專利名稱：減速器懸掛式單軸絞車的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及石油鉆機設備領域，尤其是一種單軸絞車。
背景技術：
對于當前使用的石油鉆機提升設備絞車而言，其采用的技術如下1)如中國專利02216207.0，實用新型名稱是“大中型石油鉆機單軸電動絞車”所述，其發(fā)展和采用的是單軸絞車，特點是減輕重量，減少體積，便于拆裝運輸。
2)如美國Varco systems在其自動提升系統(tǒng)(automatedhoisting system)中，在采用無級調(diào)速電機拖動的情況下，曾采用單速螺旋齒輪箱傳動單軸絞車來替代四速鏈傳動多軸絞車，省去了鏈傳動絞車的換擋齒輪和滾筒離合器。
3)國內(nèi)廠家當前將單軸絞車齒輪箱固定在絞車底座上，用齒式聯(lián)軸器分別與拖動電機和滾筒軸相連。中國專利02224972.9，實用新型名稱是“單軸齒輪絞車”所述，將二級齒輪箱直接掛在滾筒軸上，齒輪箱與馬達連接的輸入端靠銷軸與絞車底座固定，馬達，齒輪箱，滾筒軸，主輔剎車均可安裝在同一絞車底座上。而美國Varco systems在其自動提升系統(tǒng)(automated hoistingsystem)的單軸絞車中，齒輪箱被懸掛(slide onto)在絞車滾筒軸上并以twin ring fetters(雙盤枷鎖)鎖緊，削減了絞車連同其底座的尺寸和重量，縮短了滾筒軸，省去了齒輪箱與滾筒軸的聯(lián)接部件。
4)單軸絞車均應適宜安裝新型液壓盤式剎車，輔助剎車，馬達能耗制動輔助剎車和自動送鉆裝置，以滿足石油鉆機絞車功能要求。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種減速器懸掛式單軸絞車，從而解決了現(xiàn)有絞車的軸向尺寸問題，減輕重量，便于運輸，為縮小鉆機井架跨度和底座尺寸創(chuàng)造條件；此外，簡化了安裝找正作業(yè)；絞車在運行過程中的震動也大大減少。具體方案是在絞車滾筒軸單或雙側安裝齒輪減速器，該齒輪減速器輸出軸采用空心軸，整個齒輪箱輸出軸懸掛在滾筒軸上，并采用鎖緊盤裝置以過盈配合與滾筒軸相連，鉸支座被安裝和支撐在齒輪減速器的輸入端，減震器被安裝在滾筒軸軸心線下方并位于減速器下箱體與絞車底座之間。上述的單軸絞車在其滾筒軸一端或滾筒雙側裝有液壓盤式主剎車。輔助剎車的旋轉運動部件也安裝在滾筒軸上，其外殼則固定在懸掛式減速器的箱體上。
自動送鉆裝置有兩種安裝和機械傳動方式，或安裝在齒輪減速器的輸入端，或安裝在齒輪減速器的輸出端。
本實用新型的有益效果是1)減速器直接懸掛(套掛)在滾筒軸上，棄去減速器和滾筒軸之間的連接部件，將中、重型鉆機絞車的軸向尺寸縮短400-500mm，將超重型鉆機絞車的軸向尺寸縮短800-900mm，減輕重量，便于運輸，為縮小鉆機井架跨度和底座尺寸創(chuàng)造條件；輔助剎車(如EATON輔助盤式剎車)的旋轉運動部件安裝在滾筒軸上，其外殼則固定在懸掛式減速器的箱體上，棄去齒式聯(lián)軸器和掛合撥扠，也減少絞車的軸向尺寸，減輕重量，便于運輸，為縮小鉆機井架跨度和底座尺寸創(chuàng)造條件；2)減速器直接懸掛(套掛)在滾筒軸上，并找正鎖緊，無需另行與底座相連，簡化安裝找正作業(yè)；3)采用鉸支座使拖動電機免于承受徑向負荷，而縮短了的絞車軸向尺寸及采用的減震器將使絞車運行過程中的震動大大減少；4)這種單軸絞車適宜安裝液壓盤式剎車，輔助剎車和自動送鉆裝置，變頻交流或直流馬達的動態(tài)和再生電力(dynamic andregenerative)制動仍然適用。


圖1，減速器懸掛式單軸絞車結構示意圖；圖2，減速器懸掛式單軸單側絞車傳動示意圖；圖3，減速器懸掛式雙軸雙側絞車傳動示意圖；圖4，懸掛式減速器的示意圖；圖5，鎖緊盤裝置的示意圖。
符號說明1-電動機；2-聯(lián)軸器；3-懸掛式齒輪減速器；4-輸入軸；5-輸入軸齒輪；6-中間軸空套大齒輪；7-離合器；8-中間軸；9-中間軸輸出齒輪；10-輸出軸空套齒輪；11-鎖緊盤裝置；12-輔助剎車；13-自動送鉆裝置；14-自動送鉆離合器；15-自動送鉆裝置輸入軸；16-自動送鉆主動齒輪；17-滾筒軸；18-滾筒；19-液壓盤式主剎車。
具體實施方式
本實用新型提出一種單軸絞車，在絞車滾筒軸單或雙側安裝齒輪減速器，此種齒輪減速器輸出軸采用空心軸，整個齒輪箱輸出軸懸掛在滾筒軸上，并采用一種鎖緊盤裝置以過盈配合與滾筒軸相連，滿足各型直流和變頻交流驅動各型鉆機絞車傳遞扭矩的需求。齒輪減速器的輸入端則采用適當高度并安裝在適當位置的鉸支座來支撐，防止拖動電機承受徑向負荷。一個減震器被安裝在滾筒軸軸心線下方并位于減速器下箱體與絞車底座之間，減少絞車運行過程中的震動。
這種單軸絞車在其滾筒軸(17)一端或滾筒(18)雙側裝有液壓盤式主剎車。輔助剎車(如EATON輔助盤式剎車)的旋轉運動部件也安裝在滾筒軸上，其外殼則固定在懸掛式減速器的箱體上。自動送鉆裝置有兩種安裝和機械傳動方式，或安裝在齒輪減速器的輸入端，或安裝在齒輪減速器的輸出端。
下面對本實用新型進行詳細描述1)本專利絞車的機械傳動和制動請參看圖1、2、3所示，無論采用單或雙側懸掛式減速器，本實用新型絞車的機械傳動方式如以下所述電動機(1)經(jīng)齒式聯(lián)軸器(2)驅動懸掛式齒輪減速器(3)的輸入軸(4)，帶動輸入軸齒輪(5)。由輸入軸齒輪(5)驅動中間軸空套大齒輪(6)，經(jīng)掛和推盤式離合器(7)使中間軸(8)帶動中間軸輸出齒輪(9)，中間軸輸出齒輪(9)驅動輸出軸空套齒輪(10)，進而經(jīng)由鎖緊盤裝置(11)驅動滾筒軸(17)并帶動以過盈配合裝在滾筒軸(17)上的開槽滾筒(18)，從而實現(xiàn)起下鉆作業(yè)。
為安全可靠地完成起下鉆作業(yè)，設置了液壓盤式主剎車(19)，而以電機(1)的反轉電動勢在電阻上的消耗(所謂能耗制動)作為輔助剎車。
機械傳動的另一形式是拋棄推盤式離合器(7)，將之換為一個輪盤，它與中間軸(8)過盈配合，而與中間軸空套大齒輪(6)用螺栓連接，形成一種不可分離的機械傳動。
2)齒輪減速器結構采用一種單速，雙級，采用硬齒面直齒輪，適應變頻交流或直流電動機驅動鉆機絞車傳扭和變速需要的減速箱，其齒輪減速器輸出軸采用空心軸，便于采用鎖緊盤裝置，使之與滾筒軸相連。
3)懸掛結構本實用新型將減速器輸出空心軸懸掛(套掛)在滾筒軸上，兩者用鎖緊盤裝置以過盈配合連接，傳遞扭矩。
4)鎖緊盤裝置結構如圖5所示，本實用新型采用鎖緊盤裝置(如浙江精基科技有限公司的SD-91系列鎖緊盤裝置)，它由兩個鎖緊盤，即內(nèi)鎖緊盤(115)和外鎖緊盤(112)，雙錐面內(nèi)套(113)，O形密封圈(114)和若干個螺栓(111)組成。請參看圖2、3所示，鎖緊盤裝置安裝在減速器輸出軸上。按上緊力矩要求上緊螺栓，兩個鎖緊盤沿雙錐面在保持相互平行的情況下移動靠攏，產(chǎn)生的徑向力迫使減速器輸出軸套彈性變形，抱緊滾筒軸，達到所要求的過盈配合。雙錐面內(nèi)套(113)與減速器輸出軸(116)采用d(H7/f7)，長度為148-176mm的配合，根據(jù)外載大小選定軸套與軸的配合過盈量，可傳遞1282-1610KNM扭矩。
5)適當高度并安裝在適當位置的鉸支座在滾筒軸與減速器安裝后，將鉸支座焊在絞車底座橫樑上平面上，確保齒輪傳動自如，防止拖動電機承受徑向負荷。
6)減震器的結構，定尺和定位安裝采用在3700-11800KN范圍內(nèi)負載可調(diào)，負載刻度顯示的減震器。
如圖4所示，減震器固定在滾筒軸軸心線下方的減速器下箱體上，用墊片找正并調(diào)整到適當高度，其下端座則固定在絞車底座橫樑上平面上。
7)輔助剎車輔助剎車(如EATON輔助盤式剎車)的旋轉運動部件安裝在滾筒軸上，其外殼則固定在懸掛式減速器的箱體上。
8)兩種自動送鉆裝置的外置安裝和機械傳動方式在起用自動送鉆裝置的情況下，也有兩種安裝和機械傳動方式第一種是單側懸掛式，安裝在齒輪減速器的輸出端(見圖2)。自動送鉆裝置電機(13)經(jīng)自動送鉆離合器(14)驅動懸掛減速器(3)的自動送鉆裝置輸入軸(15)，進而帶動自動送鉆主動齒輪(16)。自動送鉆主動齒輪(16)驅動輸出軸空套齒輪(10)，經(jīng)鎖緊盤裝置(8)驅動滾筒軸(17)并帶動以過盈配合裝在滾筒軸(17)上的開槽滾筒(18)，從而實現(xiàn)自動送鉆作業(yè)或起升作業(yè)(見圖2)。
第二種是雙側懸掛式，安裝在齒輪減速器的輸入端(見圖3)。自動送鉆裝置電機(13)經(jīng)自動送鉆離合器(14)驅動懸掛式齒輪減速器(3)的輸入軸(4)，進而帶動輸入軸齒輪(5)，以下按本專利所述的傳動機制運行，從而實現(xiàn)自動送鉆或起升作業(yè)(見圖3)。
以上兩種自動送鉆安裝和機械傳動方式均可利用液壓盤式主剎車(19)的功能和自動送鉆裝置(13)中的交流變頻馬達的能耗制動功能來實現(xiàn)送鉆的起下作業(yè)。
最佳實施方案單側減速器懸掛方式及單側自動送鉆裝置懸掛方式，如圖2所示，適用于按SY/T5532-2002“石油鉆機用絞車”制造的變頻交流或直流驅動的鉆機絞車。此時，在絞車滾筒單側安裝盤剎。
此時本專利所述的齒輪減速器輸出空心軸，鎖緊盤裝置和減震器均能滿足其傳扭和減震功能要求。
雙側減速器懸掛方式及雙側自動送鉆裝置懸掛方式，如圖3所示，適用于按SY/T5532-2002“石油鉆機用絞車”制造的變頻交流或直流驅動的鉆機絞車。此時，分別在絞車滾筒雙側安裝盤剎。
此時本專利所述的齒輪減速器輸出空心軸，鎖緊盤裝置和減震器均能滿足其傳扭和減震功能要求。
安裝操作1)鎖緊盤準備清洗，涂防腐油，在錐形工作面和螺栓上抹潤滑脂或油；2)滾筒軸與減速器輸出軸連接配合面準備與掛合清洗，脫脂，干燥，掛合；3)按上緊力矩要求上緊鎖緊盤螺栓，兩個鎖緊盤沿雙錐面在保持相互平行的情況下移動靠攏直至鎖緊；4)將鉸支座焊在絞車底座橫樑上平面上，確保齒輪傳動自如；5)將馬達連接外齒套與減速器輸入軸相互對中找正，可將馬達固定并焊上定位塊；6)將減震器固定在減速器下箱體上，以墊片找正到符合要求的高度，將其下端座固定在絞車底座橫樑上平面上。
本實用新型的顯著特點是1)減速器直接懸掛(套掛)在滾筒軸上，棄去減速器和滾筒軸之間的連接部件，將中、重型鉆機絞車的軸向尺寸縮短400-500mm，將超重型鉆機絞車的軸向尺寸縮短800-900mm，減輕重量，便于運輸，為縮小鉆機井架跨度和底座尺寸創(chuàng)造條件；輔助剎車(如EATON輔助盤式剎車)的旋轉運動部件安裝在滾筒軸上，其外殼則固定在懸掛式減速器的箱體上，棄去齒式聯(lián)軸器和掛合撥扠，也減少絞車的軸向尺寸，減輕重量，便于運輸，為縮小鉆機井架跨度和底座尺寸創(chuàng)造條件；2)減速器直接懸掛(套掛)在滾筒軸上，并找正鎖緊，無需另行與底座相連，簡化安裝找正作業(yè)；3)采用鉸支座使拖動電機免于承受徑向負荷，而縮短了的絞車軸向尺寸及采用的減震器將使絞車運行過程中的震動大大減少；4)這種單軸絞車適宜安裝液壓盤式剎車，輔助剎車和自動送鉆裝置，變頻交流或直流馬達的動態(tài)和再生電力(dynamic andregenerative)制動仍然適用。
權利要求1.一種減速器懸掛式單軸絞車，其特征在于在絞車滾筒軸單或雙側安裝齒輪減速器，該齒輪減速器輸出軸采用空心軸，整個齒輪箱輸出軸懸掛在滾筒軸上，并采用鎖緊盤裝置以過盈配合與滾筒軸相連，鉸支座被安裝和支撐在齒輪減速器的輸入端，減震器被安裝在滾筒軸軸心線下方并位于減速器下箱體與絞車底座之間。
2.根據(jù)權利要求1所述的單軸絞車，其特征在于，所述的單軸絞車在其滾筒軸一端或滾筒雙側裝有液壓盤式主剎車，輔助剎車的旋轉運動部件安裝在滾筒軸上，其外殼固定在懸掛式減速器的箱體上。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的單軸絞車，其特征在于，自動送鉆裝置安裝在齒輪減速器的輸入端。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的單軸絞車，其特征在于，自動送鉆裝置安裝在齒輪減速器的輸出端。
專利摘要本實用新型涉及石油鉆機設備領域，尤其是一種減速器懸掛式單軸絞車，在絞車滾筒軸單或雙側安裝齒輪減速器，該齒輪減速器輸出軸采用空心軸，整個齒輪箱輸出軸懸掛在滾筒軸上，并采用鎖緊盤裝置以過盈配合與滾筒軸相連，鉸支座被安裝和支撐在齒輪減速器的輸入端，減震器被安裝在滾筒軸軸心線下方并位于減速器下箱體與絞車底座之間。
文檔編號B66D1/02GK2871489SQ200520043339
公開日2007年2月21日 申請日期2005年7月12日 優(yōu)先權日2005年7月12日
發(fā)明者郭學勤, 何世聰, 呂迎新, 李春第 申請人:上海三高石油設備有限公司