, а цанга установлена с возможностью возвратно-поступательного движения в направляющей муфте. При этом основание и перья цанги выполнены с возможностью прилегания к внутренней поверхности направляющей муфты в рабочем положении соединения. It is known the connection of two parts (ed. St. 1019105, USSR, F 04 B 47/00, 1983), comprising a support sleeve with a support ring mounted therein, connected to an adapter and a guide sleeve, and a spring armature made in the form of a spring collet with base and feathers. The base of the collet and the support clutch are provided with an internal chamfer, respectively, to fit the pump and limit the lifting of the collet, the feathers of which in the upper part are curved inward, and the collet is mounted with the possibility of reciprocating movement in the guide coupling. At the same time, the base and feathers of the collet are made to fit to the inner surface of the guide sleeve in the working position of the connection.

Такое конструктивное выполнение соединения деталей ненадежно ввиду того, что между цангой и направляющей муфтой в процессе работы штангового насоса образуется зазор (люфт) вследствие их недостаточного защемления, происходит быстрый износ и поломка или перьев цанги, или направляющей муфты и рассоединение деталей. Such a constructive implementation of the connection of parts is unreliable due to the fact that between the collet and the guide sleeve during the operation of the sucker rod pump, a gap (backlash) is formed due to insufficient pinching, quick wear and breakage of either the feather of the collet or the guide sleeve and disengagement of the parts.

Известно сцепляющее устройство скважинного штангового насоса (Скважинные штанговые насосы для добычи нефти. Каталог ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1988, стр.43- 44), содержащее подпружиненный стакан захвата, установленный на штоке плунжера скважинного насоса, сердечник, на котором свободно установлена цанга с перьями, контргайка штока, центратор и переводник штока. При сцеплении деталей цанга отжимает стакан захвата и тогда перья цанги попадают в карман сердечника, при этом стакан захвата под действием пружины перемещается в прежнее положение и запирает цангу. A well-known coupling device for a borehole sucker rod pump (Borehole sucker rod pumps for oil production. TsINTIHIMNEFTEMASH catalog, 1988, p. 43-44), comprising a spring-loaded gripper cup mounted on the stem of the borehole pump plunger, a core on which a collet with feathers is freely mounted, a rod lock nut , centralizer and stock sub. When parts are engaged, the collet squeezes the gripper cup and then the collet feathers fall into the core pocket, while the gripper cup moves under the influence of a spring to its previous position and locks the collet.

Известно выполнение неразъемного соединения двух деталей, одна из которых имеет осевое глухое отверстие, в котором размещен выступ второй соединяемой детали. Глухое отверстие первой детали выполнено с переменным по длине отверстия диаметром с образованием цилиндрической полости, а выступ второй детали по форме выполнен конически расширяющимся. Между ними размещена втулка с продольными разрезами, образующими цанговые перья. Форма цанговых перьев соответствует взаимодействующим с ними поверхностям соединяемых деталей: наружная поверхность - цилиндрическая, внутренняя - коническая (патент США N 3782838, F 16 B 7/00, 1974). It is known to perform an integral connection of two parts, one of which has an axial blind hole in which a protrusion of the second connected part is placed. The blind hole of the first part is made with a diameter varying along the length of the hole to form a cylindrical cavity, and the protrusion of the second part is conically expanding in shape. Between them there is a sleeve with longitudinal sections forming collet feathers. The shape of the collet feathers corresponds to the surfaces of the connected parts interacting with them: the outer surface is cylindrical, the inner is conical (US patent N 3782838, F 16 B 7/00, 1974).

Недостатком этих соединений является ненадежное сопряжение между перьями цанги, сердечником и стаканом захвата, так как данное конструктивное исполнение предполагает (при знакопеременных нагрузках) наличие осевого перемещения цанги относительно сердечника, что приводит в итоге к поломке соединения или обрыву штанговой колонны из-за ударных знакопеременных нагрузок, возникающих в процессе возвратно-поступательного движения колонны и усиливающихся от все увеличивающегося осевого люфта в соединении деталей при работе насоса. The disadvantage of these connections is the unreliable pairing between the collet feathers, the core and the gripping cup, since this design assumes (under alternating loads) the axial movement of the collet relative to the core, which ultimately leads to breakage of the connection or breakage of the rod string due to alternating shock loads arising in the process of reciprocating movement of the column and amplified by an ever increasing axial play in the connection of parts during pump operation.

Изобретение предусматривает усовершенствование соединения двух деталей, подвергающихся динамическим знакопеременным нагрузкам, то есть требуемый технический результат - повышение надежности соединения при упрощении конструкции. The invention provides an improvement in the connection of two parts subjected to dynamic alternating loads, that is, the required technical result is to increase the reliability of the connection while simplifying the design.

Требуемый технический результат в изобретении достигается тем, что в соединении деталей с однократным односторонним проникновением в полость первой детали выступа второй детали, выступ которой содержит клинообразный расширяющийся от основания к концу его участок, причем на выступе размещена ограниченно подвижная по его длине цанговая с перьями втулка, полость первой детали выполнена c расширенным (относительно ее входного размера) участком, совокупная объемная конфигурация концов перьев цанговой втулки идентична объемной конфигурации расширенного участка полости, а внутренняя поверхность перьев цанговой втулки выполнена ответоклинообразной, то есть сопрягающейся с поверхностью клинообразного участка выступа второй детали при размещении концов перьев цанговой втулки и расширенном участке полости первой детали, причем на наружной поверхности концов перьев цанговой втулки выполнена выборка для создания консольных участков на концах перьев. The required technical result in the invention is achieved by the fact that in connecting the parts with a single unilateral penetration into the cavity of the first part of the protrusion of the second part, the protrusion of which contains a wedge-shaped section extending from the base to the end, and a sleeve with a collet with feathers boundedly movable along its length is placed on the protrusion, the cavity of the first part is made with an extended (relative to its input size) section, the total volumetric configuration of the ends of the feathers of the collet sleeve is identical to the volumetric configuration and an extended portion of the cavity, and the inner surface of the feathers of the collet sleeve is responsive, that is, mating with the surface of the wedge-shaped portion of the protrusion of the second part when placing the ends of the feathers of the collet sleeve and the expanded portion of the cavity of the first part, and a selection is made on the outer surface of the ends of the feathers of the collet sleeve plots at the ends of the feathers.

На фиг. 1 изображено соединение деталей в положении перед окончательным их сопряжением, после которого соединение становится неразъемным; на фиг. 2 - соединение деталей окончательно сопряжено, то есть готово к работе при осевых знакопеременных нагрузках; на фиг. 3 - фрагмент соединения деталей с изображением консольных концевых участков перьев (увеличено). In FIG. 1 shows the connection of parts in a position before their final pairing, after which the connection becomes one-piece; in FIG. 2 - the connection of the parts is finally conjugated, that is, it is ready to work with axial alternating loads; in FIG. 3 - fragment of the connection of parts with the image of the console end sections of the feathers (enlarged).

Соединение деталей (см. фиг. 1 - 3) 1 и 2 содержит полость 3 на одной из них и выступ 4 на другой. Выступ 4 содержит клинообразно расширяющийся от основания к его концу участок 5. На выступе размещена ограниченно подвижная по его длине цанговая втулка 6 с перьями 7. Полость 3 содержит расширенный относительно ее входного размера d_вх (обозначен на фиг. 2) участок 8, при этом совокупная объемная конфигурация концов перьев цанговой втулки идентична объемной конфигурации расширенного участка 8 полости 3. Внутренняя поверхность 9 концов перьев цанговой втулки 6 выполнена ответноклинообразной поверхности клинообразного участка 5 выступа 4, то есть обе поверхности выполнены беззазорно сопрягающимися, как изображено на фиг. 2. На концах перьев цанговой втулки снаружи выполнена выборка (см. стрелку "А" на фиг. 3) для создания консольных, нагруженных изгибающим моментом относительно точки "Б" участков "С" (фиг. 3) для более надежного безлюфтового защемления выступа 4 в полости 3.The connection of parts (see Fig. 1 - 3) 1 and 2 contains a cavity 3 on one of them and a protrusion 4 on the other. The protrusion 4 contains a wedge-shaped section 5 extending from the base to its end. A collet 6 with feathers 7, limitedly movable along its length, is located on the protrusion. The cavity 3 contains a portion 8 expanded relative to its input dimension d _in (indicated in Fig. 2), while the total volumetric configuration of the ends of the feathers of the collet sleeve is identical to the volumetric configuration of the extended section 8 of the cavity 3. The inner surface 9 of the ends of the feathers of the collet sleeve 6 is made otvetnogo-shaped surface of the wedge-shaped section 5 of the protrusion 4, then Both surfaces are interfacially mated, as shown in FIG. 2. At the ends of the feathers of the collet sleeve, a selection was made from the outside (see arrow "A" in Fig. 3) to create cantilever sections "C" loaded with bending moment relative to point "B" (Fig. 3) for more reliable backlash-free pinching of the protrusion 4 in the cavity 3.

Соединение деталей сочленяется и работает следующим образом. Выступ 4 детали 2 вводится в полость 3 детали 1 их встречным по оси выступа движением, при этом концы перьев 7 цанговой втулки 6, проходя через входной размер d_вхполости 3, радиально смещаются к оси, а затем разжимаются под собственной упругостью перьев в расширенном участке 8 полости, имеющей ту же конфигурацию, что и совокупная объемная конфигурация концов перьев. Защемление выступа в полости происходит при приложении первых же усилий, направленных на разъем деталей, и их соединение там надежнее и жестче, чем большим усилием они были сопряжены, при этом исключено возникновение какого-либо люфта при работе при знакопеременных нагрузках.The connection of parts is articulated and works as follows. The projection 4 part 2 is inserted into the cavity 3 of the part 1 of the counter on the projection axis of movement, the ends of feathers 7 collet sleeve 6, passing through the input size d _Rin cavity 3, radially displaced towards the axis, and then decompressed under its own resiliency feathers in the extended portion 8 of the cavity having the same configuration as the total volumetric configuration of the ends of the feathers. Pinching of the protrusion in the cavity occurs upon application of the first efforts directed to the connector of the parts, and their connection there is more reliable and more rigid than the greater force they were paired, while any backlash during operation under alternating loads is excluded.

Claims

The connection of parts, one-piece, with a single one-sided penetration into the cavity of the first part of the protrusion of the second part, the protrusion on which contains a wedge-shaped section extending from the base to its end, on the protrusion there is a sleeve that is limited in movement along its length and the cavity of the first part is made with extended relative to its input size by the section, the total volumetric configuration of the ends of the feathers of the collet sleeve is identical to the volumetric configuration of the expanded portion of the cavity, the inner surface s feathers otvetnoklinoobraznoy collet sleeve is formed with a wedge-shaped surface of the projection portion of the second part when placing ends of the feathers collet sleeve in the expanded portion of the cavity of the first part, characterized in that on the outer surface of the collet sleeve ends feathers configured to generate a sample on the cantilever portions feathers ends.