CN101885452A - 一种绞车 - Google Patents
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Abstract
一种绞车，尤其涉及一种用于放下和举升一个负荷尤其是钻孔设备的绞车，包括一个可旋转地支撑的用于卷绕牵引装置的卷筒、齿轮变速箱、直流电动机、控制系统。控制系统包括变压器、整流装置、能耗制动装置。卷筒由直流电动机直接通过一级齿轮变速箱驱动，通过控制系统提升电压并转换成直流电供直流电动机使用，减少了一级齿轮传动，并采用电阻能耗制动，减小了绞车体积，减轻了绞车重量，提升了绞车性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种绞车，尤其涉及一种用于下降和提升一个负荷尤其是钻孔设备的绞车。
背景技术
绞车用来下降和提升一个负荷，尤其是钻孔设备，例如从平台到钻孔内或到海底。绞车有柔性牵引装置，其一端固定在钻孔设备上；另一端固定在可旋转地支撑的卷筒上，借助卷筒可卷绕或退绕牵引装置。
为了旋转驱动卷筒，至少设一个旋转驱动装置。旋转驱动装置通常包括一个直流电动机。为了使卷筒能在一个比较大的转速范围内以几乎恒定的大功率驱动，在直流电动机后连接变速齿轮箱；变速齿轮箱的输入轴与直流电动机连接，输出轴与卷筒连接。
在此类已知绞车的一种形式中，直流电动机提供的扭矩借助链条传递到卷筒。但有缺点，即在所谓的“四象限工作方式”情况下，在链式传动的下冲时，始终存在链条松弛部分。同时，无论在提升负荷还是下降负荷时都可以加速或制动或进行上冲、下冲的转换，由此形成冲击运行状态并伴有作用在牵引装置上的巨大峰值力，因而有潜在的巨大危险。因为这种峰值力可能超过牵引装置的拉伸强度，从而造成牵引装置断裂，引发危险。同时，还存在体积大，占用空间大的缺点。
ZL01805712.8披露了一种用直流电动机连接齿轮变速箱的发明，以齿轮变速箱替代了链条，并带有电磁涡流刹车。解决了链式传动的“四象限工作方式”所引起的冲击问题。但由于直流电动机的工作范围只能从零到额定转速，需要两级或者说两档变速器，即两个分立的变速箱才能满足绞车的转速范围要求，因而存在传动复杂、体积大、自身重量大的缺陷。
众所周知，交流电旋转驱动电动机与直流电动机相比，在更大的转速范围内有大扭矩。因此在上述齿轮传动绞车中，以交流电动机替换直流电动机/齿轮变速箱单元，配备没有齿轮变速箱的交流电动机，这样缩短了绞车的长度。但存在着一个缺点，交流电动机的电气设备费用很高。
发明内容
为解决以上问题，本发明提供一种绞车，不仅可以实现四象限工作方式，而且用直流电工作，并简化了结构，减小了体积，减轻了重量，提升了绞车性能。
本发明采用控制系统，提升直流电动机的工作电压，提高了直流电动机在额定转速和高转速情况下的扭矩，因而省掉了一级变速齿轮传动箱，使直流电动机直接与一级齿轮变速箱连接，这一级齿轮变速箱与卷筒连接以下降或提升负荷。在制动方面，采用能耗制动，优选电阻制动，替代电磁涡流刹车。
一种下降和提升一个负荷尤其是钻孔设备的绞车，包括：
固定在负荷上的柔性牵引装置4a；
可绕轴线S旋转支撑的用于卷绕牵引装置4a的卷筒5a；
与所述卷筒5a连接的变速齿轮箱6a；
与所述变速齿轮箱6a连接的第一旋转驱动马达11；
所述卷筒5a可按选择被沿牵引装置4a的退绕或卷绕方向驱动旋转；
所述第一旋转驱动马达11相对于所述卷筒5a的轴线S设在所述卷筒5a的旁边，使所述卷筒5a和所述第一旋转驱动马达15a在垂直于所述卷筒5的轴线S的投影中至少部分重叠。
所述第一旋转驱动马达11的驱动轴与所述变速齿轮箱6a的输入轴7处于一条共同的直线上。
所述卷筒5a与可旋转地支撑的卷筒轴16连接。
所述卷筒5与可旋转地支撑的卷筒轴16连接。
所述卷筒轴16与所述变速齿轮箱6a的输出轴17连接。
所述卷筒轴16与所述变速齿轮箱6a的输出轴17连接。
所述的一种绞车，还包括连接所述第一旋转驱动马达11的控制系统10。
所述控制系统10包括：
变压器3；
与所述变压器3连接的整流装置4；
所述整流装置4与所述第一旋转驱动马达11连接。
所述控制系统10还包括：
电阻制动装置6；
所述电阻制动装置6与所述第一旋转驱动马达11连接。
所述绞车，还包括与所述变速齿轮箱6a连接的第二旋转驱动马达15。
所述控制系统10的所述电阻制动装置6与所述第二旋转驱动马达15连接。
所述第二旋转驱动马达15的驱动轴与所述变速齿轮箱6a的输入轴21处于一条共同的直线上。
所述第一旋转驱动马达11和所述第二旋转驱动马达15按这样的方式布置，即，使所述变速齿轮箱6a的所述输入轴7和所述输入轴21具有共同的旋转轴线。
附图说明
图1是一种绞车俯视视示意图
图2是一种绞车正视示意图
图3是一种绞车左视示意图
图4是一种绞车控制系统原理示意图
图5是一种绞车控制系统原理示意图
具体实施例
总体用100表示的绞车包括一个平面为矩形的框架1a，由互相焊接的双T形钢梁2a组成。在梁2a的上部水平面3a上通过螺钉固定。
为了下降和提升钻孔设备，绞车100包括作柔性牵引装置4a的钢索，可借助卷筒5a卷绕和退绕。
卷筒5a固定在卷筒轴16上，其轴线S平行于框架1a的纵侧30延伸。卷筒轴16由轴承座40、50支撑，轴承座设在卷筒5a的两个端侧60、70处。卷筒轴16画在图中左方的端部与圆盘制动装置80的圆盘可一起旋转的固定连接，圆盘制动装置80包括制动掣子。借助此圆盘制动装置80可在柔性牵引装置4a退绕过程中减慢卷筒5a的旋转速度或完全锁定。在直流电机的一端，设有电阻能耗制动柜6，可通过减缓电机的旋转速度而在柔性牵引装置4a退绕过程中减慢卷筒5a的旋转速度或完全锁定。
在卷筒5a的一端设置齿轮变速箱6a，齿轮变速箱6a的输出轴17与卷筒5a的轴16可旋转地连接；在齿轮变速箱6a的两侧设置直流电动机11和直流电动机15，其中直流电动机15的轴线与卷筒5a的轴线S平行；直流电动机11和直流电动机15的轴线在一条直线上；直流电动机11和齿轮变速箱6a的输入轴7可旋转地连接，直流电动机15和齿轮变速箱6a的输入轴21可旋转地连接。齿轮变速箱6a的输入轴7和输入轴21的轴线在一条直线上。
第一旋转驱动马达15和第二旋转驱动马达11按这样的方式布置，即，使变速齿轮箱6a的输入轴7和输入轴21具有共同的旋转轴线。
齿轮变速箱6a涉及使用于绞车内已知的结构类型，所以在本说明书的范围内无需详细说明。
在将柔性牵引装置4a卷绕在卷筒5a上的情况下，直流电动机11和直流电动机15驱动卷筒轴16；在柔性牵引装置4a从卷绕在卷筒5a上退绕的情况下所需卷筒5a的制动同样可通过直流电动机11和直流电动机15实现，此时直流电动机11和直流电动机15起发电机的作用，将旋转卷筒5a的动能转变为电能，所以如果希望的话可通过反馈以此方式节省能源。
本发明的绞车配备有控制系统10，控制系统10包括变压器3；
与变压器3连接的整流装置4；
电阻制动装置6；
整流装置4与第一旋转驱动马达11连接；整流装置4与第二旋转驱动马达15连接。
电阻制动装置6与第一旋转驱动马达11连接；电阻制动装置6与第二旋转驱动马达15连接。
变压器3与交流电源连接，将600V50HZ的交流电转变成800V50HZ的交流电之后通过整流装置4输出0到1100V之间任意值的直流电以驱动第一旋转驱动马达11和/或第二旋转驱动马达15。
在柔性牵引装置4a从卷绕在卷筒5a上退绕的情况下所需卷筒5a的制动同样可通过直流电动机11和直流电动机15实现，此时直流电动机11和直流电动机15起发电机的作用，将旋转卷筒5a的动能转变为电能，消耗在电阻制动装置6上。
本发明的变压器、整流装置、电阻制动装置可使用已知的结构类型，所以在本说明书的范围内无需详细说明。
本发明的绞车可按所谓的四象限工作方式工作。四象限工作方式是指，无论提升还是下降处于柔性牵引装置4a上的负荷时，卷筒5a借助于直流电动机11和直流电动机15既可加速也可制动。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种下降和提升负荷尤其是钻孔设备的绞车，包括：
固定在负荷上的柔性牵引装置(4a)；
可绕轴线(S)旋转支撑的用于卷绕所述柔性牵引装置(4a)的卷筒(5a)；
与所述卷筒(5a)连接的变速齿轮箱(6a)；
与所述变速齿轮箱(6a)连接的第一旋转驱动马达(11)；
所述卷筒(5a)可按选择被沿所述柔性牵引装置(4a)的退绕或卷绕方向驱动旋转；
其特征在于：
所述第一旋转驱动马达(11)相对于所述卷筒(5a)的轴线(S)设在所述卷筒(5a)的旁边，使所述卷筒(5a)和所述第一旋转驱动马达(11)在垂直于所述卷筒(5a)的轴线(S)的投影中至少部分重叠。
2.根据权利要求1所述的一种绞车，其特征在于：所述第一旋转驱动马达(11)的驱动轴与所述变速齿轮箱(6a)的输入轴(7)大致处于共同的直线上。
3.根据权利要求1所述的一种绞车，其特征在于：所述第一旋转驱动马达(11)的驱动轴与所述变速齿轮箱(6a)的输入轴(7)处于共同的直线上。
4.根据权利要求1所述的一种绞车，其特征在于：所述卷筒(5a)与可旋转地支撑的卷筒轴(16)连接。
5.根据权利要求2所述的一种绞车，其特征在于：所述卷筒(5a)与可旋转地支撑的卷筒轴(16)连接。
6.根据权利要求4所述的一种绞车，其特征在于：所述卷筒轴(16)与所述变速齿轮箱(6a)的输出轴(17)连接。
7.根据权利要求5所述的一种绞车，其特征在于：所述卷筒轴(16)与所述变速齿轮箱(6a)的输出轴(17)连接。
8.根据权利要求1至7所述的一种绞车，其特征在于：还包括连接所述第一旋转驱动马达(11)的控制系统(10)。
9.根据权利要求8所述的一种绞车，其特征在于：所述控制系统(10)包括：变压器(3)；
与所述变压器(3)连接的整流装置(4)；
所述整流装置(4)与所述第一旋转驱动马达(11)连接。
10.根据权利要求9所述的一种绞车，其特征在于：所述控制系统(10)还包括：
电阻制动装置(6)；
所述电阻制动装置(6)与所述第一旋转驱动马达(11)连接。
11.根据权利要求1至10所述的一种绞车，其特征在于：还包括与所述变速齿轮箱(6a)连接的第二旋转驱动马达(15)。
12.根据权利要求11所述的一种绞车，其特征在于：所述控制系统(10)的所述电阻制动装置(6)与所述第二旋转驱动马达(15)连接。
13.根据权利要求11所述的一种绞车，其特征在于：所述第二旋转驱动马达(15)的驱动轴与所述变速齿轮箱(6a)的输入轴(21)大致具有共同的旋转轴线。
14.根据权利要求11所述的一种绞车，其特征在于：所述第二旋转驱动马达(15)的驱动轴与所述变速齿轮箱(6a)的输入轴(21)具有共同的旋转轴线。
15.根据权利要求11所述的一种绞车，其特征在于：所述第一旋转驱动马达(11)和所述第二旋转驱动马达(15)按这样的方式布置，即，使所述变速齿轮箱(6a)的所述输入轴(7)和所述输入轴(21)大致具有共同的旋转轴线。
16.根据权利要求11所述的一种绞车，其特征在于：所述第一旋转驱动马达(11)和所述第二旋转驱动马达(12)按这样的方式布置，即，使所述变速齿轮箱(6a)的所述输入轴(7)和所述输入轴(21)具有共同的旋转轴线。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN102530754A (zh) * | 2011-12-31 | 2012-07-04 | 凯盛重工有限公司 | 运输绞车 |
| CN113772572A (zh) * | 2021-09-26 | 2021-12-10 | 枣庄矿业（集团）有限责任公司柴里煤矿 | 一种煤矿节能提升绞车 |
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2009
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| CN102530754B (zh) * | 2011-12-31 | 2014-11-26 | 凯盛重工有限公司 | 运输绞车 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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