专利名称：电驱动齿轮传动两挡单轴绞车的制作方法
技术领域：
本实用新型属于石油钻井设备制造领域，具体的说是一种石油钻机绞车。
背景技术：
目前，油田使用的交流变频电驱动钻机绞车是一种单轴齿轮绞车，该绞车的减速箱为一个挡位，绞车变速完全依靠特殊设计的宽频、高速电机实现，由于受电机、减速箱、轴承等元件极限转速的影响，使得电机输出转速不能达到理想的速度，从而最终导致绞车输出转速及钻机大钩提升速度相对较低，影响了钻井效率的提高，同时能耗较大。
发明内容
本实用新型目的是设计一种电驱动齿轮传动两挡单轴绞车。它利用AC-DC-AC传动的优点及离合器换档，能有效避免电动机及传动减速箱的超高速工作状况，降低了绞车制造难度和成本，同时保证绞车具有理想的输出速度和提升特性，以提高钻井工作效率，降低能耗，改善绞车加工制造难度，降低生产成本等。
具体的说，一种电驱动齿轮传动两挡单轴绞车，其作为动力的交流变频电机(1)经过联轴器(2)与齿轮减速箱(3)的输入轴相联，齿轮减速箱(3)的输出轴通过轴联器(7)与滚筒轴(4)联接；在齿轮减速箱(3)的输入轴或/和中间轴上装有离合器(5、6)。
为实现不同条件下采用合适的的送钻方式，在滚筒轴(4)上装有电控液压盘刹(10)。同时小电机自动送钻装置(8)通过离合器(9)并经齿轮减速箱(3)、联轴器(7)联接驱动滚筒轴(4)。齿轮减速箱(3)的送钻轴与小电机送钻装置(8)、送钻离合器(9)联接，小电机送钻装置(8)在绞车上为一台或两台，且安装在在齿轮减速箱(3)任意一根轴头上。
本实用新型采用不同结构的离合器，其离合器安装位置和方式稍有不同。以下为摩擦式离合器和齿轮式离合器的结构方式所述的离合器为摩擦式离合器(5、6)，且所述的离合器(5)和离合器(6)分别安装在齿轮减速箱(3)输入轴端和中间轴端，或者安装在齿轮减速箱(3)的输入轴两端或中间轴两端。
所述的离合器为齿式离合器(11)，且该齿式离合器(11)安装在齿轮减速箱(3)输入轴两齿轮Z1和Z3之间或中间轴两齿轮Z2和Z4之间。
绞车齿轮减速箱(3)是一台或两台；同时电动机(1)是一台到四台。
本实用新型在结构上不仅减速箱为齿轮减速箱，绞车有两个挡位，通过两个(一台减速箱时)或四个(两台减速箱时)离合器摘开或挂合(或齿式换挡离合器左、右分别挂合)实施换挡；而且绞车的自动送钻在通常情况下用交流变频主电机(1)送钻，在超低频下用电控液压盘刹(10)送钻或采用小电机送钻装置(8)送钻。因此，本实用新型与现有技术相比，绞车电机可采用转速比现用电机较低的交流变频电机(即电机转速范围在0-2000r/min)即可，毋需采用特殊宽频超高速电机(最高转速达2800r/min，工作比较危险)，减速箱精度和生产制造难度可适当降低，解决了以往绞车精度要求高，制造困难，绞车提升速度慢、工作效率低等问题。本实用新型绞车具有可靠性高，安全性好，绞车采用两挡结构后转速范围大，工作效率高。
图1、图2均为本实用新型结构示意图。图3为齿轮式离合器局部放大图。
具体实施方式
附图1所示，一种电驱动齿轮传动两挡单轴绞车，是由主电机(一台或多台交流变频电机)、联轴器(共两种，两个或四个)齿轮减速箱(一台或两台)、离合器(两个或四个)、滚筒轴、液压盘式刹车(可以是单盘、双盘或多盘)、小电机送钻装置等单元部件组成。
由两台(或一台、三台、四台)交流变频电机(1)作为主动力，经两个(或一个、三个、四个)联轴器(2)与两个(或一个)齿轮减速箱(3)联结，并经两个(或一个)联轴器(7)联接后驱动滚筒轴(4)工作。齿轮减速箱中间轴两端(或输入轴两端，或分别在输入轴一端、中间轴一端)安装有两个(或四个)离合器(5)(6)用于绞车换挡，主刹车为液压盘刹(10)，辅助刹车借助电机(1)进行能耗制动。送钻方式采用小电机自动送钻装置(8)或液压盘刹自动送钻(10)。如果送钻精度要求不高，也可采用主电机(1)自动送钻。离合器安装在齿轮减速箱(3)输入轴端和中间轴端，也可安装在齿轮减速箱(3)的输入轴两端或中间轴两端。
本实用新型绞车采用一台齿轮减速箱(3)时，交流变频电机(1)可以是一台或两台(安装在齿轮减速箱输入轴任意一端或两端)；采用两台齿轮减速箱(3)时，交流变频电机(1)可以是两台、三台或四台(分别安装在两台齿轮减速箱输入轴任意一端或两端)。
本实用新型绞车的齿轮减速箱(3)可以是图示一根输入轴、一根中间轴和一根输出轴型式，也可以是两根输入轴、两根中间轴和一根输出轴，且两根输入轴和两根中间轴分别相对于输出轴成对称布置型式。
附图2所示是另一种电驱动齿轮传动两挡单轴绞车，作为动力的交流变频电机(1)经过联轴器(2)与齿轮减速箱(3)联接，齿式离合器(11)安装在齿轮减速箱(3)输入轴两齿轮Z1和Z3之间或中间轴两齿轮Z2和Z4之间(这时齿轮Z2、Z4同时布置在图示齿轮Z5的左侧或右侧)，且经输出轴并通过联轴器(7)后与滚筒轴(4)联接。
附图1和附图2所示右侧齿轮减速箱(3)下方输入轴安装有小电机送钻装置(8)，小电机送钻装置传动形式为小电机通过大速比减速器，并经离合器(9)及齿轮减速箱(3)的齿轮(Z7、Z6)后与齿轮减速箱(3)输出轴相连，最后驱动滚筒轴(4)。
本实用新型绞车采用两台齿轮减速箱(3)时，两台齿轮减速箱(其中一台与图示右侧结构对称)可对称布置，此时，小电机送钻装置(8)可以按两台对称布置。
当齿轮减速箱(3)输入轴或中间轴轴头有位置时，小电机送钻装置(8)也可根据设计需要灵活布置在输入轴、中间轴轴头。这时，小电机送钻装置的送钻轴(12)与齿轮减速箱(3)的任意一个轴头联接即可。
本绞车采用交流变频电机通过齿轮减速箱输入轴或中间轴端上安装的离合器(附图1所示摩擦离合器或附图2、3所示齿式离合器)实现绞车两挡变速。
权利要求1.一种电驱动齿轮传动两挡单轴绞车，其特征是作为动力的交流变频电机(1)经过联轴器(2)与齿轮减速箱(3)的输入轴相联，齿轮减速箱(3)的输出轴通过轴联器(7)与滚筒轴(4)联接；在齿轮减速箱(3)的输入轴或/和中间轴上装有离合器(5、6)。
2.根据权利要求1所述的电驱动齿轮传动两挡单轴绞车，其特征是在滚筒轴(4)上装有电控液压盘刹(10)。
3根据权利要求1或2所述的电驱动齿轮传动两挡单轴绞车，其特征是小电机自动送钻装置(8)通过离合器(9)并经齿轮减速箱(3)、联轴器(7)联接驱动滚筒轴(4)。
4.根据权利要求1所述的电驱动齿轮传动两挡单轴绞车，其特征是所述的离合器为摩擦式离合器(5、6)，且所述的离合器(5)和离合器(6)分别安装在齿轮减速箱(3)输入轴端和中间轴端，或者安装在齿轮减速箱(3)的输入轴两端或中间轴两端。
5.根据权利要求1所述的电驱动齿轮传动两挡单轴绞车，其特征是所述的离合器为齿式离合器(11)，且该齿式离合器(11)安装在齿轮减速箱(3)输入轴两齿轮Z1和Z3之间或中间轴两齿轮Z2和Z4之间。
6.根据权利要求1所述的电驱动齿轮传动两挡单轴绞车，其特征是绞车齿轮减速箱(3)是一台或两台；同时电动机(1)是一台到四台。
7.根据权利要求3所述的电驱动齿轮传动两挡单轴绞车，其特征是齿轮减速箱(3)的送钻轴与小电机送钻装置(8)、送钻离合器(9)联接，小电机送钻装置(8)在绞车上为一台或两台，且安装在齿轮减速箱(3)任意一根轴头上。
专利摘要本实用新型属于石油机械中的一种电驱动齿轮传动两挡单轴绞车。其作为动力的交流变频电机(1)经过联轴器(2)与齿轮减速箱(3)的输入轴相联，齿轮减速箱(3)的输出轴通过轴联器(7)与滚筒轴(4)联接；在齿轮减速箱(3)的输入轴或／和中间轴上装有离合器(5、6)。它利用AC－DC－AC传动的优点及离合器换档，能有效避免电动机及传动减速箱的超高速工作状况，降低了绞车制造难度和成本，同时保证绞车具有理想的输出速度和提升特性，提高了钻井工作效率，降低了能耗，改善了绞车加工制造难度，降低了生产成本。
文档编号B66D1/00GK2846388SQ200520079310
公开日2006年12月13日 申请日期2005年8月21日 优先权日2005年8月21日
发明者王定亚, 王进全 申请人:宝鸡石油机械有限责任公司