CN211599508U - 一种两档齿轮箱气动换挡装置 - Google Patents

Abstract

一种两档齿轮箱气动换挡装置，包括以纵向设置的方式安装在箱体内的换挡轴，通过拨叉与换挡轴相结合的由内之外依次安装在一起的横向设置的二级轴、换挡外花键套、换挡内花键套；所述换挡轴的内端通过轴承安装在位于箱体内的支撑座上，换挡轴的外延端穿过安装在箱体上的轴承延伸至箱体之外，在换挡轴的外延端通过键连接方式安装有通过气动换挡装置驱动的换挡手柄，换挡外花键套以平键配合的方式套装在横置的二级轴上，换挡内花键套通过内外花键配合的方式套装在换挡外花键套上，两个换挡轴承以与换挡内花键套间隙配合的方式安装在换挡内花键套两侧，所述两个换挡轴承分别通过连接轴与相应的拨叉的一端相结合，两个拨叉的另一端分别与换挡轴相结合。

Description

一种两档齿轮箱气动换挡装置

技术领域

本实用新型涉及一种石油钻机绞车两档齿轮箱，具体涉及一种两档齿轮箱气动换挡装置。

背景技术

绞车是石油钻机的重要配套部件，齿轮箱是石油钻机绞车必不可少的一种关键设备。为了提高工作效率，绞车在提升和降落过程中要使用两种转速，这就使得齿轮箱同时具备两种输出转速，即齿轮箱具备两种传动速比，且两种传动速比之间能够互相切换。为了确保齿轮箱换挡便捷、便利、安全可靠，要求齿轮箱远程控制操作换挡，且有信号输出。

发明内容

本实用新型的目的正是为了提供一种具有气动换挡和手动换挡功能，可实现高速挡、空挡、低速挡三种挡位之间无卡阻互换，还可实现高速挡、空挡、低速挡、锁挡三种挡位四种信号远程输出功能的两档齿轮箱气动换挡装置。

本实用新型的目的可通过下述技术措施来实现：

本实用新型的两档齿轮箱气动换挡装置包括以纵向设置的方式安装在箱体内的换挡轴，通过拨叉与换挡轴相结合的由内之外依次安装在一起的横向设置的二级轴、换挡外花键套（6）、换挡内花键套；所述纵向设置的换挡轴的内端通过轴承安装在位于箱体内的支撑座上，所述换挡轴的外延端穿过安装在箱体上的轴承延伸至箱体之外，在换挡轴（8）的外延端通过键连接方式安装有通过气动换挡装置驱动的换挡手柄，所述换挡外花键套以平键配合的方式套装在横置的二级轴上，所述换挡内花键套通过内外花键配合的方式套装在换挡外花键套上，用于推动换挡内花键套作轴向位移运动的两个换挡轴承以与换挡内花键套间隙配合的方式安装在换挡内花键套两侧，所述两个换挡轴承分别通过连接轴与相应的拨叉的一端相结合，两个拨叉的另一端分别与换挡轴相结合。

进一步说，所述气动换挡装置包括锁挡气缸、换挡支座、定位轴、三位气缸、顶杆座，其中换挡支座通过螺栓安装在箱体上，水平设置的三位气缸一端通过铰接机构与换挡支座连接，另一端通过铰接机构与定位轴的一端连接，定位轴的另一端通过铰接机构与换挡手柄连接；所述顶杆座竖直设置在定位轴的正下方，顶杆座的下端通过铰接机构与安装在换挡支座上的锁挡气缸连接，其上端延伸至定位轴中间部位的环形槽内；且在换挡支座上安装有限定换挡手柄左右位移的第一行程开关、第二行程开关，以及用于限定顶杆座上下位移的第三行程开关。

所述定位轴上设置有第一环槽、第二环槽和第三环槽，第二环槽位于定位轴的中间，第一环槽和第三环槽对称分布与第二环槽的两侧，且第一环槽、第二环槽、第三环槽之间的距离相等，均为三位气缸行程距离的1/2。

本实用新型中所述支撑座、拨叉、换挡手柄、换挡支座均为焊接组件。

本实用新型的工作原理如下：

钻机工作中若需要换挡，先应停机再打开两档齿轮箱输入轴惯刹开关，惯刹开关提供给输入轴惯刹离合器刹车，然后打开换挡开关，换挡开关提供压缩空气一路给三位气缸进行换挡，另一路打开二位五通阀使锁档气缸解锁以便换挡。当换挡结束后，应关闭换挡开关，观看行程开关信号和锁档压力表压力显示，以判断换挡是否成功。当换挡装置出现故障，不能远程控制进行换挡时，可以通过换挡手柄进行手动换挡。

本实用新型的有效果如下：

本实用新型具有气动换挡和手动换挡功能，可实现高速挡、空挡、低速挡三种挡位之间无卡阻互换，还可实现高速挡、空挡、低速挡、锁挡三种挡位四种信号远程输出的功能。另外本实用新型还具有结构简单、布局紧凑、远程换挡操作便捷、便利、安全可靠的优点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的左视示意图。

图3是本实用新型的定位轴示意图。

图中序号：1支撑座,2轴承,3拨叉,4换挡轴承,5换挡内花键,6换挡外花键,7二级轴,8换挡轴,9箱体,10换挡手柄，11锁挡气缸,12换挡支座,13第一行程开关,14第二行程开关,15定位轴, 15.1第一环槽，15.2第二环槽，15.3第三环槽，16第三行程开关,17三位气缸，18顶杆座。

具体实施方式

本实用新型以下将结合实施例（附图）作进一步描述：

如图1所示，本实用新型的两档齿轮箱气动换挡装置包括以纵向设置的方式安装在箱体9内的换挡轴8，通过拨叉3与换挡轴相结合的由内之外依次安装在一起的横向设置的二级轴7、换挡外花键套6、换挡内花键套5；所述纵向设置的换挡轴8的内端通过轴承安装在位于箱体9内的支撑座1上，所述换挡轴8的外延端穿过安装在箱体9上的轴承延伸至箱体之外，在换挡轴8的外延端通过键连接方式安装有通过气动换挡装置驱动的换挡手柄10，所述换挡外花键套6以平键配合的方式套装在横置的二级轴7上，所述换挡内花键套5通过内外花键配合的方式套装在换挡外花键套6上，用于推动换挡内花键套5作轴向位移运动的两个换挡轴承4以与换挡内花键套5间隙配合的方式安装在换挡内花键套5两侧，所述两个换挡轴承4分别通过连接轴与相应的拨叉3的一端相结合，两个拨叉3的另一端分别与换挡轴8相结合。

如图2所示，所述气动换挡装置包括锁挡气缸11、换挡支座12、定位轴15、三位气缸17、顶杆座18，其中换挡支座12通过螺栓安装在箱体9上，水平设置的三位气缸17一端通过铰接机构与换挡支座12连接，另一端通过铰接机构与定位轴15的一端连接，定位轴15的另一端通过铰接机构与换挡手柄10连接；所述顶杆座18竖直设置在定位轴15的正下方，顶杆座的下端通过铰接机构与安装在换挡支座12上的锁挡气缸11连接，其上端延伸至定位轴15中间部位的环形槽内；且在换挡支座12上安装有限定换挡手柄10左右位移的第一行程开关13、第二行程开关14，以及用于限定顶杆座18上下位移的第三行程开关16。

如图3所示，所述定位轴15上设置有第一环槽15.1、第二环槽15.2第三环槽15.3，第二环槽15.2位于定位轴15的中间，第一环槽15.1和第三环槽15.3对称分布与第二环槽15.2的两侧，且第一环槽15.1、第二环槽15.2、第三环槽15.3之间的距离相等，均为三位气缸17行程距离的1/2。

本实用新型中所述支撑座1、拨叉3、换挡手柄10）、换挡支座12均为焊接组件。

本实用新型的具体工作原理如下：

由空挡位置向高速挡位置换挡时：换挡开关打开提供压缩空气一路给三位气缸，使得三位气缸活塞杆推动定位轴和换挡手柄同步向左运动，换挡手柄驱动换挡轴进行旋转，换挡轴旋转时带动拨叉、换挡轴承、换挡内花键套一并旋转，另一路打开二位五通阀使锁档气缸离开定位轴的第二环形槽（锁挡气缸解锁以便换挡），输出第三行程开关信号（信号灯灭证明已解锁）。当三位气缸达到行程距离时，换挡手柄处于图2左端虚线位置，换挡手柄触碰第一行程开关，输出第一行程开关信号（信号灯亮证明已换挡到高速档位置），同时锁挡气缸由定位轴的第二环形槽跳到第三环槽内，输出第三行程开关信号（信号灯亮证明已锁挡）。当换挡结束后，应关闭换挡开关，观看第一行程开关信号、第二行程开关信号、第三行程开关信号和锁档压力表压力显示，若第一行程开关信号灯亮，第二行程开关信号灯灭，第三行程开关信号灯亮，锁档压力表压力显示与气源压力相等，侧证明换挡到高速档位。

由高速挡位置向空挡位置换挡时：换挡开关打开提供压缩空气一路给三位气缸，使得三位气缸活塞杆拉动定位轴和换挡手柄同步向右运动，换挡手柄驱动换挡轴进行旋转，换挡轴旋转时带动拨叉、换挡轴承、换挡内花键套一并旋转，另一路打开二位五通阀使锁档气缸离开定位轴的第三环形槽（锁挡气缸解锁以便换挡），输出第三行程开关信号（信号灯灭证明已解锁）。当三位气缸达到行程中间距离时，换挡手柄处于图2中间实线位置，换挡手柄离开第一行程开关，输出第一行程开关信号（信号灯灭证明挡位已离开高速档位置），同时锁挡气缸由定位轴的第三环形槽跳到第二环槽内，输出第三行程开关信号（信号灯亮证明已锁挡）。当换挡结束后，应关闭换挡开关，观看第一行程开关信号、第二行程开关信号、第三行程开关信号和锁档压力表压力显示，若第一行程开关信号灯灭，第二行程开关信号灯灭，第三行程开关信号灯亮，锁档压力表压力显示与气源压力相等，侧证明换挡到空挡位置。

由空挡位置向低速挡位置换挡时：换挡开关打开提供压缩空气一路给三位气缸，使得三位气缸活塞杆拉动定位轴和换挡手柄同步向右运动，换挡手柄驱动换挡轴进行旋转，换挡轴旋转时带动拨叉、换挡轴承、换挡内花键套一并旋转，另一路打开二位五通阀使锁档气缸离开定位轴的第二环形槽（锁挡气缸解锁以便换挡），输出第三行程开关信号（信号灯灭证明已解锁）。当三位气缸达到行程距离时，换挡手柄处于图2右端虚线位置，换挡手柄触碰第二行程开关，输出第二行程开关信号（信号灯亮证明已换挡到低速档位置），同时锁挡气缸由定位轴的第二环形槽跳到第一环槽内，输出第三行程开关信号（信号灯亮证明已锁挡）。当换挡结束后，应关闭换挡开关，观看第一行程开关信号、第二行程开关信号、第三行程开关信号和锁档压力表压力显示，若第一行程开关信号灯灭，第二行程开关信号灯亮，第三行程开关信号灯亮，锁档压力表压力显示与气源压力相等，侧证明换挡到低速挡位置。

由低速挡位置向空挡位置换挡时：换挡开关打开提供压缩空气一路给三位气缸，使得三位气缸活塞杆推动定位轴和换挡手柄同步向左运动，换挡手柄驱动换挡轴进行旋转，换挡轴旋转时带动拨叉、换挡轴承、换挡内花键套一并旋转，另一路打开二位五通阀使锁档气缸离开定位轴的第一环形槽（锁挡气缸解锁以便换挡），输出第三行程开关信号（信号灯灭证明已解锁）。当三位气缸达到行程中间距离时，换挡手柄处于图2中间实线位置，换挡手柄离开第二行程开关，输出第二行程开关信号（信号灯灭证明挡位已离开低速档位置），同时锁挡气缸由定位轴的第已环形槽跳到第二环槽内，输出第三行程开关信号（信号灯亮证明已锁挡）。当换挡结束后，应关闭换挡开关，观看第一行程开关信号、第二行程开关信号、第三行程开关信号和锁档压力表压力显示，若第一行程开关信号灯灭，第二行程开关信号灯灭，第三行程开关信号灯亮，锁档压力表压力显示与气源压力相等，侧证明换挡到空挡位置。

Claims (3)

1.一种两档齿轮箱气动换挡装置，包括以纵向设置的方式安装在箱体（9）内的换挡轴（8），通过拨叉（3）与换挡轴相结合的由内之外依次安装在一起的横向设置的二级轴（7）、换挡外花键套（6）、换挡内花键套（5），其特征在于：所述纵向设置的换挡轴（8）的内端通过轴承安装在位于箱体（9）内的支撑座（1）上，所述换挡轴（8）的外延端穿过安装在箱体（9）上的轴承延伸至箱体之外，在换挡轴（8）的外延端通过键连接方式安装有通过气动换挡装置驱动的换挡手柄（10），所述换挡外花键套（6）以平键配合的方式套装在横置的二级轴（7）上，所述换挡内花键套（5）通过内外花键配合的方式套装在换挡外花键套（6）上，用于推动换挡内花键套（5）作轴向位移运动的两个换挡轴承（4）以与换挡内花键套（5）间隙配合的方式安装在换挡内花键套（5）两侧，所述两个换挡轴承（4）分别通过连接轴与相应的拨叉（3）的一端相结合，两个拨叉（3）的另一端分别与换挡轴（8）相结合。

2.根据权利要求1所述的两档齿轮箱气动换挡装置，其特征在于：所述气动换挡装置包括锁挡气缸（11）、换挡支座（12）、定位轴（15）、三位气缸（17）、顶杆座（18），其中换挡支座（12）通过螺栓安装在箱体（9）上，水平设置的三位气缸（17）一端通过铰接机构与换挡支座（12）连接，另一端通过铰接机构与定位轴（15）的一端连接，定位轴（15）的另一端通过铰接机构与换挡手柄（10）连接；所述顶杆座（18）竖直设置在定位轴（15）的正下方，顶杆座的下端通过铰接机构与安装在换挡支座（12）上的锁挡气缸（11）连接，其上端延伸至定位轴（15）中间部位的环形槽内；且在换挡支座（12）上安装有限定换挡手柄（10）左右位移的第一行程开关（13）、第二行程开关（14），以及用于限定顶杆座（18）上下位移的第三行程开关（16）。

3.根据权利要求2所述的两档齿轮箱气动换挡装置，其特征在于：所述定位轴（15）上设置有第一环槽（15.1）、第二环槽（15.2）和第三环槽（15.3），第二环槽（15.2）位于定位轴（15）的中间，第一环槽（15.1）和第三环槽（15.3）对称分布与第二环槽（15.2）的两侧，且第一环槽（15.1）、第二环槽（15.2）、第三环槽（15.3）之间的距离相等，均为三位气缸（17）行程距离的1/2。

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