CN101613065A - 绞车自动排、出绳装置 - Google Patents

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本发明公开了一种绞车自动排、出绳装置,包括配速箱和出绳机构,出绳机构包括双向丝杠、棘齿轴、带绳轮、压绳轮和滑块,带绳轮安装在棘齿轴上,带绳轮的外面对应设置压绳轮,压绳轮的两侧装有压紧装置,滑块安装在双向丝杠上,带绳轮和棘齿轴之间装有棘齿销。本发明不仅能使绳在卷筒上自动有序地排列,而且在放绳时能将绳强行带出,设计新颖,结构合理,安全性能高,可应用于不同条件及环境下使用的各类绞车。

Description

绞车自动排、出绳装置
技术领域
本发明属于牵引提升设备技术领域,尤其是涉及一种应用于绞车的自 动排、出绳装置。 背景技术
绞车包括气动绞车、液压绞车、电动绞车,绞车作为牵引、提升的动 力设备,广泛应用于油田、地质钻井、矿山开采等场所, 一直以来都没有 一个有效地排、出绳机构,无一例外的存在一个排绳易松乱的致命缺点, 特别是油田钻机以及类似油田钻机使用条件下使用的绞车,大部分都基本
是竖直向上出绳,其天滑轮距绞车的高度一般在30-50m,在无负载的条件 下乱绳就显得更为突出,如果巻筒放绳速度较快,而天滑轮另一侧的钢丝 绳因没有负荷,下降速度较慢,巻筒上的钢丝绳就会蓬松、散乱,而在提 升重物时,就可能产生重物在某一时刻顿下一段距离的现象,因为这个缺 点,几乎每年每个油田都要付出昂贵的生命代价。多少年来,国内外不少 人士都在这方面进行探索,却一直没有找到一个较好的解决方案,因为钻 机平台上的设备较多,而安放绞车的空间有限,这就要求这个机构既不能 太复杂、庞大,又要能切实地解决存在的问题。 发明内容
本发明的目的是:针对上述存在的技术问题和不足,提供一种不仅能 使绳在巻筒上自动有序地排列,而且在放绳时能将绳强行带出,设计新颖、 结构合理、安全性能高的绞车自动排、出绳装置。
本发明的技术方案是:包括配速箱和出绳机构,出绳机构包括双向丝 杠、棘齿轴、带绳轮、压绳轮和滑块,双向丝杠和棘齿轴平行安装在左、 右支板上,配速箱设置在双向丝杠和棘齿轴一端的传动轴上,带绳轮安装 在棘齿轴上,带绳轮包括带绳轮芯和位于带绳轮芯外部的耐磨材料层,带 绳轮芯和棘齿轴之间装有棘齿销,棘齿销通过位于带绳轮芯内的棘齿销压 簧和压簧螺钉设置在棘齿轴上的"L"形面内,带绳轮的外面对应设置压绳轮,压绳轮的两侧装有压紧装置,压绳轮通过压紧装置将绳压在带绳轮 上,滑块安装在双向丝杠上,滑块与双向丝杠之间装有导销,带绳轮、压 绳轮、滑块、压紧装置连接在一起。
考虑到在不同条件下使用的绞车,其固定位置不尽相同,在左、右支 板上设计有环形阶梯槽,双向丝杠和棘齿轴通过推力轴承固定在环形阶梯 槽内。
本发明的有益效果是:由于采用了双向丝杠的结构原理,通过传动匹 配使绞车的巻筒每转动一圈,出绳机构在巻筒的轴线方向移动一个绳径的 距离,以保证钢丝绳在巻筒上的有序排列,而且可通过改变取力链轮与从 动链轮的传动比,满足不同绳径的要求;根据绞车的巻筒尺寸及缠绳层数,
通过传动匹配,使绞车放绳(特别空载放绳)时,出绳机构的出绳线速度 始终大于巻筒每一层绳的出绳线速度,以保证巻筒上的绳在张紧状态下有 序释放,不致产生松涨等现象,以避免巻筒上的绳松乱而在提升时造成事
故隐患;带绳轮与传动轴由于采用棘齿传动方式,即在绞车放绳时,带绳 轮要强行将绳带出,而绞车收绳时则可随巻筒的速度自由转动,带绳轮的 外部采用软质耐磨材料,以避免损伤钢丝绳又方便拆卸更换;因为绞车的 实际使用状况下,天滑轮的高度不尽相同,绞车的安放位置不尽相同,再 加上巻筒绕绳层数随绞车的收、放绳随时变化,钢丝绳对出绳角度成为变 数,设计中出绳机构浮动以取力轴轴线为中心,即满足了动力源与该机构 的紧密关联性,又可满足以上条件下出绳角度的变化需求,使整套装置具 有很强的实用性和适用性,可应用于不同条件及环境下使用的各类绞车。 附图说明
图l为本发明绞车自动排、出绳装置的结构示意图;
图2为图1的A向局部剖视图;
图3为图1中酉fi速箱部分的结构示意图;
图4为图1中支板部分的侧面局部示意图;
图5为图1中压紧装置的结构示意图。图中标注说明:1、取力轴,2、取力链轮,3、限位套,4、链条,5、 从动链轮,6、配速箱,7、左支板,8、压紧装置,9、限位杠,10、带绳 轮,11、压绳轮,12、压绳轮轴,13、棘齿轴,14、右支板,15、推力轴 承,16、限位板,17、双向丝杠,18、滑块,19、夹板,20、导销,21、 导销压簧,22、压簧螺钉,23、绳,24、压簧螺钉,25、棘齿销,26、压 簧,27、耐磨材料层,28、带绳轮芯,29、螺钉,30、小齿轮,31、双联 齿轮,32、轴承盖,33、大齿轮,34、轴承,35、阶梯槽,36、压簧螺钉, 37、弹簧,38、外套,39、压头 具体实施方式
从图l所示本发明绞车自动排、出绳装置的结构示意图可以看出,本 发明包括配速箱6和出绳机构,出绳机构包括双向丝杠17、棘齿轴13、 带绳轮10、压绳轮11和滑块18,双向丝杠17和棘齿轴13平行安装在左 支板7和右支板14上,配速箱6设置在双向丝杠17和棘齿轴13 —端的 传动轴上。本发明在使用中放置在绞车的上部或者侧面,通过与左、右支 板7、 14相连的四个立柱固定在绞车的底座上。
从图3所示配速箱部分的结构示意图可以看出,通过取力链轮2和取 力轴1从绞车的传动系统的适当位置获取动力,通过链条4将动力传递给 配速箱6的从动链轮5,配速箱6带动棘齿轴13及双向丝杠17转动。
图2为图1的A向局部剖视图,从图中可以看出,带绳轮10安装在 棘齿轴13上,带绳轮10的里面为带绳轮芯28,带绳轮10的外层为可更 换的的软质耐磨材料层27,耐磨材料层27通过螺钉29安装在带绳轮芯 28上,可作为易损件简便更换,延长了机构的整体寿命。带绳轮芯28和 棘齿轴13之间装有棘齿销25,带绳轮芯28内的棘齿销压簧26和压簧螺 钉24将棘齿销25卡在棘齿轴13上的"L_"形面内。滑块18安装在双向 丝杠17上,滑块18与双向丝杠17之间装有导销20,导销20通过导销压 簧21和压簧螺钉22压在双向丝杠17双向螺旋槽内。带绳轮10的外面对 应设置压绳轮ll,压绳轮ll为随动轮,它可以随绳的收放自由回转。带绳轮IO、压绳轮ll、滑块18、压紧装置8通过夹板19连接在一起,带绳 轮10的两侧装有夹板19,滑块18连接在夹板19上,压绳轮11的两侧装 有压紧装置8,带绳轮10的轴向移动由双向丝杠17和滑块机构通过夹板 19控制。
从图5所示压紧装置的结构示意图可以看出,压紧装置8由压头39、 外套38、弹簧37和压簧螺钉36组成,压头39压在压绳轮轴12上。压紧 装置8通过调节弹压压绳轮轴12,使压绳轮11以适当的力量将绳23压在 带绳轮10上。
双向丝杠17的转动,并通过滑块18中的导销20带动整个出绳机构 在双向丝杠17和棘齿轴13上左右移动,由于绞车的绳23是从出绳机构 的压绳轮11和带绳轮10之间穿过,从而带动绳23随绞车巻筒的转动在 绞车巻筒轴线方向来回移动。通过链轮、配速箱6及双向丝杠17旋距的 配比,使绞车的巻筒每转动一圈,出绳机构即带动绳23在绞车巻筒轴线 方向移动一个绳径的距离。
当绞车放绳(特别是无载放绳)时,棘齿轴13带动带绳轮10强行将 绳带出,通过配速箱6的速度配比,使带绳轮10的出绳线速度始终大于 巻筒任何一层绳的出绳线速度,这就使得绞车放绳(特别是无载放绳)时, 巻筒上的缠绳不会因为绞车放绳速度快、绳的下降速度慢而膨松、错乱; 当绞车收绳时,棘齿轴13上的"L"形面可以将安装在带绳轮10内的棘 齿销25顶起,使带绳轮10可以在棘齿轴13上随巻筒的收绳速度回转, 再在巻筒上加以常用的压绳机构,就使得绞车无论在有载还是无载条件下 的收放绳时,绳可以在巻筒上自动有序地缠绕和整齐排列。
考虑到在不同条件下使用的绞车,其固定位置不尽相同,而且随着绞 车的收放绳,绞车巻筒上的绕绳层数也在随时变化,因而绞车的出绳角度 也就成为不定数,因此设计中,在固定的左、右支板7、 14上,以取力中 心轴线为圆心,设计了两个环形阶梯槽35,如图4所示,加推力轴承15 以限制机构的双向丝杠17和棘齿轴13轴向移动,保证排绳的起始及返回位置,同时,使绞车的出绳机构在绞车的前后方向的一定范围内,可自有
浮动,以适应出绳角度的变化。左支板7和右支板14之间装有限位杠9, 以限制左、右支板之间的距离,另外,在左、右支板的内侧装有限位板16, 双向丝杠17和棘齿轴13上装有限位套3,从而保证了出绳机构轴线方向 的移动距离。
本发明的上述实施例详细地阐述了发明的具体实施方式,但本发明并 不限于上述实施方式, 一切可由本领域技术人员基于上述实施例所能想到 的技术改进,均在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1、一种绞车自动排、出绳装置,包括配速箱(6)和出绳机构,其特征是:所述出绳机构包括双向丝杠(17)、棘齿轴(13)、带绳轮(10)、压绳轮(11)和滑块(18),双向丝杠(17)和棘齿轴(13)平行安装在左、右支板(7、14)上,配速箱(6)设置在双向丝杠(17)和棘齿轴(13)一端的传动轴上,所述带绳轮(10)安装在棘齿轴(13)上,带绳轮(10)包括带绳轮芯(28)和位于带绳轮芯(28)外部的耐磨材料层(27),带绳轮芯(28)和棘齿轴(13)之间装有棘齿销(25),棘齿销(25)通过位于带绳轮芯(28)内的棘齿销压簧(26)和压簧螺钉(24)设置在棘齿轴(13)上的 id="icf0001" file="A2009100171220002C1.tif" wi="12" he="6" top= "99" left = "54" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>形面内,带绳轮(10)的外面对应设置压绳轮(11),压绳轮(11)的两侧装有压紧装置(8),压绳轮(11)通过压紧装置(8)将绳(23)压在带绳轮(10)上,滑块(18)安装在双向丝杠(17)上,滑块(18)与双向丝杠(17)之间装有导销(20),所述带绳轮(10)、压绳轮(11)、滑块(18)、压紧装置(8)连接在一起。
2、 根据权利要求1所述的绞车自动排、出绳装置,其特征是:所述 双向丝杠(17)和棘齿轴(13)通过推力轴承(15)固定在左、右支板(7、 14)的环形阶梯槽(35)内。
3、 根据权利要求1所述的绞车自动排、出绳装置,其特征是:所述 压紧装置(8)由压头(39)、外套(38)、弹簧(37)和压簧螺钉(36) 组成,压头(39)压在压绳轮轴(12)上。
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