CN201080417Y - 交流变频行星齿轮传动单轴绞车 - Google Patents

交流变频行星齿轮传动单轴绞车 Download PDF

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Abstract

一种交流变频行星齿轮传动单轴绞车，用于石油天然气钻机的交流变频绞车，属于钻机设备制造技术领域，本实用新型利用交流变频电机的技术特点，提供了一种经联轴器与行星齿轮减速器直接为主轴传递动力的钻机设备，本实用新型包括交流变频电机、联轴器，行星齿轮减速器、刹车装置、离合器、滚筒和自动送钻装置，交流变频电机与行星齿轮减速器联接，自动送钻装置与行星齿轮减速器的第三根输入轴连接，本实用新型解决了现有技术配备大功率交流电机为运输带来困难和换档操作带来的可靠性差的问题，解决了为达到相同等级的直流或机械绞车的提升能力和速度，需配备大功率交流变频电机耗能大的问题，本实用新型的动力通过减速器直接与绞车连接，具有结构简单，体积小，重量轻的特点，可达到同等级直流或机械绞车的提升能力和速度。

Description

交流变频行星齿轮传动单轴绞车
技术领域：
一种交流变频行星齿轮传动单轴绞车，特别适用于石油天然气钻机的交流变频绞车，属于石油天然气钻机机械设备制造技术领域。
背景技术：
目前，用于石油天然气钻机的交流变频绞车大多采用圆柱齿轮减速器，主要结构型式有两档传动和一档传动。两档传动结构特点：交流变频电机经过联轴器与圆柱齿轮减速器输入轴相连，圆柱齿轮减速箱的输出轴通过联轴器与滚筒轴连接，在圆柱齿轮减速箱的输入轴或中间轴上装有离合器，具有高低速两个档位，通过离合器进行换档，保证绞车具有理想的输出速度和提升特性，由于需要的功率较大，所以配备有大功率交流电机，因此造成绞车的重量大、体积大，这样就为运输带来了困难，同时由于需要进行换档操作，可靠性就较差；交流变频圆柱齿轮传动一档绞车的结构特点：绞车只有滚筒轴，为单轴结构，电机经联轴器与圆柱齿轮减速箱连接，通过圆柱齿轮减速箱减速后驱动滚筒轴，这种方式具有结构简单、传动效率较高、能以低速恒扭矩输出，而且电机无电刷火花等优势，但是由于滚筒轴与减速器之间有连轴器或离合器，增加了滚筒轴的尺寸，并且动力输入采用单头输入的方式进行驱动，为了达到相同等级的直流或机械绞车的提升能力和速度，就需要配备功率更大的交流变频电机，这样就需要消耗更多的电能。
发明内容：
本实用新型的目的是针对现有技术的缺点和不足，利用交流变频电机的技术特点，提供一种两端动力经联轴器与行星齿轮减速器后与主轴直接传递动力的交流变频行星齿轮传动单轴绞车。
本实用新型是这样实现的：本实用新型由动力、减速和滚筒三个部分构成，其特征是：动力部分包括交流变频电机、联轴器和自动送钻装置，两台交流变频电机经联轴器与行星齿轮减速器的两根输入轴相联接，自动送钻装置经减速器和离合器后与行星齿轮减速器的第三根输入轴连接；
减速部分包括行星齿轮减速器和离合器，行星齿轮减速器的输出轴通过离合器与滚筒连接，离合器设置在行星齿轮减速器输出轴与滚筒之间；
滚筒部分包括刹车盘和滚筒，滚筒与行星齿轮减速器之间的离合器采用花键齿套连接；
所述自动送钻装置由一台小功率交流变频电机和减速器构成，小功率交流变频电机也可以是液压马达；
所述交流变频电机、行星齿轮减速器、滚筒以及刹车装置是安装在一个底座上；
在行星齿轮减速器输出轴和滚筒之间设置的离合器，可以在只需要一端工作时使另一端分离，不参加驱动；工作时，由交流变频电机输出的动力经过联轴器输入行星齿轮减速器，经过一级减速后，通过输出轴传给滚筒，驱动绞车工作；在操作过程中，为了方便处理绞车设备故障，或者在不需要大功率时，可以分离选定的离合器，使其中的一端不参加驱动，可以达到节能和延长机器寿命的目的；在进行送钻的操作时，可以不启动两端的全部交流变频电机，而只是启动与行星齿轮减速器的第三根输入轴连接的自动送钻装置的小功率交流变频电机，将送钻的动力经过行星齿轮减速器传给滚筒，实现小功率送钻的目的；滚筒与行星齿轮减速器之间的离合器采用花键齿套连接，可以省掉传统的联轴器；所采用的盘式刹车装置，具有制动力矩大，动作灵活安全的特点；本实用新型的交流变频行星齿轮传动单轴绞车为单滚筒轴结构，视绞车功率的大小，可以在滚筒的两端分别设置两台交流变频电机和相应的行星齿轮减速器驱动，也可采用只在滚筒的一端设置两台交流变频电机和相应的行星齿轮减速器驱动。
本实用新型的优点和有益效果：本实用新型采用了交流变频电机作为绞车滚筒的驱动力，电机通过行星齿轮减速器直接与绞车主轴连接，因此减少了设备，具有结构简单，体积小和质量小的特点；另外由于采用多电机动力输入方式进行驱动，可以达到相同等级的直流或机械绞车的提升能力和速度，不需要配备功率更大的交流变频电机，可以大量节约施工过程能源。
附图说明
图1为本实用新型的正面结构示意图。
图2为本实用新型俯视传动结构示意图。
具体实施方式：
现在结合附图给出本实用新型的实施例：本实用新型由动力、减速和滚筒三个部分构成，动力部分包括交流变频电机1、联轴器2和自动送钻装置6，两台交流变频电机1经联轴器2与行星齿轮减速器3的两根输入轴相联接，自动送钻装置6由一台小功率交流变频电机和减速器构成，小功率交流变频电机也可以是一台液压马达或者其他动力机，自动送钻装置6经减速器和离合器后与行星齿轮减速器3的第三根输入轴连接；减速部分包括行星齿轮减速器3和离合器8组成，行星齿轮减速器3的输出轴通过离合器8与滚筒连接，离合器8设置在行星齿轮减速器3输出轴与滚筒5之间，在行星齿轮减速器3输出轴和滚筒5之间设置的离合器8，可以在只需要一端工作时使另一端分离，不参加驱动；滚筒部分包括刹车盘4和滚筒5，滚筒5与行星齿轮减速器3之间的离合器采用花键齿套连接；交流变频电机1、行星齿轮减速器3、滚筒5以及刹车盘4安装在一个底座7上，构成一个独立的运输单元；工作时，由分别设置在滚筒5两端的四台交流变频电机1发出的动力分别经过相应的联轴器2输入行星齿轮减速器3，在行星齿轮减速器3中经过一级减速后，通过输出轴传给滚筒5，驱动绞车工作；在操作过程中，为了方便处理绞车事故，或者在执行浅井钻井作业时，可以通过分离设置在行星齿轮减速器3输出轴和滚筒5之间的离合器8，使其中的一端不参加驱动，可以达到节能和延长机器寿命的目的；在进行送钻的操作时，为了节省电能和保护主电机，可以不启动两端的交流变频电机1，而只是启动自动送钻装置6的小功率交流变频电机，将送钻的动力经过行星齿轮减速器3传给滚筒5，实现小功率送钻的目的；滚筒5与行星齿轮减速器3之间的离合器8所采用的花键齿套连接，改变了传统的联轴器连接，减少了主轴的尺寸；所采用绞车刹车盘4为盘式刹车，具有制动力矩大，动作灵活安全的特点；本实用新型的交流变频行星齿轮传动单轴绞车为单滚筒轴结构，可以在滚筒的两端分别设置两台交流变频电机1驱动，并由两端分别设置的两个行星齿轮减速器3减速后驱动绞车滚筒，也可采用两台交流变频电机1和相应的行星齿轮减速器3驱动；本绞车只设一档驱动，输入的转速可实现无级调速。

Claims (3)

1.一种交流变频行星齿轮传动单轴绞车由动力、减速和滚筒三个部分构成，其特征在于：
a、所述动力部分包括交流变频电机、联轴器和自动送钻装置，两台交流变频电机经联轴器与行星齿轮减速器的两根输入轴联接，自动送钻装置与行星齿轮减速器的第三根输入轴连接；
b、所述减速部分包括行星齿轮减速器和离合器，行星齿轮减速器的输出轴通过离合器与滚筒连接，离合器设置在行星齿轮减速器输出轴与滚筒之间；
c、所述滚筒部分包括刹车装置和滚筒，滚筒与行星齿轮减速器之间的离合器采用花键齿套连接。
2.根据权利要求1所述的交流变频行星齿轮传动单轴绞车，其特征在于：所述自动送钻装置也可以是液压马达。
3.根据权利要求1所述的交流变频行星齿轮传动单轴绞车，其特征在于：所述交流变频电机、行星齿轮减速器、滚筒以及刹车装置是安装在一个底座上。
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