CN101915288B - 泥浆泵用离合变速箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开的泥浆泵用离合变速箱其主要由空气离合器、四档机械变速箱组成，空气离合器分别与动力机和四档机械变速箱连接；四档机械变速箱包括多根传动轴，在每根传动轴上均设置有传动齿轮；空气离合器安装在第一轴前端，第一轴与第二轴通过传动齿轮啮合连接，在第二轴上还设置有多个传动齿轮，在第三轴上设置有与第二轴上传动齿轮数量对应且啮合连接的传动齿轮，在第三轴上的每个传动齿轮与第三轴之间均安装有滚针轴承，第三轴上的两个传动齿轮之间均装有啮合套，在第三轴的后端上安装有太阳轮和行星齿轮组，行星齿轮组的多个行星轮均布在行星轮架上，均与太阳轮啮合连接，行星轮架与输出轴连接，四档机械变速箱的输出端与泥浆泵连接。

Description

泥浆泵用离合变速箱

技术领域

本发明属于泥浆泵技术领域，主要涉及的是一种泥浆泵用离合变速箱。主要用于油田钻井和修井用1000HP泥浆泵的传动。

背景技术

在油田钻井、修井作业当中，作为钻修作业必须的重要设备——泥浆泵组，在使用过程中提出了如下要求：

1、便携性要求：泥浆泵组在使用过程中会经常移动。随着泥浆泵功率的提高，泥浆泵的体积也随之增大，泥浆泵组的重量上升。因此，钻修作业当中对于泥浆泵组提出了便携的要求。

2、换挡要求：泥浆泵组在工作过程当中，根据井下的工况不同，对于泥浆泵的冲次和压力都提出了相应的换挡要求。

现有泥浆泵组的传动系大多为动力机——离合器——弹性联轴器——减速箱——传动轴——泥浆泵，由于该传动系过于松散，不仅自身重量增加，同时也加长了泥浆泵组底撬的长度，大大增加了泥浆泵组的重量，不利于移动。另外，传动系统无法改变泥浆泵组的冲次和压力，只能通过改变发动机的转速进行调整，发动机调速范围较窄，不能满足钻修过程中多样负载工况的需要，需要通过更换泥浆泵缸套来进行调整。第三，离合器由于轴向输出，只能采用手动控制或者外置气缸控制。外置气缸安装调节困难，可靠性差。

发明内容

本发明的目的是开发一种泥浆泵变速箱，解决了现有泥浆泵传动系长，重量重，不利于移动，操作劳动强度高、效率低的问题，达到缩短泥浆泵传动链长度，减轻泥浆泵组重量、方便移动，提高作业效率，降低劳动强度的目的。

本发明实现上述目的采用是技术方案是：泥浆泵变速箱主要由空气离合器、四档机械变速箱组成，空气离合器分别与动力机和四档机械变速箱连接；四档机械变速箱为三级或三级以上减速结构，包括多根传动轴，在每根传动轴上均设置有传动齿轮；空气离合器安装在第一轴前端，第一轴与第二轴通过传动齿轮啮合连接，在第二轴上设置有多个传动齿轮，在第三轴上设置有与第二轴上传动齿轮数量对应且啮合连接的传动齿轮，在第三轴上设置的每个传动齿轮与第三轴之间均安装有滚针轴承，在第三轴上的两个传动齿轮之间均装有啮合套，在第三轴的后端上安装有太阳轮和行星齿轮组，行星齿轮组包括多个行星轮和行星轮架，多个行星轮均布在行星轮架上，均与太阳轮啮合连接，行星轮架与输出轴连接，四档机械变速箱的输出端与泥浆泵连接。

本发明由于将动力机和泥浆泵之间的传动单元空气离合器和多档机械变速箱直接连接，省略了传动轴的使用，由此缩短了传动链长度，将原来泥浆泵的传动链的长度由2.5m缩短到1.8m，同时总重3T降低到1.8T。传动链的缩短也使泥浆泵的底撬同样缩短，有效减轻了泥浆泵的重量，方便移动。变速箱部分通过设置四个档位，能够满足泥浆泵使用过程中40～150冲/min的冲次要求。实现了泥浆泵常用冲次范围的覆盖，使得泥浆泵的工作范围更加宽，减少工作过程中更换缸套的次数，提高了作业效率，降低工人劳动强度。由于离合器部分采用气控离合器，因此实现了离合器的远程操作，使操作简单可靠。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为图1后视图。

图3为本发明四档机械变速箱的结构示意图。

图中：1、空气离合器，2、四档机械变速箱，3、换挡手柄，4、档位锁止手柄，5、呼吸器，6、输出法兰，7、放油螺塞，8、吸油滤网，9、液位液温计，10、旋转接头，11、加油口，12、润滑油泵。

S1-S3、传动轴，S4、输出轴，Z1-Z10、传动齿轮，Z11、太阳轮，Z12、行星轮，C1-C2、啮合套，F1、行星轮架。

具体实施方式

结合附图，给出本发明的实施例如下，但本发明不局限以下实施例。

本实施例是在NT-1000泥浆泵与动力机之间连接离合变速箱。如图1-2所示：其由空气离合器1、四档机械变速箱2、换挡手柄3、档位锁止手柄4、呼吸器5、输出法兰6、放油螺塞7、吸油滤网8、液位液温计9、旋转接头10、加油口11、润滑油泵12组成。空气离合器1选用的是四机塞瓦生产的314H常规离合器，与动力机通过飞轮和飞轮壳相连。呼吸器5位于变速箱体后部行星机构壳体上，呼吸器5采用的是常规的呼吸器，作用是保证变速箱内部气压与大气相通。放油螺塞7位于变速箱体后端输出壳体的下部，用于变速箱使用过程中，当四档机械变速箱内部润滑油达到换油周期后，换油时润滑油的排放。液位液温计9位于变速箱体右侧箱体下部，用于观察变速箱内部的油温和油位。加油口10位于变速箱右侧箱体下部，液位液温计9的旁边，用于给变速箱加油使用。润滑油泵12位于变速箱壳体后端中间位置，用于四档机械变速箱运转过程中润滑冷却油的循环。

四档机械变速箱2为三级或三级以上减速结构。本实施例以三级减速结构为例进行详细说明。如图3所示：P1为前两级减速采用平行轴结构，P2为第三级减速，通过行星轮结构实现。传动轴S1-S3为三根，在每根传动轴上均设置有传动齿轮。空气离合器1安装在第一轴S1前端，其作用是将发动机动力传递到第一轴S1上并带动其旋转。第一轴S1与第二轴S2通过传动齿轮Z1和Z2啮合连接，在第二轴S2上还设置有多个传动齿轮Z9、Z7、Z5、Z3，在第三轴S3上设置有与第二轴S2上传动齿轮数量对应且啮合连接的传动齿轮Z10、Z8、Z6、Z4，在轴S3上设置的每个传动齿轮Z10、Z8、Z6、Z4与轴S3之间均安装有滚针轴承，并且在第三轴S3的齿轮Z10和齿轮Z8，齿轮Z6和齿轮Z4之间装有两组啮合套C1、C2，啮合套采用的是常规的啮合技术，每组啮合套内套与轴S3均通过花键连接。其中啮合套C1负责三、四档档位的选择，啮合套C2负责一、二档档位的选择。当变速箱需要某一个档位(如一档：齿轮Z3与Z4)时，将所需啮合套C2的啮合外套移向目标档位齿轮Z4，这样第三轴S3就与齿轮Z4连接在一起，第二轴S2上的动力就通过目标档位齿轮组Z3、Z4传递到第三轴S3上。在第三轴S3的后端上安装太阳轮Z11和行星齿轮组，行星齿轮组包括多个行星轮Z12(本实施例为六个)和行星轮架F1，多个行星轮Z12均布在行星轮架F1上，均与太阳轮Z11啮合连接。当第三轴S3转动时，太阳轮Z11也随之转动，带动行星齿轮组中的六个行星轮Z12转动，该六个行星轮Z12又将动力传递到行星轮架F1上，行星轮架F1与输出轴S4通过花键连接，将动力传递给输出轴S4，四档机械变速箱的输出轴S4通过输出法兰6、万向轴与泥浆泵连接。

本发明换挡操作时，先将切断通过旋转接头10进入空气离合器1的压缩空气，并将空气离合器1内部的气体通过旋转接头排出，使空气离合器脱开，当四档机械变速箱2的输出停止后，将档位锁止手柄4旋转180度后，操作换挡手柄3将档位换止所需档位后，将档位锁止手柄旋转至原位置锁定档位，然后向旋转接头10供压缩空气，使空气离合器结合，从而将动力机动力通过输出法兰6传递给泥浆泵。在四档机械变速箱动力传递过程中，实现了发动机转速降低和扭矩提高，从而满足泥浆泵工作过程中压力与流量的要求。

Claims (2)

1.一种泥浆泵用离合变速箱，其特征是：其主要由空气离合器(1)、四档机械变速箱(2)组成，所述空气离合器分别与动力机和四档机械变速箱连接；所述四档机械变速箱为三级减速结构，包括多根传动轴(S1、S2、S3)，在每根传动轴上均设置有传动齿轮；所述空气离合器安装在第一传动轴(S1)前端，第一传动轴(S1)与第二传动轴(S2)通过传动齿轮Z1和传动齿轮Z2啮合连接，在第二传动轴(S2)上还设置有多个传动齿轮(Z9、Z7、Z5、Z3)，在第三传动轴(S3)上设置有与第二传动轴(S2)上传动齿轮数量对应且啮合连接的传动齿轮(Z10、Z8、Z6、Z4)，在第三传动轴(S3)上设置的每个传动齿轮(Z10、Z8、Z6、Z4)与该第三传动轴(S3)之间均安装有滚针轴承，在第三传动轴(S3)上的传动齿轮Z4和传动齿轮Z6之间、传动齿轮Z8和传动齿轮Z10之间均装有啮合套(C1、C2)，在第三传动轴(S3)的后端上安装太阳轮(Z11)和行星齿轮组，行星齿轮组包括多个行星轮(Z12)和行星轮架(F1)，多个行星轮(Z12)均布在行星轮架(F1)上，均与太阳轮(Z11)啮合连接，行星轮架(F1)与输出轴(S4)连接，四档机械变速箱的输出端与泥浆泵连接。

2.根据权利要求1所述的泥浆泵用离合变速箱，其特征是：所述的行星轮(Z12)为六个。

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