CN204310743U - 一种石油钻机单轴绞车上用的双速换挡装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及到一种石油钻机单轴绞车上用的双速换挡装置，该双速换挡装置包括有平行设置于减速箱内的第一中间轴和第二中间轴，第一中间轴上安装有高速档液压湿式离合器、高速档空套换挡齿轮和低速档换挡齿轮，第二中间轴上安装有低速档液压湿式离合器、低速档空套换挡齿轮和高速档换挡齿轮，离合器的外圈与换挡齿轮通过螺栓联接，第一中间轴上的高速空套换挡齿轮与第二中间轴上的高速档换挡齿轮啮合，第二中间轴上的低速空套换挡齿轮与第一中间轴上的低速档换挡齿轮啮合。本实用新型双速换挡装置通过控制液压湿式离合器来实现不同组的齿轮工作，并依据绞车提升重量的变化来自动选择合适的档位工作，操作方便快捷、省时省力。

Description

一种石油钻机单轴绞车上用的双速换挡装置

技术领域

 本实用新型涉及钻井机械，特别涉及到一种石油钻机单轴绞车上用到的双速换挡装置。

背景技术

对于石油及天然气钻采行业来说，石油钻机上的单轴绞车是钻机设备的主要部件，这种单轴绞车通过采用交流电机来驱动齿轮减速箱转动，由于钻井实际工况的需要和交流电机本身的技术条件限制，为了提高单轴绞车功率的利用率，往往需要作为传动部分的齿轮减速箱能够进行变速。

在现有技术中，齿轮减速箱一般是采用手动换挡的形式来实现变速的，典型的结构如图1所示。图中通过拨动序号3的内齿圈分别和序号1和序号2接合，当内齿圈一端和序号1啮合时，实现低速档工作；当和序号2的外齿圈啮合时，实现高速档工作。虽然该减速箱的换挡形式为手动变速，基本可以满足正常钻井提升能力的要求，但存在以下主要缺点：由于采用手动换挡，必须有一套专门的换挡装置，换挡时需要停车，并由专门配备人员进行换挡操作，工作繁琐、耗时且耗力。由于换挡是手动的，不易实现绞车控制的全自动化，如果用典型的气控离合器改进，齿轮减速箱就会显得非常庞大，影响整体操作效率。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种石油钻机单轴绞车上用的双速换挡装置。本实用新型的双速换挡装置通过特定部件来实现不同组的齿轮工作，根据绞车提升重量的变化自动实现减速箱的换挡操作，操作方便快捷、省时省力。

为了达到上述发明目的，本实用新型提供的技术方案如下：

一种石油钻机单轴绞车上用的双速换挡装置，其特征在于，该双速换挡装置包括有平行设置于减速箱内的两根中间轴，分别为第一中间轴和第二中间轴，所述的第一中间轴上安装有高速档液压湿式离合器、高速档空套换挡齿轮和低速档换挡齿轮，所述的第二中间轴上安装有低速档液压湿式离合器、低速档空套换挡齿轮和高速档换挡齿轮，所述高速档液压湿式离合器的外圈与高速档空套换挡齿轮通过螺栓联接，所述低速档液压湿式离合器的外圈与低速档空套换挡齿轮通过螺栓联接，所述第一中间轴上的高速档空套换挡齿轮、高速档液压湿式离合器和低速档换挡齿轮，与第二中间轴上的低速档空套换挡齿轮、低速档液压湿式离合器和高速档换挡齿轮放置方向相反，第一中间轴上的高速空套换挡齿轮与第二中间轴上的高速档换挡齿轮啮合，所述第二中间轴上的低速空套换挡齿轮与第一中间轴上的低速档换挡齿轮啮合。

在本实用新型石油钻机单轴绞车上用的双速换挡装置中，所述的高速档液压湿式离合器和低速档液压湿式离合器分别连接有控制液压油动作的液压阀或电磁阀。

在本实用新型石油钻机单轴绞车上用的双速换挡装置中，当所述的高速档液压湿式离合器和低速档液压湿式离合器均不挂合时，高速档空套换挡齿轮和低速档空套换挡齿轮空转而不传递扭矩；当挂合第一中间轴上的高速档液压湿式离合器时，低速档液压湿式离合器脱开，高速档空套换档齿轮驱动第二中间轴传动高速档扭矩；当挂合第二中间轴上的低速档液压湿式离合器时，第一中间轴上的低速换挡齿轮传递扭矩至低速档空套换挡齿轮驱动第二中间轴旋转。

在本实用新型石油钻机单轴绞车上用的双速换挡装置中，所述的高速档液压湿式离合器和低速档液压湿式离合器转换高速和低速的依据为石油钻井绞车反馈的提升重量，自动选择合适的离合器实现减速箱的自动换挡。

基于上述技术方案，本实用新型的双速换挡装置与现有技术的手动换挡变速箱相比具有如下技术优点：

1、本实用新型石油钻机单轴绞车上用的双速换挡装置应用了液压湿式离合器，换挡通过控制液压湿式离合器来实现，液压湿式离合器采用液压油实现换挡操作，液压操作可通过电磁阀和液压控制阀完成。系统也可根据绞车提升重量的变化，自动选择合适的离合器实现减速箱自动换挡。

2、本实用新型的双速换挡装置根据石油钻机绞车提升重量的变化，换挡离合器自动进行档位的选择，迅速且省时省力。并且减速箱的高速比和低速比可以根据实际需要设计，不受手动换挡条件的限制。

附图说明

图1是现有技术中减速箱中的手动换挡的典型结构示意图。

图2是本实用新型石油钻机单轴绞车上用的双速换挡装置结构组成示意图。

具体实施方式

下面我们结合附图和具体的实施例来对本实用新型的石油钻机单轴绞车上用的双速换挡装置做进一步的详细阐述，以求更为清楚明了地理解其结构组成和工作方式，但不能以此来限制本实用新型的保护范围。

本实用新型是一种应用在石油钻机单轴绞车上的减速机中核心部件，具体是一种应用了湿式离合器的双档减速结构。其主要创新思路在于在减速箱内的两根轴上各安装有一个液压湿式离合器，每个液压湿式离合器的外圈均和一个空套齿轮通过螺栓连接，通过控制液压湿式离合器的工作来实现不同组的齿轮工作，从而实现减速箱的换挡操作。

如图2所示，本实用新型的双速换挡装置在结构组成上主要包括有平行设置于减速箱内的两根中间轴，分别为第一中间轴5和第二中间轴4，所述的第一中间轴5上安装有高速档液压湿式离合器10、高速档空套换挡齿轮6和低速档换挡齿轮9，所述的第二中间轴4上安装有低速档液压湿式离合器11、低速档空套换挡齿轮8和高速档换挡齿轮7。所述高速档液压湿式离合器10的外圈与高速档空套换挡齿轮6通过螺栓联接，所述低速档液压湿式离合器11的外圈与低速档空套换挡齿轮8通过螺栓联接。第一中间轴5上的高速档空套换挡齿轮6、高速档液压湿式离合器10和低速档换挡齿轮9，与第二中间轴4上的低速档空套换挡齿轮8、低速档液压湿式离合器11和高速档换挡齿轮7放置方向相反，使得第一中间轴5上的高速空套换挡齿轮6与第二中间轴4上的高速档换挡齿轮7啮合，所述第二中间轴4上的低速空套换挡齿轮8与第一中间轴5上的低速档换挡齿轮9啮合。所述的高速档液压湿式离合器10和低速档液压湿式离合器11分别连接有控制液压油动作的液压阀或电磁阀。

在工作过程中，在第一中间轴上装有高速档液压湿式离合器、高速挡空套换挡齿轮和低速档换挡齿轮。第二中间轴上装有低速档液压湿式离合器、低速挡空套换挡齿轮和高速档换挡齿轮，当高速档离合器和低速档离合器均不挂合时，高速档空套换挡齿轮及低速档空套换挡齿轮在齿轮内部轴承的作用下空转，不传递任何扭矩；当挂合第一中间轴上的高速档离合器时，低速档离合器脱开，因离合器外圈和空套齿轮通过螺栓联接，动力通过离合器内圈传递到外圈，驱动高速档空套换挡齿轮运动，驱动第二中间轴实现高速档扭矩传递；当挂合低速档离合器时，第二中间轴上的低速档离合器挂合，扭矩通过第一中间轴上的低速档换挡齿轮传递到第二中间轴上的低速档空套换挡齿轮，从而驱动第二中间轴旋转。

本实用新型双速换挡装置是在减速机的两根传动轴上各装有一个液压湿式离合器，每个离合器均和一个空套齿轮通过螺栓联接，不挂合离合器时，空套齿轮和离合器外圈空转，不传递扭矩，挂合离合器时，离合器和空套齿轮共同旋转实现传递扭矩和功率。液压湿式离合器通过液压工作有的动作实现开合动作，该动作可通过液压控制阀或电磁阀实现远程控制，也可根据系统判断离合器挂合时机从而实现自动换挡，具体是根据提升重量反馈的信号，自动选择不同的速比，以实现不同档位的切换。

Claims (4)

1.一种石油钻机单轴绞车上用的双速换挡装置，其特征在于，该双速换挡装置包括有平行设置于减速箱内的两根中间轴，分别为第一中间轴和第二中间轴，所述的第一中间轴上安装有高速档液压湿式离合器、高速档空套换挡齿轮和低速档换挡齿轮，所述的第二中间轴上安装有低速档液压湿式离合器、低速档空套换挡齿轮和高速档换挡齿轮，所述高速档液压湿式离合器的外圈与高速档空套换挡齿轮通过螺栓联接，所述低速档液压湿式离合器的外圈与低速档空套换挡齿轮通过螺栓联接，所述第一中间轴上的高速档空套换挡齿轮、高速档液压湿式离合器和低速档换挡齿轮与第二中间轴上的低速档空套换挡齿轮、低速档液压湿式离合器和高速档换挡齿轮放置方向相反，所述第一中间轴上的高速空套换挡齿轮与第二中间轴上的高速档换挡齿轮啮合，所述第二中间轴上的低速空套换挡齿轮与第一中间轴上的低速档换挡齿轮啮合。

2.根据权利要求1所述的一种石油钻机单轴绞车上用的双速换挡装置，其特征在于，所述的高速档液压湿式离合器和低速档液压湿式离合器分别连接有控制液压油动作的液压阀或电磁阀。

3. 根据权利要求1所述的一种石油钻机单轴绞车上用的双速换挡装置，其特征在于，当所述的高速档液压湿式离合器和低速档液压湿式离合器均不挂合时，高速档空套换挡齿轮和低速档空套换挡齿轮空转而不传递扭矩；当挂合第一中间轴上的高速档液压湿式离合器时，低速档液压湿式离合器脱开，高速档空套换档齿轮驱动第二中间轴传动高速档扭矩；当挂合第二中间轴上的低速档液压湿式离合器时，第一中间轴上的低速换挡齿轮传递扭矩至低速档空套换挡齿轮驱动第二中间轴旋转。

4. 根据权利要求1所述的一种石油钻机单轴绞车上用的双速换挡装置，其特征在于，所述的高速档液压湿式离合器和低速档液压湿式离合器转换高速和低速的依据为石油钻井绞车反馈的提升重量。