CN204873645U - 网电式电液复合动力传动装置 - Google Patents

Abstract

一种网电式电液复合动力传动装置，属于石油工程机械领域，主要是解决现有的传动装置中存在性能不够稳定和对周围环境有噪声、污染的问题。主要由卷筒、变速箱、电动机、马达和制动器组成，卷筒通过卷筒轴和支架固定在传动装置的底座上，变速箱设置在传动装置底座上，卷筒轴的一端与变速箱的输出轴连接。变频电动机与变速箱的电动机输入轴连接；液压马达与变速箱的马达输入轴连接，并通过油管与液压泵连接；变速箱是由离合器控制的动力换挡变速箱。具有结构简单、传动可靠、操作便捷、安全性能好和使用寿命长的特点，并极大地降低了现场的噪声、污染和修井机的作业成本。可广泛应用于油、气田的修井机、建筑业的升降机等设备。

Description

网电式电液复合动力传动装置

技术领域

本实用新型属于石油工程机械领域，主要是涉及在油田或气田作业的修井机使用的网电式电液复合动力传动装置。

背景技术

修井机是油田或气田进行修井作业的关键设备，其工作原理一般是靠修井机自身的动力或者液压马达与卷筒变速箱连接，驱动卷筒旋转，实现修井机的升降作业。而卷筒的传动装置又是修井机能正常工作的核心。为了保证修井机在提升和放置油管等作业时，做到快速和安全，必须要求动力驱动和传动装置的性能稳定，工作可靠。利用修井机自身动力驱动卷筒变速箱，需要将发动机的动力通过机械传动的方式与卷筒变速箱连接，驱动卷筒旋转，存在结构复杂和传动效率低的不足。而利用液压马达驱动，也需要将发动机的动力转变为液压系统的动力，驱动液压马达、卷筒变速箱与卷筒旋转。以上的驱动方式都需要修井机自身的发动机的动力，而发动机的动力驱动则存在性能不够稳定、能源消耗大和对周围环境有污染等问题。所以这种卷筒传动装置的驱动方式急需进行彻底的解决。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种网电式电液复合动力传动装置，该传动装置利用油气田现场电网的电力，驱动变速箱及卷筒旋转，实现提升、放置油管或提升抽油装置等作业。具有结构简单和作业效率高的特点，并极大地降低了现场的噪声、污染和修井机的作业成本。

本实用新型是通过以下措施实现的，主要由卷筒、变速箱、电动机、马达和制动器组成，卷筒通过卷筒轴和支架固定在传动装置的底座上，变速箱设置在传动装置底座上，卷筒轴的一端与变速箱的输出轴连接，制动器的制动盘设置在卷筒的端面，其特征是：所述的电动机是变频电动机或普通电动机，与变速箱的电动机输入轴连接；马达是液压马达，与变速箱的马达输入轴连接，液压马达通过油管分别与两个液压泵连接，两个液压泵分别由电动机和发动机驱动；变速箱是由离合器控制的动力换挡变速箱。

动力换挡变速箱主要由箱体，两个输入轴、输出轴和中间轴，三个离合器及八个常啮合的齿轮组成；马达输入轴上有一个齿轮，通过离合器与马达输入轴连接，并与固定在电动机输入轴上的一个齿轮相啮合；固定在电动机输入轴上的另一个齿轮与固定在中间轴上的一个齿轮相啮合；固定在中间轴上的第二个齿轮与输出轴上的一个齿轮相啮合，输出轴上的这个齿轮通过离合器与输出轴连接；位于中间轴上的第三个齿轮通过离合器与中间轴连接，并与固定在输出轴上的另一个齿轮相啮合；马达输入轴与液压马达连接，电动机输入轴与电动机连接，输出轴与卷筒连接。

动力换挡变速箱上马达输入轴、输出轴和中间轴上的离合器为碟簧分离，液压压紧的摩擦离合器。传动齿轮套装在轴上，通过摩擦片与安装在轴端的离合器壳连接；离合器壳的台肩处通过轴承与安装在箱体上的轴承座连接；离合器壳内装有活塞，活塞的一个端面处为充油腔，另一端面的外环部分与摩擦片接触，中环部分通过碟簧与传动轴的轴肩接触。当活塞一端的充油腔内充进液压油时，活塞移动，在压缩碟簧的同时压紧摩擦片。此时传动轴带动离合器壳，并通过摩擦片带动齿轮旋转。当液压油卸压时，碟簧推动活塞复位，摩擦片脱开，齿轮不转动。液压油是通过端盖和传动轴上的孔进入充油腔的（图中未画出）。

所述的制动器是液压钳式制动器，安全钳是由弹簧夹紧的液压分离制动器，工作钳是由弹簧分离液压夹紧的液压制动器。制动器安装在传动装置底座上，制动盘置于液压钳式制动器的中间。

为了保证动力传动装置各组件之间布局的方便，适当增加变速箱输入轴与输出轴的轴距，可在电动机输入轴与中间轴之间设置一个过渡轴，过渡轴上的一个齿轮分别与电动机输入轴上的齿轮和中间轴上的齿轮相啮合。

传动装置工作时，利用油气田现场的电源，电动机驱动动力换挡变速箱，使卷筒工作。或者分别由电动机或发动机驱动液压泵，由液压马达驱动动力换挡变速箱。当作业要求大的提升力或停电时，启动马达电动机或发动机带动液压泵，液压泵带动液压马达，驱动动力换挡变速箱工作。在正常工作时马达电动机或发动机停止使用，用一个带有变频功能的主电动机带动动力换挡变速箱和卷筒工作。既照顾到油田电网的容量有限或停电时，又能提升大的负荷及提高工作效率。卷筒转速的调整是通过动力换挡变速箱上的换挡离合器实现的，控制离合器的离合，可以改变卷筒的工作速度及牵引力。当正常工作需要制动时，液压系统控制装置给两个工作液压钳式制动器压力油，在压力油的作用下，制动器的活塞带动连杆机构使摩擦片从制动盘的两面同时压紧制动片，使制动盘及卷筒停止转动。在紧急、停电或系统故障而失去动力的情况下，安全钳失去液压压力，弹簧将自动压紧实现自动刹车以确保工作安全。

本实用新型的有益效果是，由于该卷筒的传动装置利用了油气田现场电网的电力，采用了变频电动机直驱动力换挡变速箱，或者电动机或发动机驱动的液压泵带动液压马达驱动动力换挡变速箱及卷筒旋转作业，克服了现有传动装置机构复杂、维修保养费用高和能源消耗大的缺点。在一定的范围内对提升力和作业速度可进行无级变速，能最大限度的发挥电动机的功能。该传动装置具有结构简单、传动可靠、操作便捷、节能环保、安全性能好和使用寿命长的特点，能适应不同作业环境的需要，满足作业速度及牵引力的变化。并极大地降低了现场的噪声及环境污染和修井机的作业成本。可广泛应用于油、气田的修井机、建筑业的升降机等设备。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图，图2为动力换挡变速箱的结构示意图，图3为变速箱中传动轴上离合器的结构示意图。

图中1为马达电动机、2为液压泵、3为主电动机、4为动力换挡变速箱、5为液压马达、6为联轴器、7为卷筒、8为传动装置底座、9为制动盘、10为制动器、11为马达输入轴、12、14、15、18、21、23、25和28为齿轮，17为轴承、19、24和26为离合器，13为电动机输入轴、16为中间轴、20为输出轴、22为变速箱体、27为充油腔、29为摩擦片、30为碟簧、31为轴承、32为端盖、33为轴承座、34为离合器壳、35为活塞、36传动齿轮、37传动轴。

具体实施方式

以下结合附图说明本实用新型的具体实施方式，主要由卷筒、变速箱、电动机、马达和制动器组成，卷筒7通过卷筒轴和支架固定在传动装置的底座8上，变速箱4设置在传动装置底座8上，卷筒轴的一端与变速箱的输出轴20连接，制动器的制动盘9设置在卷筒7的端面。所述的电动机3是变频电动机或普通电动机，与变速箱的电动机输入轴13连接；马达是液压马达5，与变速箱的马达输入轴11连接，液压马达5通过油管分别与两个液压泵2连接，两个液压泵分别由电动机1和发动机驱动；变速箱4是由离合器控制的动力换挡变速箱。

动力换挡变速箱主要由箱体22，两个输入轴、输出轴和中间轴，三个离合器及八个常啮合的齿轮组成；马达输入轴11上有一个齿轮28，通过离合器26与马达输入轴连接，并与固定在电动机输入轴13上的一个齿轮25相啮合；固定在电动机输入轴13上的另一个齿轮12与固定在中间轴16上的一个齿轮14相啮合；固定在中间轴16上的第二个齿轮15与输出轴20上的一个齿轮18相啮合，输出轴上的这个齿轮通过离合器19与输出轴20连接；位于中间轴16上的第三个齿轮23通过离合器24与中间轴连接，并与固定在输出轴20上的另一个齿轮21相啮合；马达输入轴11与液压马达5连接，电动机输入轴13与变频电动机3连接，输出轴20与卷筒7连接。在电动机输入轴13与中间轴16之间设置一个过渡轴，过渡轴上的一个齿轮分别与电动机输入轴13上的齿轮12和中间轴16上的齿轮14相啮合。

动力换挡变速箱上马达输入轴11、输出轴20和中间轴16上的离合器为碟簧分离，液压压紧的摩擦离合器。传动齿轮36套装在轴37上，通过摩擦片29与安装在轴端的离合器壳34连接；离合器壳的台肩处通过轴承31与安装在箱体上的轴承座33连接；离合器壳34内装有活塞35，活塞的一个端面处为充油腔27，另一端面的外环部分与摩擦片29接触，中环部分通过碟簧30与传动轴37的轴肩接触。当活塞35一端的充油腔27内充进液压油时，活塞移动，在压缩碟簧30的同时压紧摩擦片29。此时传动轴37带动离合器壳34，并通过摩擦片29带动齿轮36旋转。当液压油卸压时，碟簧推动活塞复位，摩擦片脱开，齿轮36不转动。液压油是通过端盖和传动轴上的孔进入充油腔的（图中未画出）。

所述的制动器10是液压钳式制动器，安全钳是由弹簧夹紧的液压分离制动器，工作钳是由弹簧分离液压夹紧的液压制动器。制动器10安装在传动装置底座8上，制动盘9置于液压钳式制动器的中间。

传动装置工作时，变频电动机3驱动变速箱的电动机输入轴13或液压马达5驱动变速箱的马达输入轴11旋转，通过离合器和传动轴上啮合的齿轮，将动力从输出轴传到卷筒，实现修井机的作业。动力换挡变速箱有四个档位：a、马达输入轴11经离合器26、齿轮28、25、12、14、15、18、离合器19到输出轴20；b、马达输入轴11经离合器26、齿轮28、25、12、14、中间轴16、离合器24、齿轮23、21到输出轴20；c、电动机输入轴13经齿轮12、14、15、18、离合器19到输出轴20；d、电动机输入轴13经齿轮12、14、中间轴16、离合器24、齿轮23、21到输出轴20。即离合器26控制液压马达或者电动机的输入，离合器19和24各控制一个档位。

Claims (5)

1.一种网电式电液复合动力传动装置，主要由卷筒、变速箱、电动机、马达和制动器组成，卷筒⑺通过卷筒轴和支架固定在传动装置的底座⑻上，变速箱⑷设置在传动装置底座⑻上，卷筒轴的一端与变速箱的输出轴⒇连接，制动器的制动盘⑼设置在卷筒⑺的端面，其特征是：所述的电动机⑶是变频电动机或普通电动机，与变速箱的电动机输入轴⒀连接；马达⑸是液压马达，与变速箱的马达输入轴⑾连接，液压马达⑸通过油管分别与两个液压泵⑵连接，两个液压泵分别由电动机⑴和发动机驱动；变速箱⑷是由离合器控制的动力换挡变速箱。

2.根据权利要求1所述的网电式电液复合动力传动装置，其特征是：动力换挡变速箱⑷主要由箱体（22），两个输入轴、输出轴和中间轴，三个离合器及八个常啮合的齿轮组成；马达输入轴⑾上有一个齿轮（28），通过离合器（26）与马达输入轴连接，并与固定在电动机输入轴⒀上的一个齿轮（25）相啮合；固定在电动机输入轴⒀上的另一个齿轮⑿与固定在中间轴⒃上的一个齿轮⒁相啮合；固定在中间轴⒃上的第二个齿轮⒂与输出轴⒇上的一个齿轮⒅相啮合，输出轴上的这个齿轮通过离合器⒆与输出轴⒇连接；位于中间轴⒃上的第三个齿轮（23）通过离合器（24）与中间轴连接，并与固定在输出轴⒇上的另一个齿轮（21）相啮合；马达输入轴⑾与液压马达⑸连接，电动机输入轴⒀与变频电动机⑶连接，输出轴⒇与卷筒⑺连接。

3.根据权利要求2所述的网电式电液复合动力传动装置，其特征是：动力换挡变速箱上马达输入轴⑾、输出轴⒇和中间轴⒃上的离合器为碟簧分离，液压压紧的摩擦离合器；传动齿轮（36）套装在轴（37）上，通过摩擦片（29）与安装在轴端的离合器壳（34）连接；离合器壳的台肩处通过轴承（31）与安装在箱体上的轴承座（33）连接；离合器壳（34）内装有活塞（35），活塞的一个端面处为充油腔（27），另一端面的外环部分与摩擦片（29）接触，中环部分通过碟簧（30）与传动轴（37）的轴肩接触。

4.根据权利要求1所述的网电式电液复合动力传动装置，其特征是：所述的制动器⑽是液压钳式制动器，安全钳是由弹簧夹紧的液压分离制动器，工作钳是由弹簧分离液压夹紧的液压制动器；制动器⑽安装在传动装置底座⑻上，制动盘⑼置于液压钳式制动器的中间。

5.根据权利要求2所述的网电式电液复合动力传动装置，其特征是：在电动机输入轴⒀与中间轴⒃之间设置一个过渡轴，过渡轴上的一个齿轮分别与电动机输入轴⒀上的齿轮⑿和中间轴⒃上的齿轮⒁相啮合。