CN200999859Y - 一种新型机械挂合机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型机械挂合机构，应用于石油钻机、修井机变速绞车、传动箱的传动机构中。包括挂合执行机构和挂合微调机构，挂合执行机构由与传动轴通过键联接的外齿套、在外齿套上可滑动的内齿套、空套在传动轴上位于外齿套左右的两个传动件上具有的外齿套、拔叉装置构成，拔叉装置包括直立的拔叉轴、上拔叉、下拔叉、带动件、拐臂、三位气缸、二位气缸；挂合微调机构由离合器、离合器连接盘、主气缸、辅助气缸构成。本实用新型通过挂合执行机构实现了用机械方法进行传动机构的换档挂合，通过挂合微调机构实现了用机械方法使机械挂合机构的齿和齿槽对正啮合，减轻了劳动强度，提高了效率和挂合成功率，减少了因频繁挂合而导致的零件失效。

Description

一种新型机械挂合机构

技术领域

本实用新型涉及机械传动机构的变速换档技术，特别涉及一种新型机械挂合机构，应用于石油钻机、修井机变速绞车、传动箱的传动机构中。

背景技术

在变速绞车和传动箱中，为了获得更多的速度，通常采用挂合机构进行换档，图1所示传动系统图中，要在传动箱的输出轴2上获得多个转速输出，可通过挂合执行机构3和挂合执行机构4来实现。挂合执行机构通常是通过拔叉装置操作一个内齿套在两个不同的传动部件如齿轮或链轮的外齿套之间滑动来实现，图2是图1中挂合执行机构3的结构示意图，拔叉装置的带动件30位于内齿套31的环形槽内，外齿套33通过键联接在输入轴1上，空套齿轮6、空套链轮5的内圈通过滚动轴承安装在输入轴1上，并分别位于外齿套33的两侧，空套齿轮6、空套链轮5上与外齿套33靠近的一侧分别具有外齿套34、35，当需要与空套链轮5挂合时，操作拨叉装置带动带动件30使内齿套31在外齿套33上向左滑动，滑动到与外齿套33、空套链轮5的外齿套35同时啮合，完成挂档。当需要与空套齿轮6挂合时，操作拨叉装置拔动带动件30使内齿套31在外齿套33上向右滑动，滑动到与外齿套33、空套齿轮6的外齿套34同时啮合，完成挂档。挂合执行机构4与挂合执行机构3结构基本相同，不同于挂合是在两个链轮之间选择进行。

在已知技术中，上述挂合执行机构操作通常在停机状态下进行，采用手动操作拔叉杆手柄完成。当挂合出现齿和齿槽不对正时，就会出现挂合困难，此时通常采用手动旋转某一空套传动件如上述空套齿轮6或空套链轮5来调整。该操作的缺点是：操作工作量大，效率低下，频繁挂合易导致零件失效。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种新型机械挂合机构，采用机械方式完成传动挂合，且能控制挂合时齿和齿槽对正。

实现本实用新型目的采取的方案是：一种新型机械挂合机构，包括由与传动轴通过键联接的外齿套、在外齿套上可滑动的内齿套、空套在传动轴上位于外齿套左右的两个传动件上具有的外齿套、拔叉装置构成的挂合执行机构，内齿套由拔叉装置带动可在上述三个外齿套之间滑动，内齿套外圆面上有一环形槽，其特征在于：所述拔叉装置包括直立的拔叉轴、上拔叉、下拔叉、带动件、拐臂、三位气缸、二位气缸，拔叉轴通过上、下轴承座安装在机架上，上拔叉、下拔叉为杆状，一端固定安装在拔叉轴上，另一端具有开口槽状叉头，带动件为两个半圆环体用螺栓连接成环状，其外圆面上、下位置处各有一圆柱形凸台，该两个圆柱形凸台分别卡在上拔叉、下拔叉的开口槽状叉头内，带动件由下拔叉支撑空套在内齿套外圆面上的环形槽内，所述拐臂固定安装在拔叉轴的轴端，所述三位气缸安装在机架上，其活塞杆与拐臂的一端铰接，拐臂的另一端具有三个齿槽，所述二位气缸安装在机架上，其活塞杆伸出时可进入拐臂的一个齿槽内；还包括用于内齿套与传动件的外齿套之间齿和齿槽对正啮合的挂合微调机构，挂合微调机构由安装在传动轴轴端的离合器、与离合器固定连接的离合器连接盘、主气缸组成，所述主气缸倾斜安装，一端铰接在离合器连接盘上，另一端铰接在机架上。

所述挂合微调机构还包括与主气缸呈对称安装的铰接在离合器连接盘和机架之间的辅助气缸。

本实用新型通过挂合执行机构实现了用机械方法进行传动机构的换档挂合，通过挂合微调机构实现了用机械方法使机械挂合机构的齿和齿槽对正啮合，减轻了工人的劳动强度，提高了工作效率和挂合成功率，减少了因频繁挂合而导致的零件失效。

附图说明

图1是应用本实用新型的传动机构传动系统图。

图2是图1中挂合执行机构3的结构示意图，是图3沿B-B剖视图。

图3是图2沿A-A剖视图。

图4是图3俯视图，为图面清晰，省略了传动轴1、内齿套31、外齿套33、空套齿轮6、空套链轮5、机架11。

图5是图1所示的由气胎离合器9和主气缸10等构成的挂合微调机构的结构示意图。

图6是图5的侧视图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步描述。

图1所示是应用本实用新型的传动箱的传动系统图，输入轴1上安装的空套链轮5和空套齿轮6之间安装有挂合执行机构3，空套链轮7和空套齿轮8之间安装有挂合执行机构4，挂合执行机构3和4结构相同，要在输出轴2上获得多个转速输出，通过挂合机构机构3或4工作来实现。输入轴1轴端安装的气胎离合器9、安装在气胎离合器连接盘和机架11之间主气缸10等构成挂合微调机构。下面结合其他附图描述本实用新型具体结构。

如图2所示，挂合执行机构3除拔叉装置外其余部分采用现有技术结构：内齿套31由拔叉装置带动在通过键联接在输入轴1上的外齿套33及空套齿轮6、空套链轮5上的外齿套34、35之间滑动，当内齿套31与外齿套33和外齿套34或35同时啮合时，实现空套齿轮6或空套链轮5的动力传递，从而在输出轴2上获得一个转速输出。挂合执行机构3的拔叉装置是本实用新型的发明点，图中带动件30、叉头32是其组成的一部分，拔叉装置结构参见图3、图4。

如图3所示，拔叉装置由拔叉轴36、上拔叉32、下拔叉32′、带动件30、拐臂37、三位气缸38、二位气缸38′组成，拔叉轴36直立由上、下轴承座39、39′支撑安装在机架11上，上拔叉32、下拔叉32′为杆状，一端固定安装在拔叉轴36上，另一端具有开口槽状叉头，带动件30为两个半圆环用螺栓连接成环状，其外圆面上下位置处各有一圆柱形凸台，带动件30的上、下圆柱形凸台分别卡装在上拔叉32和下拔叉32′的叉头内，带动件30由下拔叉32′支撑。

如图2、图3所示，带动件30由下拔叉32′支撑空套在内齿套31外圆面上的环形槽内。

如图3、图4所示，拔叉轴36的轴端固定安装有拐臂37，拐臂37的一端与安装在机架11上的三位气缸38活塞杆通过铰链37b铰接，另一端具有三个齿槽37a，二位气缸38′安装在机架11上，其活塞杆伸出时可进入拐臂的一个齿槽37a中。

如图1、图5、图6所示，本新型机械还包括挂合微调机构，用于内齿套31与空套齿轮6的外齿套34或空套链轮5的外齿套35之间的齿和齿槽啮合对正。挂合微调机构包括安装在输入轴1轴端的气胎离合器9、与气胎离合器9固定连接的离合器连接盘90、铰接安装在机架11和离合器连接盘90之间的主气缸10、辅助气缸12，主气缸10、辅助气缸12相对于离合器连接盘90直径方向呈对称、倾斜布置。

工作原理：

图1中控制挂合执行机构3或4使空套齿轮或空套链轮传动可在输出轴2获得多个转速输出。

如图2、图3、图4所示，三位气缸38具有左、中、右三个进气口，三个进气口分别进气后对应活塞杆三个工作位置。图中所示为三位气缸中位进气口进气后活塞杆所处工作位置，此时内齿套31处于中位，不与外齿套34或35啮合，即挂合机构处于空档位置。当左、右进气口分别进气时，活塞杆分别伸出或缩回，带动拐臂37顺时针或逆时针旋转一个角度，拐臂37带动拔叉轴36转动，拔叉轴36带动上、下拔叉32、32′转动，上、下拔叉32、32′拔动带动套30进而带动内齿套31沿轴向向右或左滑动，实现与右侧的空套齿轮6的外齿套34或左侧的空套链轮5的外齿套35啮合。中位进气口进气时，活塞杆分别缩回或伸出，带动外齿套30回中位。

如图5、图6所示，挂合中，当出现内齿套31与空套齿轮或空套链轮的外齿套之间的齿和齿槽不对正造成挂合困难时，操纵主气缸10、辅助气缸12同时缩回或伸出一定行程，使气胎离合器9转动一个角度，带动输入轴1转动一个角度，从而带动内齿套31旋转一个角度，使内齿套31和空套齿轮或空套链轮的外齿套之间的齿和齿槽对正啮合，主气缸10的最大行程满足内齿套31旋转一个齿槽。由于主气缸10工作时行程很小，为减缓主气缸工作时的冲击力，设置了与主气缸对离合器连接盘作用相反的辅助气缸，辅助气缸对主气缸工作起到阻尼作用，从而减缓主气缸的动作速度，达到微调转动角度的效果。

如图4所示，挂合到位后，操纵二位气缸38′活塞杆伸出至拐臂37的齿槽37a中，锁紧拐臂37定位，完成挂档过程。

Claims (2)

1、一种新型机械挂合机构，包括由与传动轴通过键联接的外齿套(33)、在外齿套(33)上可滑动的内齿套(31)、空套在传动轴上位于外齿套(33)左右的两个传动件上具有的外齿套(34)、(35)、拔叉装置构成的挂合执行机构，内齿套(31)由拔叉装置带动可在上述三个外齿套之间滑动，内齿套(31)外圆面上有一环形槽，其特征在于：所述拔叉装置包括直立的拔叉轴(36)、上拔叉(32)、下拔叉(32 ′)、带动件(30)、拐臂(37)、三位气缸(38)、二位气缸(38′)，拔叉轴(36)通过上、下轴承座(39)、(39′)安装在机架(11)上，上拔叉(32)、下拔叉(32′)为杆状，一端固定安装在拔叉轴(36)上，另一端具有开口槽状叉头，带动件(30)为两个半圆环体用螺栓连接成环状，其外圆面上、下位置处各有一圆柱形凸台，该两个圆柱形凸台分别卡在上拔叉(32)、下拔叉(32′)的开口槽状叉头内，带动件(30)由下拔叉(32′)支撑空套在内齿套(31)外圆面上的环形槽内，所述拐臂(37)固定安装在拔叉轴(36)的轴端，所述三位气缸(38)安装在机架(11)上，其活塞杆与拐臂(37)的一端铰接，拐臂(37)的另一端具有三个齿槽，所述二位气缸(38′)安装在机架(11)上，其活塞杆伸出时可进入拐臂(37)的一个齿槽(37a)内；还包括用于内齿套(31)与传动件的外齿套(34)、(35)之间齿和齿槽对正啮合的挂合微调机构，挂合微调机构由安装在传动轴轴端的离合器(9)、与离合器(9)固定连接的离合器连接盘(90)、主气缸(10)组成，所述主气缸(10)倾斜安装，一端铰接在离合器连接盘(90)上，另一端铰接在机架(11)上。

2、如权利要求1所述新型机械挂合机构，其特征在于：所述挂合微调机构还包括与主气缸(10)呈对称安装的铰接在离合器连接盘(90)和机架(11)之间的辅助气缸(12)。

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