專利名稱：重鉤自由下落繩索取芯排繩絞車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鉆探輔助設(shè)備，具體地說是一種重鉤自由下落繩索取芯排繩絞車。
背景技術(shù)：
絞車由于具有提升和牽引的特性，廣泛應用于起重運輸、建筑、港口碼頭及地質(zhì)勘探等各種產(chǎn)業(yè)機械設(shè)備之中。從國內(nèi)外地質(zhì)勘探技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀看，還沒有一種地質(zhì)探測技術(shù)能夠代替取芯(樣)鉆探技術(shù)，并能最終準確確定地下礦產(chǎn)資源的品位、埋藏深度、儲量等一系列物化參數(shù)。因此，取芯(樣)鉆探技術(shù)在未來地質(zhì)找礦中仍然起著不可取代的作用。金剛石繩索取芯鉆進技術(shù)由于鉆進效率高、鉆頭壽命長、工人勞動強度大幅度減輕、孔內(nèi)事故減少、有利于提高巖芯采取率和樣品品質(zhì)，而且對縮短勘探周期，加快開發(fā)利用具有重要的社會意義，目前是地質(zhì)取芯找礦，特別是深孔和復雜地層取芯鉆探施工的最有效技術(shù)方法。絞車作為深孔巖芯鉆機上的重要部件，直接決定了鉆探結(jié)果的好壞。傳統(tǒng)撈取巖心鉆具的方法及使用的絞車存在以下問題:1、升降均需動力，不具備重鉤下降功能。2，鋼絲繩在絞車滾筒上纏繞不均，排繩紊亂，這使得鋼絲繩容易引起塑性變形和滾筒表面劃傷，既縮短了鋼絲繩的使用壽命，也為斷繩、掉鉆甚至更大的安全事故埋下隱 串
■/Q1、O隨著深孔和復雜地層取芯鉆探施工的不斷深入開展，對繩索取芯絞車提出了更高的要求:1.因繩索取芯鉆進撈取巖心頻繁，要求絞車啟動方便；2.絞車要有較寬的調(diào)速范圍，以滿足鉆進不同的地層和不同孔深的要求；3.絞車應具有重鉤自由下落功能，以節(jié)省能源，減少鉆進輔助工作時間；4.絞車應具有排繩器，使鋼絲繩均勻排列，減少鋼絲繩的磨損；5.絞車要求結(jié)構(gòu)緊湊，安全可靠，操作方便，適應野外工作的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種可以滿足上述5條要求的重鉤自由下落繩索取芯排繩絞車，用以更好地完成深孔和復雜地層取芯鉆探施工中撈取巖心的任務。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:提供一種重鉤自由下落繩索取芯排繩絞車，包括卷筒總成、制動器、掛輪調(diào)速鏈、齒輪軸支架、左支撐板、底座、排繩器、右支撐板；所述的卷筒總成，其左端連接有制動器，制動器輸出軸的左端與掛輪調(diào)速鏈的外小齒輪相連，掛輪調(diào)速鏈的輸出端是排繩器的雙向螺桿，卷筒總成、排繩器通過左、右支撐板固定在底座上；底座由型鋼焊接而成；所述的卷筒總成包括滾筒右端蓋、軸承A、伺服電機、行星減速器、動力支架、套筒、右瓣離合器、電刷支架、電刷、左瓣離合器、滾筒左端蓋、制動器輸出軸、螺釘、平鍵、止動擋圈、隔套、軸承B、螺栓和絞車滾筒；所述的滾筒右端蓋通過螺栓固定在右支撐板上，伺服電機與行星減速器通過螺栓連接，并通過螺栓與動力支架相連，動力支架通過螺栓固定在滾筒右端蓋上；電刷支架固定在動力支架上端，電刷通過螺紋與電刷支架連接，電刷頭部抵在右瓣離合器的導電部位；行星減速器的輸出軸與套筒平鍵連接，套筒與右瓣離合器螺栓連接；左瓣離合器通過螺栓分別和滾筒左端蓋、制動器輸出軸連接，滾筒左端蓋與絞車滾筒通過螺釘連接；滾筒左端蓋、隔套和所述的制動器通過同一組螺栓固定在左支撐板上；所述的掛輪調(diào)速鏈由外小齒輪、外大齒輪、軸承左端蓋、小齒輪軸、軸承、內(nèi)大齒輪、軸承端蓋、小螺栓和齒輪軸支架構(gòu)成；所述的外小齒輪安裝在制動器輸出軸左端，通過平鍵與制動器輸出軸相連，止動擋圈擋住外小齒輪軸向的串動；外大齒輪與外小齒輪嚙合，外大齒輪固定在小齒輪軸的左端，通過平鍵與小齒輪軸相連，也采用止動擋圈擋住外大齒輪軸向的串動；小齒輪軸中部通過齒輪軸支架支撐，小齒輪軸右端通過軸承C及軸承端蓋固定在左支撐板上；齒輪軸支架通過螺栓固定在左支撐板上；小齒輪軸的小齒輪與內(nèi)大齒輪嚙合，內(nèi)大齒輪固定在雙向螺桿的左端，通過平鍵與雙向螺桿相連，同樣采用止動擋圈擋住軸向的串動；所述的排繩器包括雙向螺桿、張力傳感器、導輪架、導輪、壓繩軸、U型螺栓、連接塊、支撐螺栓、傳動軸、雙向螺母、支持板、直線軸承和導向軸；所述的雙向螺桿通過軸承C、軸承端蓋與左、右支撐板相連，雙向螺母與雙向螺桿通過螺紋配合，雙向螺母固定在支持板上，支持板下部通過螺栓安裝有直線軸承，導向軸與直線軸承配合，用于輔助雙向螺母在雙向螺桿上的移動；導向軸兩端通過螺栓固定在左、右支撐板上；支持板的前端連有張力傳感器；張力傳感器的背部通過螺栓連有導輪架，傳動軸穿過導輪固定在導輪架上，導輪上端裝有壓繩軸；導輪架背部有支撐螺栓固定的連接塊，連接塊上端固定有U型螺栓。本發(fā)明所述的卷筒總成采用內(nèi)藏式結(jié)構(gòu)，伺服電機、行星減速器及離合器內(nèi)嵌在絞車滾筒內(nèi)部。本發(fā)明所述的卷筒總成的絞車滾筒每旋轉(zhuǎn)一周，排繩器就沿導向軸的軸向移動一個繩寬，當排繩器到達絞車滾筒邊緣時作反向運動，排繩器的往返運動，鋼絲繩完成在絞車滾筒上的有序地排列。本發(fā)明所述排繩器通過調(diào)整掛輪調(diào)速鏈的傳動比，實現(xiàn)絞車滾筒對不同的繩寬進行調(diào)整。這樣絞車滾筒旋轉(zhuǎn)一周，排繩器仍然沿導向軸的軸向移動一個繩寬，從而使鋼絲繩有序地排列在絞車滾筒上。本發(fā)明所述的鋼絲繩從絞車滾筒引出時，先穿過U型螺栓孔，再經(jīng)過壓繩軸與導輪之間的空隙，最后穿過張力傳感器，呈S形布置。本發(fā)明所述的重鉤在初始下落時通過自重或載荷實現(xiàn)自由下落，當重鉤下落到預定深度時，由制動器輸出設(shè)定扭矩，使掛輪調(diào)速鏈減速，迫使重鉤減速到定值。重鉤減速可避免重鉤對孔底過大的沖擊引起的設(shè)備故障。本發(fā)明的重鉤自由下落繩索取芯排繩絞車具有如下優(yōu)點:
1.本發(fā)明的重鉤自由下落繩索取芯排繩絞車可實時測試繩索的張力，繩索出線速度，制動器的輸出扭矩大小可調(diào)，有較寬的調(diào)速范圍，能適應不同深度的撈取巖心任務。2.絞車總成和排繩器通過齒輪副連接，傳動精確，電機轉(zhuǎn)速的改變不會影響排繩效果，鋼絲繩均勻排列，減少鋼絲繩的磨損。3.本發(fā)明的絞車結(jié)構(gòu)緊湊，啟動方便，操作安全可靠，適應在野外工作的需要。


圖1是本發(fā)明重鉤自由下落繩索取芯排繩絞車總體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明中的卷筒總成結(jié)構(gòu)分解示意圖。圖3是本發(fā)明中的掛輪調(diào)速鏈的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明中的排繩器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明中的張力傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本發(fā)明雙向螺母的結(jié)構(gòu)示意7是本發(fā)明重鉤自由下落示意圖。上述圖中:1-卷筒總成、2-制動器、3-掛輪調(diào)速鏈、4-齒輪軸支架、5-左支撐板、6-底座、7-排繩器、8-右支撐板、9-滾筒右端蓋、10-軸承A、ll-伺服電機、12-行星減速器、13-動力支架、14-套筒、15-右瓣離合器、16-電刷支架、17-電刷、18-左瓣離合器、19-滾筒左端蓋、20-制動器輸出軸、21-螺釘、22-平鍵、23-外小齒輪、24-止動擋圈、25-隔套、26-軸承B、27-螺栓、28-外大齒輪、29-軸承左端蓋、30-小齒輪軸、31-軸承C、32-內(nèi)大齒輪、33-軸承端蓋、34-小螺栓、35-雙向螺桿、36-張力傳感器、37-導輪架、38-導輪、39-壓繩軸、40-U型螺栓、41-連接塊、42-支撐螺栓、43-傳動軸、44-雙向螺母、45-支持板、46-直線軸承、47-導向軸、48-絞車滾筒、49-重鉤、50-鋼絲繩、51-定滑輪。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明的內(nèi)容進行詳細描述，具體實施方式
中的具體語言或順序僅是解釋和示范性的，不應對本發(fā)明的保護范圍有任何的限制作用。實施例1:本發(fā)明的一種重鉤自由下落繩索取芯排繩絞車，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括卷筒總成1、制動器2、掛輪調(diào)速鏈3、齒輪軸支架4、左支撐板5、底座6、排繩器7、右支撐板8。所述的卷筒總成1，其左端連接有制動器2，制動器輸出軸的左端與掛輪調(diào)速鏈3的外小齒輪23相連，掛輪調(diào)速鏈的輸出端是排繩器7的雙向螺桿，卷筒總成1、排繩器7通過左支撐板5、右支撐板8固定在底座6上；底座6由型鋼焊接而成。如圖2所示，所述的卷筒總成I包括滾筒右端蓋9、軸承A10、伺服電機11、行星減速器12、動力支架13、套筒14、右瓣離合器15、電刷支架16、電刷17、左瓣離合器18、滾筒左端蓋19、制動器輸出軸20、螺釘21、平鍵22、止動擋圈24、隔套25、軸承B26、螺栓27和絞車滾筒48 ;所述的滾筒右端蓋9通過螺栓固定在右支撐板8上，伺服電機11與行星減速器12通過螺栓連接，并通過螺栓與動力支架13相連，動力支架13通過螺栓固定在滾筒右端蓋9上；電刷支架16固定在動力支架13上端，電刷17通過螺紋與電刷支架16連接，電刷頭部剛好抵在右瓣離合器15的通電部位；行星減速器12的輸出軸與套筒14平鍵連接，套筒14與右瓣離合器15螺栓連接；左瓣離合器18通過螺栓分別和滾筒左端蓋19、制動器輸出軸20連接在一起后，與絞車滾筒48通過螺釘21連接；滾筒左端蓋19、隔套25、制動器2通過同一組螺栓固定在左支撐板5上,左支撐板5、右支撐板8通過螺栓固定在底座6上。底座6是由型鋼焊接而成。如圖3所示，所述的掛輪調(diào)速鏈3由外小齒輪23、外大齒輪28、軸承左端蓋29、小齒輪軸30、軸承C31、內(nèi)大齒輪32、軸承端蓋33、小螺栓34和齒輪軸支架4構(gòu)成；所述的外小齒輪23安裝在制動器輸出軸20左端，通過平鍵22與制動器輸出軸20相連，止動擋圈24擋住外小齒輪23軸向的串動；外大齒輪28與外小齒輪23嚙合，外大齒輪28安裝在小齒輪軸30的左端，通過平鍵22與小齒輪軸30相連，止動擋圈24擋住外大齒輪28軸向的串動；小齒輪軸30右端通過軸承31及軸承端蓋33固定在左支撐板5上，中間部位通過齒輪軸支架4配合軸承C31及軸承左端蓋29支撐；齒輪軸支架4通過螺栓固定在左支撐板5上；小齒輪軸30的小齒輪與內(nèi)大齒輪32配合，內(nèi)大齒輪32固定在雙向螺桿35的左端，通過平鍵22與雙向螺桿35相連，也采用止動擋圈24擋住內(nèi)大齒輪32軸向的串動。如圖4所示，所述的排繩器7包括雙向螺桿35、張力傳感器36、導輪架37、導輪38、壓繩軸39、U型螺栓40、連接塊41、支撐螺栓42、傳動軸43、雙向螺母44、支撐板45、直線軸承46和導向軸47;其中:張力傳感器36的結(jié)構(gòu)見圖5，雙向螺母44的結(jié)構(gòu)見圖6。所述的雙向螺桿35 —端通過軸承C31、軸承端蓋33與左支撐板5相連，另一端與右支撐板8相連。雙向螺母44與雙向螺桿35通過螺紋配合，雙向螺母44固定在支持板45上，支持板45下端通過螺栓安裝有直線軸承46，導向軸47與直線軸承46配合，可輔助雙向螺母44在雙向螺桿35上的移動；導向軸47兩端通過螺栓固定在左支撐板5、右支撐板8上；支持板45的前端連有張力傳感器36 ;張力傳感器36的背部通過螺栓與導輪架37連接，傳動軸43穿過導輪38固定在導輪架37上，導輪38上端裝有壓繩軸39 ;導輪架37背部有支撐螺栓42固定的連接塊41，連接塊41上端固定有U型螺栓40。本發(fā)明的卷筒總成I采用內(nèi)藏式結(jié)構(gòu)，伺服電機11、行星減速器12及右瓣離合器15、左瓣離合器18內(nèi)嵌在絞車滾筒48內(nèi)部，卷筒總成I通過左支撐板5、右支撐板8固定在底座6上；卷筒總成I的左端連有制動器2，制動器輸出軸20的左端與掛輪調(diào)速鏈3相連，掛輪調(diào)速鏈3的輸出端是排繩器7的雙向螺桿35，這樣絞車滾筒48每旋轉(zhuǎn)一周，排繩器7就沿導向軸47的軸向移動一個繩寬，當排繩器7到達絞車滾筒48邊緣時反向運動，如此反復往返，從而使鋼絲繩50有序地排列在絞車滾筒48上。本發(fā)明所述的鋼絲繩50從絞車滾筒48引出時，先穿過U型螺栓40的U型孔，再經(jīng)過壓繩軸39與導輪38之間的空隙，最后穿過張力傳感器36，呈S形布置。本發(fā)明所述的絞車在在初始下落時，可利用重鉤49自重或載荷實現(xiàn)自由下落。重鉤49下落到達預定深度時，由制動器2輸出一定的扭矩，迫使掛輪調(diào)速鏈3減速運動，使重鉤49減速到定值，這樣可避免重鉤49或載荷對孔底過大的沖擊引起的設(shè)備故障。本發(fā)明所述排繩器通過調(diào)整掛輪調(diào)速鏈3的傳動比，完成對不同的繩寬排繩的調(diào)整，這樣絞車滾筒48旋轉(zhuǎn)一周，排繩器7仍然沿導向軸47的軸向移動一個繩寬，從而使鋼絲繩有序地排列在絞車滾筒48上。本發(fā)明的重鉤自由下落繩索取芯排繩絞車，其工作過程是:1.工作前，首先將底座6固定住，將鋼絲繩50從絞車滾筒48引出時，先穿過U型螺栓40的U型孔，再經(jīng)過壓繩軸39與導輪38之間的空隙，最后穿過張力傳感器36呈S形布置，鋼絲繩50還繞過定滑輪51，尾部接有重鉤49。2.重鉤49在下放過程中，左瓣離合器18和右瓣離合器15在未通電的情況下分離，絞車滾筒48在重鉤重力的作用下旋轉(zhuǎn)，與絞車滾筒48固連的制動器輸出軸20連有掛輪調(diào)速鏈3，因此排繩器7也會隨著絞車滾筒48的旋轉(zhuǎn)而橫向移動，將鋼絲繩有序地從絞車滾筒48送出；當重鉤49到達預定深度時，可控制制動器2輸出一定的扭矩，迫使掛輪調(diào)速鏈3減速運動，使重鉤49減速到定值，避免重鉤49對孔底過大的沖擊引起設(shè)備故障。3.當重鉤49在孔底與巖心管連接好以后，絞車準備卷揚。給電磁離合器通電，左瓣離合器18和右瓣離合器15通過牙型咬合，伺服電機11轉(zhuǎn)動，經(jīng)行星減速器12減速后將動力傳給絞車滾筒48，絞車滾筒48進而開始反向旋轉(zhuǎn)，在掛輪調(diào)速鏈3的作用下排繩器7橫向移動，從而使鋼絲繩50有序均勻地排列在絞車滾筒48上。由于重鉤49重力的作用，鋼絲繩始終保持被拉直的狀態(tài)，所以絞車滾筒48上鋼絲繩50不會出現(xiàn)松圈的現(xiàn)象。本發(fā)明的重鉤自由下落繩索取芯排繩絞車結(jié)構(gòu)緊湊，排繩、出繩均勻有序，重鉤自由下落，不僅節(jié)約了能源，也節(jié)省了操作時間；本絞車啟動方便，操作安全可靠，適用于深孔和復雜地層取芯鉆探施工中撈取巖心鉆具的任務。
權(quán)利要求
1.一種重鉤自由下落繩索取芯排繩絞車，包括卷筒總成、制動器、掛輪調(diào)速鏈、齒輪軸支架、左支撐板、底座、排繩器、右支撐板；其特征在于: 所述的卷筒總成，其左端連接有制動器，制動器輸出軸的左端與掛輪調(diào)速鏈的外小齒輪相連，掛輪調(diào)速鏈的輸出端是排繩器的雙向螺桿，卷筒總成、排繩器通過左、右支撐板固定在底座上；底座由型鋼焊接而成； 所述的卷筒總成包括滾筒右端蓋、軸承A、伺服電機、行星減速器、動力支架、套筒、右瓣離合器、電刷支架、電刷、左瓣離合器、滾筒左端蓋、制動器輸出軸、螺釘、平鍵、止動擋圈、隔套、軸承B、螺栓和絞車滾筒；所述的滾筒右端蓋通過螺栓固定在右支撐板上，伺服電機與行星減速器通過螺栓連接，并通過螺栓與動力支架相連，動力支架通過螺栓固定在滾筒右端蓋上；電刷支架固定在動力支架上端，電刷通過螺紋與電刷支架連接，電刷頭部抵在右瓣離合器的導電部位；行星減速器的輸出軸與套筒平鍵連接，套筒與右瓣離合器螺栓連接；左瓣離合器通過螺栓分別和滾筒左端蓋、制動器輸出軸連接，滾筒左端蓋與絞車滾筒通過螺釘連接；滾筒左端蓋、隔套和所述的制動器通過同一組螺栓固定在左支撐板上； 所述的掛輪調(diào)速鏈由外小齒輪、外大齒輪、軸承左端蓋、小齒輪軸、軸承、內(nèi)大齒輪、軸承端蓋、小螺栓和齒輪軸支架構(gòu)成；所述的外小齒輪安裝在制動器輸出軸左端，通過平鍵與制動器輸出軸相連，止動擋圈擋住外小齒輪軸向的串動；外大齒輪與外小齒輪嚙合，外大齒輪固定在小齒輪軸的左端，通過平鍵與小齒輪軸相連，也采用止動擋圈擋住外大齒輪軸向的串動；小齒輪軸中部通過齒輪軸支架支撐，小齒輪軸右端通過軸承C及軸承端蓋固定在左支撐板上；齒輪軸支架通過螺栓固定在左支撐板上；小齒輪軸的小齒輪與內(nèi)大齒輪嚙合，內(nèi)大齒輪固定在雙向螺桿的左端，通過平鍵與雙向螺桿相連，同樣采用止動擋圈擋住軸向的串動； 所述的排繩器包括雙向螺桿、張力傳感器、導輪架、導輪、壓繩軸、U型螺栓、連接塊、支撐螺栓、傳動軸、雙向螺母、支持板、直線軸承和導向軸；所述的雙向螺桿通過軸承C、軸承端蓋與左、右支撐板相連，雙向螺母與雙向螺桿通過螺紋配合，雙向螺母固定在支持板上，支持板下部通過螺栓安裝有直線軸承，導向軸與直線軸承配合，用于輔助雙向螺母在雙向螺桿上的移動；導向軸兩端通 過螺栓固定在左、右支撐板上；支持板的前端連有張力傳感器；張力傳感器的背部通過螺栓連有導輪架，傳動軸穿過導輪固定在導輪架上，導輪上端裝有壓繩軸；導輪架背部有支撐螺栓固定的連接塊，連接塊上端固定有U型螺栓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重鉤自由下落繩索取芯排繩絞車，其特征在于:所述的卷筒總成采用內(nèi)藏式結(jié)構(gòu)，伺服電機、行星減速器及離合器內(nèi)嵌在絞車滾筒內(nèi)部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重鉤自由下落繩索取芯排繩絞車，其特征在于:所述的卷筒總成的絞車滾筒每旋轉(zhuǎn)一周，排繩器就沿導向軸的軸向移動一個繩寬，當排繩器到達絞車滾筒邊緣時作反向運動，排繩器的往返運動，鋼絲繩完成在絞車滾筒上的有序地排列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重鉤自由下落繩索取芯排繩絞車，其特征在于:所述排繩器通過調(diào)整掛輪調(diào)速鏈的傳動比，實現(xiàn)絞車滾筒對不同的繩寬進行調(diào)整。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重鉤自由下落繩索取芯排繩絞車，其特征在于:所述的鋼絲繩從絞車滾筒引出時，先穿過U型螺栓孔，再經(jīng)過壓繩軸與導輪之間的空隙，最后穿過張力傳感器，呈S形布置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重鉤自由下落繩索取芯排繩絞車，其特征在于:所述的重鉤在初始下落時通過自重或載荷實現(xiàn)自由下落，當重鉤下落到預定深度時，由制動器輸出設(shè)定扭矩，使掛輪調(diào)速 鏈減速，迫使重鉤減速到定值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種重鉤自由下落繩索取芯排繩絞車，包括卷筒總成，制動器，掛輪調(diào)速鏈，齒輪軸支架，左、右支撐板，底座和排繩器。卷筒總成采用內(nèi)藏式結(jié)構(gòu)，伺服電機、行星減速器及離合器均內(nèi)嵌在絞車滾筒內(nèi)部，卷筒總成通過左、右支撐板固定在底座上；卷筒總成的左端連有制動器，制動器輸出軸的左端與掛輪調(diào)速鏈相連，掛輪調(diào)速鏈的輸出端是排繩器的雙向螺桿，絞車滾筒每旋轉(zhuǎn)一周，排繩器就沿導向軸的軸向移動一個繩寬，當排繩器到達絞車滾筒邊緣時作反向運動，排繩器往返運動，達到均勻有序排繩的目的。本發(fā)明的絞車具有結(jié)構(gòu)緊湊，啟動方便，操作安全可靠，節(jié)省能源等優(yōu)點，適用于深孔和復雜地層取芯鉆探施工中撈取巖心鉆具的任務。
文檔編號B66D1/22GK103183293SQ20131011753
公開日2013年7月3日 申請日期2013年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月7日
發(fā)明者李波, 丁騰飛, 王錫霖, 嚴日明, 王龍, 趙海侗, 鄭晉峰, 李奇, 尹邵君, 左國勇 申請人:中國地質(zhì)大學(武漢)