RU2239733C2 - Flexible shaft - Google Patents
Flexible shaft Download PDFInfo
- Publication number
- RU2239733C2 RU2239733C2 RU2002115644/28A RU2002115644A RU2239733C2 RU 2239733 C2 RU2239733 C2 RU 2239733C2 RU 2002115644/28 A RU2002115644/28 A RU 2002115644/28A RU 2002115644 A RU2002115644 A RU 2002115644A RU 2239733 C2 RU2239733 C2 RU 2239733C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- link
- cylindrical surfaces
- cylindrical
- flexible
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C1/00—Flexible shafts; Mechanical means for transmitting movement in a flexible sheathing
- F16C1/02—Flexible shafts; Mechanical means for transmitting movement in a flexible sheathing for conveying rotary movements
- F16C1/04—Articulated shafts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Flexible Shafts (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Electric Cable Arrangement Between Relatively Moving Parts (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для передачи гибким валом вращательного и поступательного движения.The invention relates to mechanical engineering and can be used to transmit rotational and translational motion by a flexible shaft.
Известен гибкий вал, состоящий из двух или более стальных пружинных лент, навитых в противоположные стороны, и содержащий центральный гибкий рукав, служащий для подачи жидкости. Этот вал можно использовать для передачи значительного момента вращения и продольного усилия, в том числе, для бурения боковых каналов в необсаженных скважинах большого диаметра [1].Known flexible shaft, consisting of two or more steel spring tapes, wound in opposite directions, and containing a Central flexible sleeve that serves to supply fluid. This shaft can be used to transmit a significant torque and longitudinal force, including for drilling side channels in open hole large diameter wells [1].
Однако, как отмечается в описании, для передачи требуемых момента и продольного усилия, вал должен иметь значительный диаметр. Учитывая, что он не обеспечивает достаточной интенсивности искривления, для изгиба вала на 90° требуются значительные габаритные размеры корпуса устройства, в котором он установлен. Это не позволяет его использовать в обсаженных эксплуатационных скважинах небольшого диаметра.However, as noted in the description, to transmit the required moment and longitudinal force, the shaft must have a significant diameter. Given that it does not provide sufficient intensity of curvature, for the bending of the shaft by 90 °, significant overall dimensions of the housing of the device in which it is installed are required. This does not allow its use in cased production wells of small diameter.
Известен гибкий вал типа Гука-Кардана с ведущим и ведомыми элементами, содержащий цепь звеньев с центральными отверстиями, шарнирно соединенных между собой стяжками и зубчатыми элементами, выполненными на выступающих частях звеньев, располагающихся во взаимно перпендикулярных плоскостях [2].Known flexible shaft type Hooke-Cardan with leading and driven elements, containing a chain of links with central holes articulated between couplers and gear elements made on the protruding parts of the links located in mutually perpendicular planes [2].
Указанный гибкий вал принят нами в качестве прототипа.The specified flexible shaft adopted by us as a prototype.
Этот вал имеет следующие недостатки:This shaft has the following disadvantages:
1. Передаваемый крутящий момент ограничен глубиной зацепления зубчатых элементов.1. The transmitted torque is limited by the depth of engagement of the gear elements.
2. Неустойчивость вала при передаче осевой нагрузки через два выпуклых зубчатых сектора. Это особенно важно, когда ведомый конец вала не закреплен.2. The instability of the shaft during the transmission of axial load through two convex gear sectors. This is especially important when the driven end of the shaft is not fixed.
3. Вал сложен в сборке.3. The shaft is difficult to assemble.
4. Вследствие прямоугольного сечения вала с выступающими полуосями, при приложении продольного усилия к вращающемуся валу, ведомый конец которого не закреплен, будет происходить интенсивный износ выступающих частей вплоть до повреждения полуосей вала.4. Due to the rectangular cross-section of the shaft with protruding axles, when a longitudinal force is applied to a rotating shaft, the driven end of which is not fixed, intense protrusion will occur until damage to the axles of the shaft.
Задачей изобретения является создание легкого в сборке гибкого вала, обеспечивающего передачу значительного вращательного и продольного усилия. Это особенно необходимо для бурения боковых каналов в скважине малого диаметра при незакрепленном ведомом конце вала.The objective of the invention is to provide an easy-to-assemble flexible shaft that provides significant rotational and longitudinal forces. This is especially necessary for drilling side channels in a borehole of small diameter with an unsecured driven end of the shaft.
Для успешного решения указанной задачи в гибком вале с центральным отверстием, содержащем цепь звеньев, шарнирно соединенных между собой смежными соединительными элементами каждое звено, образованное пересечением двух взаимно перпендикулярных цилиндрических поверхностей, охвачено двумя торцевыми вилками цилиндрических соединительных элементов, образующих шарнирное соединение, внутренние цилиндрические поверхности которых имеют дугу охвата, большую длины дуги цилиндрических поверхностей звена. При этом каждое звено предпочтительно может иметь на углах три упора, два из которых образованы перпендикулярами к цилиндрическим поверхностям, имеющим общий угол без упора, и продолжениями перпендикулярных им цилиндрических поверхностей, имеющих общий третий упор, образованный перпендикулярами к указанным цилиндрическим поверхностям, а четвертый угол снабжен аналогичным по форме третьему упору съемным ограничителем, причем его высота и высота упоров ограничена внешней цилиндрической поверхностью вала. Дополнительно устройство содержит соосный с валом гибкий упругий цилиндрический элемент.To successfully solve this problem, in a flexible shaft with a central hole containing a chain of links articulated between adjacent connecting elements, each link formed by the intersection of two mutually perpendicular cylindrical surfaces is covered by two end forks of cylindrical connecting elements forming a hinge, the inner cylindrical surfaces of which have an arc of coverage, a greater length of the arc of the cylindrical surfaces of the link. Moreover, each link may preferably have three stops at the corners, two of which are formed perpendicular to cylindrical surfaces having a common angle without stop, and extensions of cylindrical surfaces perpendicular to them, having a common third stop formed by perpendiculars to said cylindrical surfaces, and the fourth corner is provided similar in shape to the third stop, a removable stop, and its height and height of the stops is limited by the outer cylindrical surface of the shaft. Additionally, the device comprises a coaxial with the shaft flexible elastic cylindrical element.
Указанные признаки позволяют устранить недостатки, присущие известным гибким валам и передавать значительные вращательные и продольные усилия за счет больших площадей взаимодействия сопряженных цилиндрических поверхностей вилок и вставленных в них звеньев.These features can eliminate the disadvantages inherent in the known flexible shafts and transmit significant rotational and longitudinal forces due to the large areas of interaction of the mating cylindrical surfaces of the forks and the links inserted into them.
Нам не известны гибкие валы, обладающие совокупностью вышеперечисленных признаков, что означает соответствие предлагаемого вала требованиям, предъявляемым к изобретениям.We are not aware of flexible shafts that have a combination of the above characteristics, which means that the proposed shaft meets the requirements for inventions.
Ниже представлено подробное описание предпочтительного варианта выполнения устройства.The following is a detailed description of a preferred embodiment of the device.
На фиг.1 и 2 изображены звено и соединительный элемент вала; на фиг.3 приведен вид вала в сборе; на фиг.4 показана сборка вала.Figure 1 and 2 shows the link and the connecting element of the shaft; figure 3 shows a view of the shaft assembly; figure 4 shows the Assembly of the shaft.
Гибкий вал содержит звенья 1, образованные пересечением двух взаимно перпендикулярных цилиндрических поверхностей одинакового диаметра 2, 3 и 4, 5 и имеющих центральное отверстие 6. Для увеличения передаваемого момента и упрощения сборки на углах звеньев располагаются три упора 7, 8 и 9. Два упора 7, 8 образованы перпендикулярами к цилиндрическим поверхностям 2, 4, имеющим общий угол без упора, и продолжениями перпендикулярных им цилиндрических поверхностей 3, 5, имеющих общий третий упор 9. Третий упор 9 образован перпендикулярами к цилиндрическим поверхностям 3, 5. Высота упоров 7, 8 и 9 ограничена внешней цилиндрической поверхностью вала.The flexible shaft contains
Съемный ограничитель 10, аналогичный по форме третьему упору 9, крепится на четвертом угле звеньев, например, винтами 11 и служит для фиксации звеньев.A
Шарнирное соединение звеньев 1 осуществляется цилиндрическими соединительными элементами 12 (фиг.2) с центральным отверстием 13, имеющими по торцам две вилки 14, 15, внутренние цилиндрические поверхности 16, 17 которых имеют дугу охвата, большую длины дуги цилиндрических поверхностей 2, 3, 4 и 5 звеньев 1. Вал также содержит концевые элементы: ведущий 18 и ведомый 19 (фиг.3). Внутри вала вставлен гибкий упругий цилиндрический элемент 20, например цилиндрическая пружина или рукав высокого давления. Цилиндрический элемент может быть надет на гибкий вал, образуя оболочку.The articulation of the
Сборка вала осуществляется следующим образом (фиг.4). Одна из вилок соединительного элемента 12 надевается на одну из пар поверхностей звена 1 до упоров. На угол звена 1 крепится винтами 11 съемный ограничитель 10. Затем другое звено 1 вставляется одной из пар поверхностей в другую вилку соединительного элемента 12, а на другую пару поверхностей звена 1 надевается вилка ведомого элемента 19. На угол звена 1 крепится ограничитель и в центральное отверстие вала, образованное отверстиями звеньев 1, соединительных элементов 12 и ведущего элемента 18, вводится гибкий элемент (не показано), образуя неразъемное шарнирное соединение.The shaft assembly is as follows (figure 4). One of the forks of the connecting
Гибкий вал работает следующим образом. Кинематическое шарнирное соединение, осуществляемое во взаимно перпендикулярных плоскостях чередующихся звеньев 1 и вилок 14, 15 соединительных элементов 12, обеспечивает передачу момента вращения и продольной нагрузки от ведущего 18 к ведомому 19 элементу посредством взаимодействия цилиндрических поверхностей 2, 3, 4 и 5 звеньев 1 с сопрягаемыми цилиндрическими поверхностями 16, 17 вилок 14, 15. Центральный гибкий элемент 20 и зазор между торцевыми поверхностями звеньев 1 и вилок 14, 15 соединительных элементов 12 ограничивают искривление вала. Центральный гибкий элемент 20 и ограничитель 10 предохраняют вал от разъединения его элементов. Превышение дуг охвата цилиндрических поверхностей 16, 17 вилок 14, 15 длин дуг цилиндрических поверхностей 2, 3, 4, 5 звеньев 1 обеспечивает неразъемное соединение элементов вала при приложении растягивающей нагрузки.A flexible shaft operates as follows. The kinematic articulation, carried out in mutually perpendicular planes of
Вал может быть заключен в оболочку и установлен в направляющей (не показаны).The shaft may be enclosed in a shell and mounted in a guide (not shown).
Выполнение гибкого вала согласно изобретению позволит передавать значительные вращательные и продольные усилия.The implementation of the flexible shaft according to the invention will allow the transfer of significant rotational and longitudinal forces.
Источники информацииSources of information
1. Патент США №4658916, 175/81.1. US patent No. 4658916, 175/81.
2. А.с. №872821, F 16 C 1/02 (прототип).2. A.S. No. 872821, F 16
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002115644/28A RU2239733C2 (en) | 2002-06-13 | 2002-06-13 | Flexible shaft |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002115644/28A RU2239733C2 (en) | 2002-06-13 | 2002-06-13 | Flexible shaft |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002115644A RU2002115644A (en) | 2004-03-10 |
| RU2239733C2 true RU2239733C2 (en) | 2004-11-10 |
Family
ID=34309866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002115644/28A RU2239733C2 (en) | 2002-06-13 | 2002-06-13 | Flexible shaft |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2239733C2 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2364759C1 (en) * | 2007-12-06 | 2009-08-20 | Юрий Александрович Кривоносов | Flexible shaft |
| RU2498123C1 (en) * | 2012-06-15 | 2013-11-10 | Владимир Сергеевич Заседателев | Flexible spring shaft |
| RU2546395C1 (en) * | 2014-02-04 | 2015-04-10 | Роман Евгеньевич Абрамов | Flexible shaft |
| RU2567123C2 (en) * | 2014-01-09 | 2015-11-10 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Flexible shaft (versions) |
| RU2701015C1 (en) * | 2018-11-06 | 2019-09-24 | Общество с ограниченной ответственностью "ГОРИЗОНТАЛЬ" | Flexible shaft |
| RU2703023C1 (en) * | 2019-01-24 | 2019-10-15 | Андрей Юрьевич Азанов | Flexible shaft |
Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1677337A (en) * | 1924-09-27 | 1928-07-17 | Thomas E Grove | Antrum drill |
| US3393535A (en) * | 1966-07-27 | 1968-07-23 | Coats & Clark | Plastic universal joints |
| US3405539A (en) * | 1966-06-13 | 1968-10-15 | Gen Motors Corp | Flexible rotary joint |
| US3597938A (en) * | 1969-05-21 | 1971-08-10 | Singer General Precision | Flexure joint |
| US4107948A (en) * | 1976-01-30 | 1978-08-22 | Trallfa Nils Underhaug A/S | Flexible robot arm |
| US4149391A (en) * | 1975-11-25 | 1979-04-17 | W B Driver | Flexible drill pipe |
| US4164855A (en) * | 1978-08-09 | 1979-08-21 | Koppers Company, Inc. | Segmented driving shaft |
| EP0013845A1 (en) * | 1979-01-17 | 1980-08-06 | Regie Nationale Des Usines Renault | Ball joint for an articulated arm |
| US4516958A (en) * | 1983-11-03 | 1985-05-14 | Hidden Valley Associates, Inc. | Flexible shaft coupling device |
| GB2220729A (en) * | 1988-07-15 | 1990-01-17 | Bristol Myers Co | Angle drive device |
| US5356340A (en) * | 1991-08-30 | 1994-10-18 | Xerox Corporation | One piece integral flexible drive shaft |
| WO1997035482A1 (en) * | 1996-03-25 | 1997-10-02 | Faircrest Holdings Pty. Ltd. | A drive element and an articulated drive incorporating same |
| WO1998031944A1 (en) * | 1997-01-17 | 1998-07-23 | Rathnakar Yadama | Flexible shaft |
| US6012494A (en) * | 1995-03-16 | 2000-01-11 | Deutsche Forschungsanstalt Fur Luft- Und Raumfahrt E.V. | Flexible structure |
| RU2181448C2 (en) * | 2000-05-05 | 2002-04-20 | Открытое акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания" | Flexible shaft |
-
2002
- 2002-06-13 RU RU2002115644/28A patent/RU2239733C2/en active
Patent Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1677337A (en) * | 1924-09-27 | 1928-07-17 | Thomas E Grove | Antrum drill |
| US3405539A (en) * | 1966-06-13 | 1968-10-15 | Gen Motors Corp | Flexible rotary joint |
| US3393535A (en) * | 1966-07-27 | 1968-07-23 | Coats & Clark | Plastic universal joints |
| US3597938A (en) * | 1969-05-21 | 1971-08-10 | Singer General Precision | Flexure joint |
| US4149391A (en) * | 1975-11-25 | 1979-04-17 | W B Driver | Flexible drill pipe |
| US4107948A (en) * | 1976-01-30 | 1978-08-22 | Trallfa Nils Underhaug A/S | Flexible robot arm |
| US4164855A (en) * | 1978-08-09 | 1979-08-21 | Koppers Company, Inc. | Segmented driving shaft |
| EP0013845A1 (en) * | 1979-01-17 | 1980-08-06 | Regie Nationale Des Usines Renault | Ball joint for an articulated arm |
| US4516958A (en) * | 1983-11-03 | 1985-05-14 | Hidden Valley Associates, Inc. | Flexible shaft coupling device |
| GB2220729A (en) * | 1988-07-15 | 1990-01-17 | Bristol Myers Co | Angle drive device |
| US5356340A (en) * | 1991-08-30 | 1994-10-18 | Xerox Corporation | One piece integral flexible drive shaft |
| US6012494A (en) * | 1995-03-16 | 2000-01-11 | Deutsche Forschungsanstalt Fur Luft- Und Raumfahrt E.V. | Flexible structure |
| WO1997035482A1 (en) * | 1996-03-25 | 1997-10-02 | Faircrest Holdings Pty. Ltd. | A drive element and an articulated drive incorporating same |
| WO1998031944A1 (en) * | 1997-01-17 | 1998-07-23 | Rathnakar Yadama | Flexible shaft |
| RU2181448C2 (en) * | 2000-05-05 | 2002-04-20 | Открытое акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания" | Flexible shaft |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2364759C1 (en) * | 2007-12-06 | 2009-08-20 | Юрий Александрович Кривоносов | Flexible shaft |
| RU2415312C1 (en) * | 2007-12-06 | 2011-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Пермское конструкторско-технологическое бюро технического проектирования и организации производства" | Flexible shaft |
| RU2498123C1 (en) * | 2012-06-15 | 2013-11-10 | Владимир Сергеевич Заседателев | Flexible spring shaft |
| RU2567123C2 (en) * | 2014-01-09 | 2015-11-10 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Flexible shaft (versions) |
| RU2546395C1 (en) * | 2014-02-04 | 2015-04-10 | Роман Евгеньевич Абрамов | Flexible shaft |
| RU2701015C1 (en) * | 2018-11-06 | 2019-09-24 | Общество с ограниченной ответственностью "ГОРИЗОНТАЛЬ" | Flexible shaft |
| RU2703023C1 (en) * | 2019-01-24 | 2019-10-15 | Андрей Юрьевич Азанов | Flexible shaft |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2002115644A (en) | 2004-03-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100449164C (en) | Universal joint | |
| US6142878A (en) | Flexible coupling with elastomeric belt | |
| ATE214791T1 (en) | POWER TRANSMISSION CLUTCH | |
| US10487882B2 (en) | Mud motor transmission | |
| WO2003089145A3 (en) | Composite drive shaft with captured end adapters | |
| RU2239733C2 (en) | Flexible shaft | |
| CA2319926A1 (en) | High-resistance threaded joint | |
| US5409324A (en) | High strength, quick connect/disconnect coupling | |
| GB2040397A (en) | Universal joints | |
| CN115182682B (en) | A high reliability flexible drill rod | |
| CN211820454U (en) | Damping coupling | |
| CN217682908U (en) | Spherical hinge drum coupling | |
| KR20030047508A (en) | Universal joint shaft | |
| JP2697764B2 (en) | Universal shaft coupling | |
| RU2815589C1 (en) | Safety splined connection | |
| KR100738473B1 (en) | Universal joint | |
| RU2850812C1 (en) | Universal cardan joint | |
| SU1409797A1 (en) | Sleeve coupling | |
| SU1574941A1 (en) | Safety clutch | |
| RU2036341C1 (en) | Easily connectable coupling | |
| RU34664U1 (en) | Coupling | |
| RU2130138C1 (en) | Flexible safety expanding clutch | |
| KR20030023940A (en) | Apparatus for transmitting driving force | |
| RU1290775C (en) | Pivoted clutch | |
| SU1404701A1 (en) | Flexible coupling |