Вертлюги известны человечеству много веков, их придумали задолго до того, как в толще земли обнаружилась нефть. Наиболее активно их использовали в изготовлении сбруи для лошадей, корабельном деле, рыбацких снастях. А сегодня простейшие примеры этих подвижных узлов вы можете встретить на ремешках для сумок.
Что это такое
Устройство нужно для того, чтобы сохранить веревочное, цепочное, тросовое или жесткое соединение между двумя частями системы, при том, что одна из этих частей может вращаться. Простейший пример такой системы — карабин на сумочном ремне:
- Сумка является неподвижной системой, относительно ремня, поскольку она зафиксирована между его концами.
- Сам ремень может вращаться вокруг продольной оси, что позволяет быстро его распрямлять и снижает вероятность, что он перекрутится.
- Место крепления, где карабин подходит к кольцу на сумке, остается при этом стабильным. Оно не вращается вокруг своих осей, поэтому узел не перекручивается, в нем не возникают опасные усилия и напряжения.
Как этого получается добиться?
Устройство
Вертлюг представляет собой элемент из двух или трех частей, одна из которых имеет на соединительном конце шип с ограничителем, а другая — кольцо, расположенное поперек оси этого шипа.
Шип вставляется в кольцо, а ограничитель не дает ему из кольца выпасть. При этом вокруг продольной оси шип может вращаться на любое количество градусов или оборотов, если иное не предусмотрено конструкцией специально, и не установлены другие ограничители.
Обратный конец шипа может переходить непосредственно во вторую крепежную часть или даже самое изделие, как это бывает с карабинами на сумках. А может быть выполнен зеркально, и тогда на нем закреплен другой вращающийся элемент. В последнем случае вертлюг становится менее прочным (так как добавилось новое соединение), но и подвижность в нем намного больше, а значит, вероятность поломки снижается кратно.
В простейших вертлюгах, которые не рассчитаны на высоконагруженные системы, между подвижными частями ничего нет, трение и износ материала считается недостаточным, чтобы устройство вышло из строя в течение срока «жизни» всего изделия.
В системах, где вращение является частью основного эксплуатационного сценария, система снабжается подшипниками, которые снимают большую часть нагрузки трением и делают соединение эффективнее и долговечнее.
В нефте- и газодобывающей промышленности
Используется в составе бурового оборудования для нескольких разных задач:
- Держит на себе весь вес бурильной колонны, поскольку именно на него она и подвешивается. По этой причине должен быть выполнен из действительно качественной стали, регулярно осматриваться и обслуживаться.
- Обеспечивает подачу промывочной жидкости к забою скважины, не давая скручиваться магистрали, идущей от бурового насоса.
- Защищает от скручивания и талевый канат, обеспечивает безопасное вращение буровой колонны относительно неподвижных частей.