CN204873644U - 网电式电驱动动力换挡传动装置 - Google Patents
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Abstract
一种网电式电驱动动力换挡传动装置，属于石油工程机械领域，主要是解决现有的传动装置中存在性能不够稳定和对环境有噪声和污染的问题。主要由卷筒、变速箱、电动机和制动器组成，卷筒通过卷筒轴和支架固定在传动装置的底座上，变速箱设置在传动装置底座上，卷筒轴的一端与变速箱的输出轴连接，制动器的制动盘设置在卷筒的端面。电动机是变频电动机或普通电动机，与变速箱的输入轴连接；变速箱是由离合器控制的动力换挡变速箱，离合器为碟簧分离，液压压紧的摩擦离合器。具有结构简单、传动可靠、操作便捷、安全性能好和使用寿命长的特点，极大地降低了现场的噪声、污染和通井机的作业成本。可广泛应用于油、气田的修井机、建筑业的升降机等设备。
Description
技术领域
本实用新型属于石油工程机械领域，主要是涉及在油田或气田作业的修井机使用的网电式电驱动动力换挡传动装置。
背景技术
修井机是油田或气田进行修井作业的关键设备，其工作原理一般是靠修井机自身的动力或者液压马达与卷筒变速箱连接，驱动卷筒旋转，实现修井机的升降作业。而卷筒的传动装置又是修井机能正常工作的核心。为了保证修井机在提升和放置油管等作业时，做到快速和安全，必须要求动力驱动和传动装置的性能稳定，工作可靠。利用修井机自身动力驱动卷筒变速箱，需要将发动机的动力通过机械传动的方式与卷筒变速箱连接，驱动卷筒旋转，存在结构复杂和传动效率低的不足。而利用液压马达驱动，也需要将发动机的动力转变为液压***的动力，驱动液压马达、卷筒变速箱与卷筒旋转。以上的驱动方式都需要修井机自身的发动机的动力，而发动机的动力驱动则存在性能不够稳定、能源消耗大和对周围环境有污染等问题。所以这种卷筒传动装置的驱动方式急需进行彻底的解决。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种网电式电驱动动力换挡传动装置，该传动装置利用油气田现场电网的电力，驱动变速箱及卷筒旋转，实现提升、放置油管或提升抽油装置等作业。具有结构简单和作业效率高的特点，并极大地降低了现场的噪声、污染和修井机的作业成本。
本实用新型是通过以下措施实现的，主要由卷筒、变速箱、电动机和制动器组成，卷筒通过卷筒轴和支架固定在传动装置的底座上，变速箱设置在传动装置底座上，卷筒轴的一端与变速箱的输出轴连接，制动器的制动盘设置在卷筒的端面，其特征是：所述的电动机是变频电动机或普通电动机，与变速箱的输入轴连接；变速箱是由离合器控制的动力换挡变速箱。
动力换挡变速箱主要由箱体，输入轴、输出轴和两个中间轴，四个离合器及九个常啮合的齿轮组成；输入轴上有两个齿轮，分别通过离合器与输入轴连接，并分别与固定在第一中间轴上的两个齿轮相啮合；第一中间轴上的一个齿轮与固定在第二中间轴上的一个齿轮相啮合；固定在第二中间轴上的第二个齿轮，与输出轴上的一个齿轮相啮合，输出轴上的这个齿轮通过离合器与输出轴连接；位于第二中间轴上的第三个齿轮通过离合器与第二中间轴连接，并与固定在输出轴上的另一个齿轮相啮合；输入轴与电动机连接，输出轴与卷筒轴连接。
动力换挡变速箱上输入轴、输出轴和第二中间轴上的离合器为碟簧分离，液压压紧的摩擦离合器。传动齿轮套装在轴上，通过摩擦片与安装在轴端的离合器壳连接；离合器壳的台肩处通过轴承与安装在箱体上的轴承座连接；离合器壳内装有活塞，活塞的一个端面处为充油腔，另一端面的外环部分与摩擦片接触，中环部分通过碟簧与传动轴的轴肩接触。当活塞一端的充油腔内充进液压油时，活塞移动，在压缩碟簧的同时压紧摩擦片。此时传动轴带动离合器壳，并通过摩擦片带动齿轮旋转。当液压油卸压时，碟簧推动活塞复位，摩擦片脱开，齿轮不转动。液压油是通过端盖和传动轴上的孔进入充油腔的（图中未画出）。
所述的制动器是液压钳式制动器，安全钳是由弹簧夹紧的液压分离制动器，工作钳是由弹簧分离液压夹紧的液压制动器。制动器安装在传动装置底座上，制动盘置于液压钳式制动器的中间。
传动装置工作时，利用油气田现场的电源，电动机驱动动力换挡变速箱，使卷筒工作。卷筒转速的调整是通过动力换挡变速箱上的换挡离合器实现的，控制离合器的离合，可以改变卷筒的工作速度及牵引力。当正常工作需要制动时，液压***控制装置给两个工作液压钳式制动器压力油，在压力油的作用下，制动器的活塞带动连杆机构使摩擦片从制动盘的两面同时压紧制动片，使制动盘及卷筒停止转动。在紧急、停电或***故障而失去动力的情况下，安全钳失去液压压力，弹簧将自动压紧实现自动刹车以确保工作安全。
本实用新型的有益效果是，由于该卷筒的传动装置利用了油气田现场电网的电力，采用了变频电动机驱动动力换挡变速箱及卷筒旋转作业，克服了现有传动装置机构复杂、维修保养费用高和能源消耗大的缺点。在一定的范围内对提升力和作业速度可进行无级变速，能最大限度的发挥电动机的功能。该传动装置具有结构简单、传动可靠、操作便捷、安全性能好和使用寿命长的特点，能适应不同作业环境的需要，满足作业速度及牵引力的变化。并极大地降低了现场的噪声、环境污染和修井机的作业成本。可广泛应用于油、气田的修井机、建筑业的升降机等设备。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图，图2为动力换挡变速箱的结构示意图，图3为变速箱中传动轴上离合器的结构示意图。
图中1为电动机、2为动力换挡变速箱、3为联轴器、4为卷筒、5为制动盘、6为制动器、7、10、12、13、16、18、20、22和24为齿轮，8、15、21和23为离合器，9为输入轴、11为第一中间轴、14为第二中间轴、17为变速箱体、19为输出轴、25为摩擦片、26为碟簧、27为轴承、28为端盖、29为轴承座、30为离合器壳、31为活塞、32传动齿轮、33传动轴、34充油腔、35为传动装置底座。
具体实施方式
以下结合附图说明本实用新型的具体实施方式，主要由卷筒、变速箱、电动机和制动器组成，卷筒4通过卷筒轴和支架固定在传动装置的底座35上，变速箱2设置在传动装置底座35上，卷筒轴的一端与变速箱的输出轴19连接，制动器的制动盘5设置在卷筒4的端面。所述的电动机1是变频电动机，与变速箱2的输入轴9连接；变速箱2是由离合器控制的动力换挡变速箱。
动力换挡变速箱主要由箱体17，输入轴、输出轴和两个中间轴，四个离合器及九个常啮合的齿轮组成；输入轴9上有两个齿轮7、24，分别通过离合器8、23与输入轴9连接，并分别与固定在第一中间轴11上的两个齿轮10、22相啮合；第一中间轴11上的一个齿轮10与固定在第二中间轴14上的一个齿轮12相啮合；固定在第二中间轴14上的第二个齿轮13，与输出轴19上的一个齿轮16相啮合，输出轴上的这个齿轮16通过离合器15与输出轴19连接；位于第二中间轴14上的第三个齿轮20通过离合器21与第二中间轴14连接，并与固定在输出轴19上的另一个齿轮18相啮合；输入轴9与变频电动机1连接，输出轴19与卷筒轴连接。
动力换挡变速箱2上输入轴9、输出轴19和第二中间轴14上的离合器为碟簧分离，液压压紧的摩擦离合器。传动齿轮32套装在传动轴33上，通过摩擦片25与安装在轴端的离合器壳30连接；离合器壳30的台肩处通过轴承27与安装在箱体上的轴承座29连接；离合器壳30内装有活塞31，活塞的一个端面处为充油腔34，另一端面的外环部分与摩擦片25接触，中环部分通过碟簧26与传动轴33的轴肩接触。当活塞31一端的充油腔34内充进液压油时，活塞移动，在压缩碟簧26的同时压紧摩擦片25。此时传动轴33带动离合器壳30，并通过摩擦片25带动齿轮32旋转。当液压油卸压时，碟簧推动活塞复位，摩擦片脱开，齿轮不转动。液压油是通过端盖和传动轴上的孔进入充油腔的（图中未画出）。
传动装置工作时，变频电动机1驱动变速箱的输入轴9旋转，通过离合器和传动轴上啮合的齿轮，将动力从输出轴传到卷筒，实现修井机的作业。动力换挡变速箱有四个档位：a、输入轴9经离合器8、齿轮7、10、12、13、16、离合器15到输出轴19；b、输入轴9经离合器8、齿轮7、10、12、第二中间轴14、离合器21、齿轮20、18到输出轴19；c、输入轴9经离合器23、齿轮24、22、10、12、13、16、离合器15到输出轴19；d、输入轴9经离合器23、齿轮24、22、10、12、第二中间轴14、离合器21、齿轮20、18到输出轴19。即离合器8和23各控制一个档位，离合器15和21各控制一个档位。
Claims (4)
1.一种网电式电驱动动力换挡传动装置，主要由卷筒、变速箱、电动机和制动器组成，卷筒⑷通过卷筒轴和支架固定在传动装置的底座（35）上，变速箱⑵设置在传动装置底座（35）上，卷筒轴的一端与变速箱的输出轴⒆连接，制动器的制动盘⑸设置在卷筒⑷的端面，其特征是：所述的电动机⑴是变频电动机或普通电动机，与变速箱⑵的输入轴⑼连接；变速箱⑵是由离合器控制的动力换挡变速箱。
2.根据权利要求1所述的网电式电驱动动力换挡传动装置，其特征是：动力换挡变速箱主要由箱体⒄，输入轴、输出轴和两个中间轴，四个离合器及九个常啮合的齿轮组成；输入轴⑼上有两个齿轮（7、24），分别通过离合器（8、23）与输入轴⑼连接，并分别与固定在第一中间轴⑾上的两个齿轮（10、22）相啮合；第一中间轴⑾上的一个齿轮⑽与固定在第二中间轴⒁上的一个齿轮⑿相啮合；固定在第二中间轴⒁上的第二个齿轮⒀，与输出轴⒆上的一个齿轮⒃相啮合，输出轴上的这个齿轮⒃通过离合器⒂与输出轴⒆连接；位于第二中间轴⒁上的第三个齿轮⒇通过离合器（21）与第二中间轴⒁连接，并与固定在输出轴⒆上的另一个齿轮⒅相啮合；输入轴⑼与电动机⑴连接，输出轴⒆与卷筒⑷轴连接。
3.根据权利要求2所述的网电式电驱动动力换挡传动装置，其特征是：动力换挡变速箱⑵上输入轴⑼、输出轴⒆和第二中间轴⒁上的离合器为碟簧分离，液压压紧的摩擦离合器；传动齿轮（32）套装在轴（33）上，通过摩擦片（25）与安装在轴端的离合器壳（30）连接；离合器壳（30）的台肩处通过轴承（27）与安装在箱体上的轴承座（29）连接；离合器壳（30）内装有活塞（31），活塞的一个端面处为充油腔（34），另一端面的外环部分与摩擦片（25）接触，中环部分通过碟簧（26）与传动轴（33）的轴肩接触。
4.根据权利要求1所述的网电式电驱动动力换挡传动装置，其特征是：所述的制动器⑹是液压钳式制动器，安全钳是由弹簧夹紧的液压分离制动器，工作钳是由弹簧分离液压夹紧的液压制动器；制动器⑹安装在传动装置底座（35）上，制动盘⑸置于液压钳式制动器的中间。
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