石油钻井绞车液压盘刹刹车力矩测试工装的制作方法

本实用新型属于石油钻井测试设备技术领域，涉及一种石油钻井绞车液压盘刹刹车力矩测试工装。

背景技术：

石油钻井绞车是钻井设备中的重要设备，石油钻机绞车在石油钻井作业中起着起放井架和底座、下放套管、正常钻井和处理紧急井下事故的作用。石油钻机的安全性直接由绞车刹车性能来决定，液压盘刹刹车性能的一项重要指标就是保证刹车钳具备足够的制动力矩，需保证刹车片和刹车盘充分贴合，从而产生足够大的制动力矩。

目前，针对交流变频电驱动绞车配套的液压盘刹，可以通过交流变频电机低速恒扭矩特性测量刹车钳的制动力矩。但是对于直流电驱动和柴油机联合驱动的绞车，不能直接按照交流变频电驱动的绞车测试液压盘刹刹车钳制动力矩的方法进行直接测试，给绞车液压盘刹的出厂检验带来极大的不便。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种石油钻井绞车液压盘刹刹车力矩测试工装，解决了现有技术中直流和柴油机联合驱动的石油钻井绞车液压盘刹，其刹车钳制动力矩测试不方便的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种石油钻井绞车液压盘刹刹车力矩测试工装，包括电机，电机通过联轴器Ⅱ与减速箱驱动连接，减速箱的输出轴通过联轴器Ⅰ与轴总成传动连接，轴总成上传动连接有液压双盘刹及液压单盘刹，液压双盘刹分别配套安装在左连接毂和右连接毂上，液压单盘刹配套安装在连接毂上，还包括气控系统、润滑机构和水汽葫芦。

本实用新型的石油钻井绞车液压盘刹刹车力矩测试工装，其特征还在于：

所述的轴总成的结构是，包括轴Ⅰ和轴Ⅱ，轴Ⅰ和轴Ⅱ通过联轴器Ⅲ传动连接，轴Ⅰ支撑在右轴承座中，轴Ⅱ支撑在左轴承座中；轴Ⅰ外圆周套装有右连接毂，轴Ⅱ外圆周套装有左连接毂及连接毂；左连接毂和右连接毂上分别安装有一个过渡台阶，该两个过渡台阶分别与对应的刹车盘连接。

所述的轴Ⅱ的尾端安装有水气仪表。

所述的左连接毂和右连接毂中穿有冷却水管线。

所述的连接毂上安装有水管线。

本实用新型的有益效果是，该测试工装由一个低速大扭矩的交流变频电机驱动一挡减速箱，减速箱输出轴与左连接毂、右连接毂、连接毂相连，液压盘刹可安装在对应的连接毂上，通过交流变频电机的低速恒扭矩特性，可调整工作钳、安全钳的间隙并利用司钻房控制测出单付或多付刹车钳的制动力矩，进而验证刹车片和刹车盘磨合后刹车钳的制动效果，适用范围广泛，适用于直流、柴油机联合驱动和交流变频驱动的各类型绞车，为液压盘刹的出厂检验提供了一种有效的刹车钳制动力矩测试手段。

附图说明

图1为本实用新型装置的结构示意图；

图2为本实用新型装置中的轴总成示意图；

图3为本实用新型装置的传动原理示意图。

图中，1.底座，2.轴总成，3.联轴器Ⅰ，4.液压单盘刹，5.液压双盘刹，6.气控系统，7.电机，8.联轴器Ⅱ，9.减速箱，10.润滑机构，11.水汽葫芦， 12.轴Ⅰ，13.右轴承座，14.过渡台阶，15.右连接毂，16.联轴器Ⅲ，17.冷却水管线，18.左连接毂，19.紧固螺栓一，20.左轴承座，21连接毂，22.紧固螺栓二，23.水气仪表，24水管线，25.轴Ⅱ。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

参照图1、图2，本实用新型装置的结构是，包括电机7，电机7通过联轴器Ⅱ8与减速箱9驱动连接，减速箱9的输出轴通过联轴器Ⅰ3与轴总成2 传动连接，轴总成2上传动连接有液压双盘刹5及液压单盘刹4，液压双盘刹5分别配套安装在左连接毂18和右连接毂15上，液压单盘刹4配套安装在连接毂21上，还包括气控系统6、润滑机构10和水汽葫芦11，上述的部件共同安装在底座1上。

参照图2，轴总成2的结构是，包括轴Ⅰ12和轴Ⅱ25，轴Ⅰ12和轴Ⅱ25 通过联轴器Ⅲ16传动连接，轴Ⅰ12支撑在右轴承座13中，轴Ⅱ25支撑在左轴承座20中；轴Ⅰ12外圆周套装有右连接毂15，轴Ⅱ25外圆周套装有左连接毂18及连接毂21，连接毂21上通过紧固螺栓二22安装有水管线24，在轴Ⅱ25的尾端安装有水气仪表23；左连接毂18和右连接毂15中穿有冷却水管线17，左连接毂18和右连接毂15上分别安装有一个过渡台阶14，该两个过渡台阶14分别通过紧固螺栓一19与对应的刹车盘(液压双盘刹5) 连接；

上述的右连接毂15、左连接毂18与各自的过渡台阶14固定组成台阶定位结构与液压双盘刹5对应刹车盘进行固定定位，通过调整各个过渡台阶14 的台阶尺寸，可与不同规格的液压双盘刹5进行匹配。

轴总成2中的左连接毂18、右连接毂15设有盘刹冷却用的冷却水管线 17，管线安装、拆卸和维护方便，可安装风冷或水冷形式的液压盘刹。

轴总成2中设有与单刹车盘式液压盘刹相连的连接毂21和水管线24，可配套不同规格的单刹车盘式液压盘刹。

机油润滑机构10包括两台电动润滑油泵、润滑管线和阀件，其中两台润滑油泵一备一用，测试液压盘式刹车制动力矩前，启动一台润滑油泵，供油给减速箱9进行润滑和冷却。

气控系统6主要由阀箱、阀件和气路管线等组成，水气葫芦11主要起着气路转换连接的作用，通过司钻控制房控制气控系统6，从而实现对液压盘刹制动钳的控制。

参照图3，本实用新型的传动原理为，一台交流变频的电机7通过一挡减速箱9驱动轴总成2运转，具体过程是，

先将所要测试的直流或柴油机联合驱动的液压双盘刹5(双刹车盘)或液压单盘刹4(单刹车盘)安装在该试验工装上，液压双盘刹5与右连接毂 15、左连接毂18安装连接，液压单盘刹4与连接毂21安装连接，然后控制电机7在低速恒扭矩段运转，此时电机7通过减速箱9带动轴总成2运转，由于减速箱9的传动比为确定值，作用在轴总成2上的扭矩等于电机7的恒扭矩与传动比的乘积，也为确定值，控制分别调整刹车钳的工作钳、安全钳与刹车盘的间隙为合适值，调整刹车系统压力为适当值，然后通过控制系统进行刹车，通过司钻控制房的控制面板显示电机带载荷情况下扭矩的百分比，交流电机处于恒扭矩段，此时作用在绞车滚筒上的扭矩即为：电机额定扭矩乘以减速箱传动比，司钻控制房显示屏上显示的载荷扭矩百分比乘以绞车滚筒扭矩，可以算出所测的刹车钳制动力矩数值。

本实用新型的工作过程是，

1)测试液压盘式刹车的刹车钳制动力矩时，测试工装的电机处于带载荷运转，被测的工作钳或安全钳的刹车片与刹车盘处于贴合状态，刹车片与刹车盘摩擦产生的大量热量需要散失。对于水冷式液压盘刹，需要通过冷却水对刹车盘进行冷却。若测试的液压盘刹为单刹车盘式液压盘刹，需将冷却水通过管线与水气仪表23相连，水气仪表23的芯轴中有两个水通道，进水通道和回水通道，水管线24包括进水管和回水管，进水通道通过水管线24 的进水管与水冷形式的单刹车盘的进水口相连，回水通道通过水管线24的回水管与单刹车盘的回水口相连，从而形成冷却水的循环，达到冷却单刹车盘的目的，此时左连接毂18和右连接毂15中间的冷却水管线17不需要连接，轴Ⅱ25上与冷却水管线17相连的进、回水口用堵头进行封堵。

2)若测试的液压盘式刹车为双刹车盘式液压盘刹，将冷却水通过管线与水气仪表23相连，此时水气仪表23的芯轴上与水管线24相连的进、回水口用堵头进行封堵，芯轴上的两个水通道与轴Ⅱ25上的水通道相连，将轴Ⅱ25上的进水口通过三通接头使其一端与左连接毂18上安装的左刹车盘进水口相连，另一端通过冷却水管线17的进水管与右连接毂15上安装的右刹车盘进水口相连，右盘刹的回水口通过冷却水管线17的另一根回水管与左盘刹的回水口用三通接头连接至轴Ⅱ25上的回水口，最终形成冷却水的循环，达到冷却双刹车盘的目的。

3)若测试的液压盘式刹车为风冷式液压盘刹，水管线24和冷却水管线 17均不需要连接，通过自然风对刹车盘进行冷却。