<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Bulletin of Bryansk state technical university</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Bulletin of Bryansk state technical university</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Вестник Брянского государственного технического университета</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">1999-8775</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">39003</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.30987/1999-8775-2020-8-13-17</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Машиностроение и машиноведение</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>Mechanical engineering</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Машиностроение и машиноведение</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">IMPROVEMENT OF ELASTIC SLEEVE-PIN CLUTCH DESIGN</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>СОВЕРШЕНСТОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ МУФТЫ  УПРУГОЙ ВТУЛОЧНО-ПАЛЬЦЕВОЙ</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Савельева</surname>
       <given-names>Наталия Николаевна</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Savel'eva</surname>
       <given-names>Nataliya Nikolaevna</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>nnsavelieva@yandex.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат педагогических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of pedagogical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-2"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Савельев</surname>
       <given-names>Яков Васильевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Savelev</surname>
       <given-names>Iakov Vasilevich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>jakoff.saveljev@yandex.ru</email>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-3"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Филиал Тюменского индустриального университета в г. Нижневартовске</institution>
     <city>Нижневартовск</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Branch of Tyumen Industrial University, Nizhnevartovsk</institution>
     <city>Nizhnevartovsk</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-2">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Тюменский индустриальный университет</institution>
     <city>Тюмень</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Тюменский индустриальный университет</institution>
     <city>Tyumen</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-3">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Томский политехнический университет</institution>
     <city>Томск</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Tomsk Polytechnic University</institution>
     <city>Tomsk</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <volume>2020</volume>
   <issue>8</issue>
   <fpage>13</fpage>
   <lpage>17</lpage>
   <self-uri xlink:href="https://zh-szf.ru/en/nauka/article/39003/view">https://zh-szf.ru/en/nauka/article/39003/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Исследовано увеличение срока службы муфтовых соединений центробежных насосных агрегатов посредством проектирования модернизированного муфтового соединения. При эксплуатации центробежных агрегатов возникает проблема, связанная с небольшим сроком эксплуатации муфт из-за дисбаланса полумуфт неправильной балансировки ротора и др. Проведен объективный и всесторонний анализ работы упругой муфты. По результатам исследования существующей конструкции была проведена модернизация муфтового соединения на примере муфты упругой втулочно-пальцевой для центробежного насоса 200Д90. Создана конструкция упругой муфты, не имеющая аналогов в России.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>The investigation purpose is life increase of clutch couplings in rotary pump units by means of designing an advanced clutch coupling.   &#13;
For that there were defined the reasons of failure and short life of an elastic sleeve-pin clutch for joining a rotary pump and electromotor. As a result of industrial tests of a rotary pump unit there were revealed the following factors decreasing life and hence equipment reliability: a wrong alignment with the pump; half-coupling imbalance (pin wear, non-coaxiality (misalignment) of holes for pins or half-coupling misalignment); bearing unit gaps (bearing defects); pump and electromotor rotor balancing; mounts and abutments of a frame base.    &#13;
 For elimination of drawbacks revealed there was developed an updated design of an elastic sleeve-pin clutch for the rotary pump of 200D90 type having no counterparts in Russia. During the investigation there were carried out industrial tests at PC “Samotlorneftegas”. Due to the updated design offered the clutch ensures life increase and a more reliable working capacity in the course of operation.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>муфтовые соединения</kwd>
    <kwd>втулочно-пальцевая муфта</kwd>
    <kwd>центробежные агрегаты</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>: clutch couplings</kwd>
    <kwd>sleeve-pin clutch</kwd>
    <kwd>centrifugal units</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p>Введение  При эксплуатации центробежных насосных агрегатов для транспортировки скважинной продукции и технической воды возникает проблема, связанная с небольшим сроком эксплуатации муфт, которые служат для передачи крутящего момента от вала электродвигателя к валу электроцентробежного насоса. Муфта является самым изнашиваемым звеном центробежного насосного агрегата. В настоящее время для соединения центробежных насосов с электродвигателями применяют следующие муфты: МУВП  ЦНС 60/198 ГОСТ 21424-75, МУВП 200Д/90,  МУВП ЦН 1000/180 ГОСТ 21424-93 [1,5]. Представленные муфтовые соединения обладают рядом недостатков, требуется много времени для монтажа муфт. При установке и снятии муфт можно деформировать детали соединения, нарушить целостность конструкции муфтового соединения, получить большие вибрации при эксплуатации и, как следствие, снижение наработки на отказ (повышенная степень риска при проведении огневых работ в насосном блоке на технологических установках; устаревшая конструкция используемых муфтовых соединений).Также основной причиной уменьшения срока службы эксплуатации и преждевременного выхода из строя муфт является вибрация насосного агрегата [2]. Перечислим параметры, влияющие на уровень вибрации насосного агрегата:расцентровкой привода и насоса;дисбалансом рабочего колеса;неправильной посадкой рабочего колеса на вал;неправильное подсоединение трубопроводов;влиянием соединительных муфт;нарушением геометрии элементов подшипника;дефектами подшипниковых опор;кавитацией перекачиваемой среды;ослаблением крепления деталей;тепловым расширением элементов конструкции насоса;повреждениями фундаментов и опор;недостаточностью или не качественностью смазки и др.Целью исследования является увеличение срока службы муфтовых соединений центробежных насосных агрегатов посредством проектирования модернизированного муфтового соединения. Задачи исследования: - сокращение непроизводственного времени при проведении работ по замене электродвигателя насосных агрегатов; - уменьшение степени риска при проведении монтажа и демонтажа муфтовых соединений; - исключение возможности разрушения муфтового соединения; - сокращение затрат, связанных с использованием сварочной техники; - упрощение проведения процедуры замены муфтовых соединений; - возможность проведения реставрации в связи с модульностью предлагаемой конструкции изделия; - упрощение проведения ремонтных работ по текущему ремонту и техническому обслуживанию, а так же операций по замене подшипниковых узлов; - сокращение затрат на проведение работ по ремонту и техническому обслуживанию. Методы исследования. Были проведены измерения уровня вибрации в соответствии с международным стандартом ISO 10816-3:1998 «Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях» [8]. Также контроль работы центробежных насосов проводился по состоянию подшипников, муфт, валов в соответствии со стандартами на муфты упругие [3].  Факторы, влияющие на уровень вибрации насосного агрегата В результате промышленных испытаний центробежного насосного агрегата были выявлены следующие факторы, уменьшающие надежность работы оборудования:- неправильная центровка с насосом; - дисбаланс полумуфт (износ пальцев, несоосность отверстий под пальцы или несоосность полумуфт); - зазоры подшипниковых узлов (дефекты подшипников); - балансировка роторов насоса и электродвигателя [4]; - крепления и прилегание основания рамы. При отклонении одного или нескольких факторов работы насоса, подшипники выходят из строя, как у насоса, так и у электродвигателя.   Мероприятия по увеличению срока службы муфты Предложены мероприятия по повышению работоспособности и безопасной эксплуатации насосных агрегатов. Проводился контроль вибрационного состояния насосных агрегатов посредством определения зон и границ вибрационного состояния, измерения виброскорости, виброускорения и построения их спектральных графиков. Также изучалась эксплуатация насосных агрегатов в неноминальных режимах работы. Была проведена установка элементов виброизолирующей компенсирующей системы и увеличена несущая способность фундаментов насосных блоков. В исследовании первоначально была рассмотрена существующая конструкция используемого муфтового соединения, представленная на рис. 1.  Рис. 1. Стандартное заводское исполнение муфт По результатам исследования были выделены следующие недостатки: 1. Непроизводственные временные затраты на проведение операций по монтажу и демонтажу муфтовых соединений [6,7]. 2. Использование при демонтаже съемников приводит к образованию задиров по внутреннему диаметру полумуфты, на валу насоса и роторе электродвигателя.3. Mуфтовые соединения поставляются без балансировки, из-за чего увеличивается коэффициент вибрации, и как следствие, снижение наработки на отказ. 4. Уменьшается срок службы и увеличивается дисбаланс муфтовых соединений за счет операций по монтажу и демонтажу муфты.5. Увеличенная степень риска при проведении огневых работ в насосном блоке на технологических установках.6. Небольшой срок службы от 3 до 5 лет.   Модернизированное исполнение упругой муфты В проводимых конструкторских работах было создано модернизированное муфтовое соединение, представленное на рис. 2, 3. Конструкторские работы проводили с использованием прикладной профессиональной программы Компас 3DV18 [9]. В существующую конструкцию добавлены установочные штифты, которые установлены в специальные фрезерованные отверстия, которые позволяют проводить операции текущего ремонта, быстрый монтаж, разбор и  замену муфтовых соединений.Модернизированное исполнение муфт: Рис. 2. Модернизированное исполнение муфты в сборе  Рис. 3.Модернизированная муфта упругая втулочно-пальцевая  Модернизированная конструкция муфты. На рис. 3 изображена в разборе модернизированная полумуфта электродвигателя МУВП ГОСТ 21424-93. Рассматриваемая конструкция муфтового соединения позволяет исключить неправильную центровку насоса и электродвигателя, будет обеспечиваться надежная работа подшипниковых узлов, исключен изгиб валов. Таким образом, мы упрощаем методы монтажа и демонтажа данного типа муфты  МУВП (муфта упругая втулочно-пальцевая ГОСТ-21424-93 на центробежный насос 200Д90).На рис. 5 изображена модернизированная упругая втулочно-пальцевая муфта. Достоинствами предложенной модели является: простота конструкции, а также допускается смещение валов относительно горизонтальной оси от 1 до 5 мм, радиальное смещение валов 0.1 до 0.4 мм. Достигается такая возможность за счет применения компенсаторов, изготовленных из резины и дающих возможность компенсировать вышеприведенные смещения. Наиболее значимым достоинством является возможность монтажа муфты без операции напрессовки, что существенно упрощает установку и демонтаж муфтового соединения. Недостатком конструкции является проведение балансировки на фальшвалах при монтаже муфты.    Рис. 5.Модернизированная муфта упругая втулочно-пальцевая Заключение Испытания показали, что применение модернизированной упругой втулочно-пальцевой муфты увеличивает ее срок службы, работоспособность и безопасность эксплуатации центробежных насосных агрегатов. Результаты опытных образцов подтверждают повышение уровня вибрационной скорости до уровня «хороший», повышение несущей способности свайных оснований, фундаментов насосных блоков.  ВыводыСокращение временных затрат на проведение операций по монтажу и демонтажу муфтовых соединений при применении разъемной конструкции с установочными штифтами. Уменьшение времени демонтажа модернизированной муфты при применении модернизированной конструкции. Сокращение непроизводственного времени и снижение затрат на проведение текущего ремонта и капитального ремонта насосных агрегатов вследствие сокращения времени на разбор и сбор модернизированной втулочно-пальцевой упругой муфты. Удобство монтажа и демонтажа полумуфты при проведении операций по обслуживанию и ремонту центробежных агрегатов вследствие съёма верхней части полумуфты. Уменьшение уровня вибрации насосных агрегатов благодаря балансировке муфтового соединения,  увеличение межремонтного периода. Уменьшение степени риска при отказе от огневых работ в насосном блоке на технологических установках.Конструкция упругой втулочно-пальцевой муфты, предлагаемая в работе, позволяет усовершенствовать технологическое обслуживание насосных агрегатов, упростить текущий и капитальный ремонт. При этом увеличивается надежность насосных агрегатов, что очень актуально для объектов нефтяного комплекса, перекачивающих большие объемы жидкости.</p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3т. / под ред. И.Н. Жестковой. Изд. 8-е перераб. и доп.  М.: Машиностроение, 2001.  Т.2.  912 с.  ISBN 5-217-02964-1.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Anur'ev V. I. Spravochnik konstruktora-mashinostroitelya: v 3t. / pod red. I.N. Zhestkovoy. Izd. 8-e pererab. i dop.  M.: Mashinostroenie, 2001.  T.2.  912 s.  ISBN 5-217-02964-1.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Владимиров А. И. Испытания нефтегазового оборудования и их метрологическое обеспечение: учебное пособие / под ред. А.И. Владимиров, В.Я. Кершенбаум. Москва, Проспект, 2016. 608с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Vladimirov A. I. Ispytaniya neftegazovogo oborudovaniya i ih metrologicheskoe obespechenie: uchebnoe posobie / pod red. A.I. Vladimirov, V.Ya. Kershenbaum. Moskva, Prospekt, 2016. 608s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">ГОСТ 21424-93. Муфты упругие втулочно-пальцевые. Параметры и размеры.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">GOST 21424-93. Mufty uprugie vtulochno-pal'cevye. Parametry i razmery.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Ласуков Р Я. Анализ причин преждевременных отказов при эксплуатации ЭЦН в пластах группы ЮС Восточно-Сургутского месторождения и методы борьбы с ними //Науки о земле.  2015.  № 11.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Lasukov R Ya. Analiz prichin prezhdevremennyh otkazov pri ekspluatacii ECN v plastah gruppy YuS Vostochno-Surgutskogo mestorozhdeniya i metody bor'by s nimi //Nauki o zemle.  2015.  № 11.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Поляков В. С., Барбаш И.Д., Ряховский О.А.  Справочник по муфтам. М.:  Машиностроение, 1974. 352 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Polyakov V. S., Barbash I.D., Ryahovskiy O.A.  Spravochnik po muftam. M.:  Mashinostroenie, 1974. 352 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Савельева Н. Н., Соколова И.Ю., Беляев О.В. Нефтегазопромысловое оборудование: учеб.-метод. пособие. Тюмень, ТИУ, 2018. 100 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Savel'eva N. N., Sokolova I.Yu., Belyaev O.V. Neftegazopromyslovoe oborudovanie: ucheb.-metod. posobie. Tyumen', TIU, 2018. 100 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Сафиуллин Р.Р., Матвеев Ю.Г., Бурцев Е.А.  Анализ работы установок электроцентробежных насосов и технические методы повышения их надежности. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2011  90с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Safiullin R.R., Matveev Yu.G., Burcev E.A.  Analiz raboty ustanovok elektrocentrobezhnyh nasosov i tehnicheskie metody povysheniya ih nadezhnosti. Ufa: Izd-vo UGNTU, 2011  90s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Graham Kelly S. Mechanical vibrations. Sieditions / Theuniversityof Akron. Seala. 2012. 876 p.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Graham Kelly S. Mechanical vibrations. Sieditions / Theuniversityof Akron. Seala. 2012. 876 p.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Savelyeva N.N. Creationofanautomation system for engineering calculation of preparation for the production at high-technology enterprises of mechanical engineering // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2018.  Рр. 12-29.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Savelyeva N.N. Creationofanautomation system for engineering calculation of preparation for the production at high-technology enterprises of mechanical engineering // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2018.  Rr. 12-29.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
