CN104245559A - 提升装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于钻孔设备的提升装置(100)，用于降低和举起重物，特别是钻杆或其部件，具有一个框架(1)、一个绞轮(2)和一个与框架(1)连接的用于绞轮(2)的轴承装置(5)，轴承力的中心(Z)处于框架(1)的刚好三个部位(S、S2、S3)。

Description

提升装置
技术领域
本发明涉及一种用于钻孔设备的提升装置，用于降低和举起重物，特别是钻杆或其部件，具有一个框架、一个绞轮和一个与框架连接的用于绞轮的轴承装置。
背景技术
在此类型的提升装置中，重物经常固定在一个通常构成钢丝绳的柔性的牵引元件上。为了降低和举起重物，绞轮被如此旋转驱动，以致柔性的牵引机构被退绕或卷绕。
在像例如由WO 03/072904 A1已知的根据现有技术的提升装置中，绞轮抗扭地固定在一个卷轴上，该卷轴的轴线大致平行于框架的纵侧面延伸。卷轴支承在轴承支座中，轴承支座在绞轮的两个端面的对面固定地与框架连接。从绞轮看在一个轴承支座的对面，设置有一个作用到绞轮上的制动装置。该制动装置经常构成为盘式制动装置并且包括一个与卷轴抗扭地连接的制动圆盘以及固定在框架上的制动钳结构，所谓的“卡钳”。该制动圆盘也可以直接设置在绞轮突缘盘上。
从绞轮看，在另一轴承支座的对面设置一个传动单元，该传动单元在由WO 03/072904 A1已知的实施例中包括两个单独的变速器以及一个与卷轴连接的总传动装置。该变速器固定地与框架连接。该总传动装置的壳体经由一个扭矩支架与框架连接。
为了避免，在框架扭转时在绞轮和传动结构中出现增大磨损甚至损坏整个提升装置的过大张力，变速器经由弹性联轴器与总传动装置连接，所述扭转例如在其上支承框架的基础下陷时是不可避免的或者在温度变化时可能发生。
在由申请人已知的一种另外的提升装置中，总传动装置同样与框架固定连接。因此，在总传动装置的从动轴和卷轴之间设置一个弹性联轴器。
尽管由于弹性联轴器，可以补偿框架的一定程度的扭转，但在提升装置中要注意的是，按照使提升装置的全部轴线和轴对齐或平行的意义，框架在基础上被精确定向，因为联轴器仅允许由轴线或轴的平行的或对齐的定向引起的有限的偏差，并且联轴器的负载随偏差的增加而升高。因此，一方面，框架必须尽可能构成为扭转刚性的，这不仅增加了重量，而且还无益处地增加了其制造成本。此外经验还表明，框架在提升装置的运行过程中必须定期重新定向，因为基础由于提起和放下重物时作用到提升装置上的动态的负荷变化出现下陷。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种关于所述问题改善的提升装置。
该目的通过在权利要求1中提出的提升装置得以解决。在根据本发明的提升装置中，设置一个用于绞轮的轴承装置，该轴承装置在刚好三个轴承部位与框架连接。由于这种“三点支承”，框架可能的扭转对卷轴的调整只有较小的影响。
优选的是，刚好三个轴承部位中的一个设置在卷轴的设置有一个用于绞轮的制动装置的那侧上。如果绞轮如在大多数情况下那样抗扭地固定在卷轴上，则该轴承部位可以如此设置和构成，以致它将卷轴容纳在一个合适的旋转轴承中。在远离绞轮指向的那侧从旋转轴承突出的卷轴的一个区域中可以设置一个制动装置的一部分，例如一个盘式制动装置的制动圆盘。用于卷轴的轴承结构可以如此构成，以致卷轴沿卷轴的轴向方向被固定，但围绕垂直于卷轴延伸的轴线可偏转地支承。通过沿轴向方向固定的支承得以补偿的是，在制动颚板和制动圆盘之间无须存在一个沿轴向方向允许制动圆盘运动的间隙，通过间隙会不利地延长制动颚板的操纵路径，只要不是制动钳也在一个平行于卷轴的纵轴线的方向可移动，换句话说，会被“浮动地”支承。
为了导致围绕垂直于卷轴延伸的轴线的可偏转性，第一轴承结构可以包括一个摆动轴承，特别是一个球面滚子轴承。
优选的是，轴承装置的两个另外的轴承部位设置在绞轮的设置有一个用于绞轮的旋转驱动装置的那侧上。优选的是，这两个轴承部位设置在卷轴的纵轴线的彼此相对置的各侧上，即，在一个视图中在绞轮两侧垂直地设置在框架上。
两个轴承部位可以由一个第二轴承单元形成，卷轴的旋转驱动侧的区域支承在该第二轴承单元中。优选的是，该轴承单元如此构成，以致沿平行于卷轴的方向，卷轴相对于框架的移动以及围绕垂直于卷轴延伸的轴线的偏转是可能的。优选的是，该第二轴承单元设置在一个驱动单元上，该驱动单元特别包括一个将旋转驱动功率传递到卷轴上的传动装置以及至少一个与传动装置作用连接的旋转马达。根据这种能够首先通过根据本发明的“三点支承”实现的措施，可以放弃允许框架在一定的范围扭转的弹性联轴器。旋转驱动单元可以直接地即没有中间连接一个或多个弹性联轴器地与卷轴连接。框架可能的扭转或沿卷轴的纵轴线方向的移动还不导致在卷轴中的张力，因为旋转驱动装置不再由于框架相对于卷轴的扭转或热膨胀而被移动。
优选的是，第二轴承单元的每个轴承部位都包括一个允许平行于卷轴的轴向方向纵向移动和围绕垂直于卷轴延伸的轴线偏转的第二轴承结构。
每个第二轴承结构都可以具有一个摆动轴承，优选一个摆动滑动轴承。
为了允许沿平行于卷轴的纵轴线的方向的移动，每个第二轴承结构都可以包括一个与驱动装置连接的轴承销栓，该轴承销栓沿平行于卷轴的轴向方向的方向可移动地被摆动滑动轴承容纳。
附图说明
在图中示例地描述了一个根据本发明的提升装置的实施例。其中：
图1提升装置的垂直于卷轴的中心纵轴线的侧视图；
图2在图1中的II-II的视图；
图3在图1中的III-III的视图；
图4根据图1的俯视图；
图5在根据本发明的提升装置中在框架上实现的“三点支承”的轴承力中心的位置；
图6在图1中的细节Y的放大图，以及
图7在图1中的细节X的局部剖切放大图。
具体实施方式
在图示中作为整体用10标记0的根据本发明的提升装置的实施例包括一个框架1，在该框架上安装提升装置100的主要的结构件。为了提升和降低以及根据使用条件还保持重物，特别是钻具、钻杆或其部件，提升装置100包括一个绞轮2，该绞轮抗扭地固定在一个卷轴3上并且其中心纵轴线S平行于框架1的纵侧面4延伸。
为了支承卷轴3，提升装置100包括一个作为整体用5标记的轴承装置，该轴承装置构成为“三点支承”，从而轴承力的中心Z(见图5)处于框架1的三个部位S1、S2、S3。
为此，在图中描述的实施例中，轴承装置5在绞轮的左端面6的左边具有一个轴承支座7，该轴承支座与框架1的横梁8固定地连接(特别见图4)。轴承支座7包括一个构成为球面滚子轴承9的第一轴承结构10。如在图6中可看到的那样，该第一轴承结构包括一个固定地与卷轴3连接的内部的轴承衬套11。因此，卷轴3沿轴线S方向借助球面滚子轴承被固定，但围绕垂直于轴线S处于轴承平面E内的轴线可偏转。卷轴3穿过球面滚子轴承9。一个盘式制动结构14的盘式制动器13固定在远离绞轮2指向的区域12。此外盘式制动结构还包括两个制动钳15、15′或更多，这些制动钳固定地与框架1的一个另外的横梁16连接。
在绞轮2的在图4中右边描述的端面17的对面，卷轴3可旋转地支承在一个轴承单元18中，该轴承单元构成轴承装置5的一个另外的部分。如特别在图4中可看到的那样，轴承装置18包括两个设置在卷轴3的中心纵轴线S两侧的叉形的容纳座19、19′。如在以放大的细节图示出叉形的容纳座19′的图7中可看到的那样，一个轴承支座21、21′嵌入到所述容纳座的两个叉尖20、20′之间。两个轴承支座21、21′分别与一个框架侧面4固定地连接。每个轴承支座21、21′容纳一个构成为滑动轴承的摆动轴承22。为了连接轴承单元18与轴承支座21、21′，分别设置一个穿过相应的摆动轴承22的阶梯销栓23，该阶梯销栓在图中描述的实施例中(特别见图7)从右边插入为此设置的孔眼24、24′并且穿过摆动轴承22并且借助一个止动元件25沿其纵向方向被固定。阶梯销栓23以其中部区域滑动地穿过摆动轴承。因为在两个叉尖20、20′之间的距离大于相应轴承支座21、21′的宽度，因此在间距和宽度之间的差异的范围内可以沿阶梯销栓轴线X在轴承单元18和轴承支座21、21′之间进行移动。此外还可以围绕垂直于阶梯销栓轴线X且位于轴承平面F内的轴线在阶梯销栓23继而轴承单元18之间进行偏转。就这方面来说，在根据本发明的提升装置中，框架1在一定范围内的扭转是可能的，该范围受限于摆动轴承22和球面滚子轴承9的设计，它不会导致卷轴的过大张力。
在图中描述的根据本发明的提升装置100的实施例中，轴承单元18构成为总传动装置。卷轴3是传动输出轴或者与传动输出轴抗扭地连接并且被其支承。一个用于连接传动输出轴和卷轴3的弹性联轴器因此是不必要的。在根据本发明的提升装置中，与弹性联轴器的制造和安装相连的花费因此不必发生。此外，通过取消弹性联轴器，还以有利的方式缩短了根据本发明的提升装置的结构长度。
在图中描述的根据本发明的提升装置的实施例中，在包括传动装置的轴承单元18的与绞轮相对置的那侧上设置两个旋转驱动马达26、26′。它们可以构成为特别是电动地、气动地或液压地可驱动。在所示的实施例中涉及电动机。为了确保在驱动轴27、27′与提升装置100的剩余部分之间的电绝缘，驱动轴经由绝缘的联轴器28、28′与构成总传动装置的轴承单元18的输入轴29、29′连接。特别是，如果使用液压地或气动地运行的旋转驱动马达26、26′取代电动机，则可以放弃绝缘的联轴器。由于如此运行的马达在与电动机可比的功率情况下经常还具有更小的结构形状和更轻的重量，因此它们也可以直接安装在轴承单元18上。于是在框架上不需要另外的紧固装置30，如在所描述的实施例中存在的电动机中就是这种情况。
为了完整性，应该指出，也可以仅设置一个或也可以设置多于两个驱动马达来取代设置两个驱动马达。所述驱动马达也可以设置在一个与框架1分开的框架上并且经由更长的轴与包括传动装置的轴承单元18连接。传动装置可以构造为一级或多级的并且构造为单挡或多挡设计方案。传动装置可以集成到轴承单元18中或者也可以法兰连接到轴承单元上。也可以想象，将缓慢运行的旋转驱动装置固定在轴承单元18上并且将其直接与卷轴3连接。
设置在轴承单元18上的第二轴承结构31、31′也无须如在图中描述的实施例中那样对称于卷轴3的中心纵轴线S设置。
概括的说，根据本发明的提升装置具有以下优点：
-由于实现的三点支承，避免了在卷轴中和在传动装置中的过大张力。
-无须再如在现有技术中的提升装置那样精确地对框架进行定向，从而根据本发明的提升装置的构造和安装得以简化。
-提升装置的框架可以不太稳定地构成继而可以更容易地构成。
-由于结构件数量更少，所以根据本发明的提升装置的总结构以及还有拆卸都得以简化。
-由于放弃了在其他情况下必需的弹性联轴器，所以可以缩短根据本发明的提升装置的结构长度。
附图标记表：
100       提升装置
1         框架
2         绞轮
3         卷轴
4         框架侧面
5         轴承装置(传动单元)
6         左端面
7         轴承支座
8         横梁
9         球面滚子轴承
10        第一轴承结构
11        内部的轴承衬套
12        区域
13        盘式制动器
14        盘式制动结构
15、15′  制动钳
16        横梁
17        右端面
18        轴承单元(传动单元)
19、19′  容纳座
20、20′  叉尖
21、21′  轴承支座
22        摆动轴承
23        阶梯销栓
24、24′  孔眼
25        止动元件
26、26′  旋转驱动马达
27、27′  驱动轴
28、28′  联轴器
29、29′  输入轴
30        紧固装置
31、31′  第二轴承结构
32        旋转驱动装置
E         轴承平面
F         轴承平面
S         轴线
S1、S2、S3 轴承部位
X         阶梯销栓轴线
L1        第一轴承部位
L2、L2′   第二轴承部位
Z         中心

Claims (10)

1.用于钻孔设备的提升装置(100)，用于降低和举起重物，特别是钻杆或其部件，具有一个框架(1)、一个绞轮(2)和一个与框架(1)连接的用于绞轮(2)的轴承装置(5)，其特征在于，轴承装置(5)如此构成，以致轴承力的中心(Z)处于框架(1)的刚好三个轴承部位(S1、S2、S3)。
2.根据权利要求1所述的提升装置，其特征在于，刚好一个第一轴承部位(S1)设置在提升装置(100)的设置有一个用于绞轮(2)的制动装置的那侧上。
3.根据权利要求1或2所述的提升装置，其特征在于，刚好两个轴承部位(L2、L2′)设置在提升装置的设置有一个用于绞轮(2)的旋转驱动装置(32)的那侧上。
4.根据权利要求2所述的提升装置，其特征在于，设置在制动装置那侧上的轴承部位(L1)包括一个第一轴承结构(10)，一个卷轴(3)沿卷轴(3)的轴向方向固定地但围绕垂直于卷轴(3)延伸的轴线可偏转地支承在该第一轴承结构中，所述绞轮(2)与卷轴(3)抗扭地连接。
5.根据权利要求4所述的提升装置，其特征在于，第一轴承结构(10)包括一个摆动轴承，优选一个球面滚子轴承(9)。
6.根据权利要求3至5之一所述的提升装置，其特征在于，所述两个设置在用于绞轮(2)的旋转驱动装置(32)那侧上的轴承部位(L2、L2′)由一个轴承单元(18)形成，卷轴(3)的旋转驱动装置侧的区域支承在该轴承单元中并且优选允许卷轴(3)沿平行于卷轴(3)的方向相对于框架(1)移动以及围绕垂直于卷轴(3)延伸的轴线偏转。
7.根据权利要求6所述的提升装置，其特征在于，所述第二轴承单元(18)设置在一个驱动单元上，该驱动单元特别包括一个将旋转驱动功率传递到卷轴(3)上的传动装置。
8.根据权利要求6或7所述的提升装置，其特征在于，每个轴承部位(L2、L2′)都包括一个允许平行于卷轴(3)的轴向方向(S)纵向移动和围绕垂直于卷轴(3)延伸的轴线偏转的第二轴承结构(31、31′)。
9.根据权利要求8所述的提升装置，其特征在于，每个第二轴承结构(31、31′)都包括一个摆动轴承(22)，优选一个摆动滑动轴承。
10.根据权利要求9所述的提升装置，其特征在于，每个第二轴承结构(31、31′)都包括一个与轴承单元连接的或插入到该轴承单元中的销栓(23)，该销栓沿平行于卷轴(3)的轴向方向的方向可移动地被摆动轴承容纳。
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