专利名称：新型电磁涡流刹车装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的新型电磁涡流刹车装置，属于钻井设备中钻机绞车的辅助刹车装置，尤其适用于中深井石油钻机绞车的辅助刹车装置。
现有的电磁涡流刹车装置主要由转子、转子轴、定子壳体、三相变压器、整流器、司钻开关和水冷系统所组成，而且定子和壳体连为一体不能转动，工作时只是转子能转动。这种电磁涡流刹车是利用电磁感应原理，进行无磨损制动，具有制动力矩大，无磨损件和易损件，使用寿命长，操作维护简单的特点。故使用电磁涡流刹车做钻机的辅助刹车，可大幅度地减少主刹车刹车块的磨损，延长主刹车轮辋使用寿命，降低司钻人员的劳动强度。
但现有电磁涡流刹车的制动力矩同绞车的滚筒转速成正比，当滚筒转速下降时电磁涡流刹车的制动力矩也下降。当绞车停止转动时，电磁涡流刹车的制动力矩就为零，即失去了制动能力。此时，必须使用绞车的手动刹车(主刹车)，否则重物会自由下落。因此，使用中需操作两种刹车装置，操作者要用双手工作，很不方便。
本实用新型的目的是借助电动机、蜗轮蜗杆传动使电磁涡流刹车的定子转动，以便保证钻机滚筒轴停止转动时，电磁涡流刹车转子和定子之间仍能有一定的相对转速，即仍能产生制动力矩。
本实用新型的目的是这样实现的一种由壳体［11］、定子［9］、定子线圈［13］、转子［10］、转子轴［15］、三相变压器［19］、整流器［16］、司钻开关［17］、选择器［18］、电源开关［20］、冷却水腔［14］及水冷系统组成新型电磁涡流刹车，其特征是定子［9］、定子线圈［13］同壳体［11］之间通过转子轴［15］、套轴［7］及轴承安装在一起；壳体［11］不动，定子［9］能相对壳体［11］转动，转子［10］同转子轴［15］用键连成一体，驱动定子转动的动力源由开关［20］、电动机［3］、电磁离合器［2］、蜗杆［1］、蜗轮［8］、套轴［7］及定子［9］、壳体［11］和轴承组成，套轴［7］是一个中心带孔的阶梯轴，轴芯设有三个孔，中心螺孔同导水龙头［4］联通，偏离中心的两个孔用以引入定子电缆，套轴7上安装有轴承、密封法兰、蜗轮［8］、导电环［5］、导水龙头［4］，它将定子［9］、蜗轮［8］联成一体，并通过轴承使壳体［11］、转子轴［15］组成密封式动联接；导水龙头［4］安装在套轴［7］外伸端的中心螺孔中，其结构同气控元件中的风葫芦相似，它能将冷却水导入旋转的轴芯，直流电从整流器［16］引出，经导线、电刷［6］、导电环［5］、电缆［12］进入定子线圈［13］。
上述结构特征保证了新型电磁涡流刹车的实现。当下钻作业时，用离合器将转子轴同绞车的滚筒轴挂合，转子轴在滚筒轴的带动下转动，并带动转子转动。此时，冷却水从水泵出发，经管道、导水龙头、套轴、水管、定子内腔，壳体内腔后，再经管道返回冷却水箱。由于导水龙头和套轴在结构上能保证定子转动时，仍可将冷却水引入定子内腔，以冷却刹车在工作时产生的热量；而直流电是从整流器引出，经导线、电刷、导电环、穿过套轴的电缆进入定子线圈，形成磁场，转子在磁场中切割磁力线运动，即可产生制动力矩，以便控制下钻速度。电刷、导电环、套轴及电缆能够保证定子随同套轴转动时，直流电也能顺利地进入定子线圈。在钻机绞车滚筒轴转速很低，或者为零时(这是由绞车工作状况所决定的)，刹车转子上的制动力矩也就会下降，或者为零，要想保持刹车力矩不降，在励磁功率不变的情况下，应维持转子同定子之间的相对转速不变。但转子的转速因受钻机绞车滚筒轴工作状况的限制而不能调整，故用旋转定子的办法，来维持转子同定子之间相对转速，以保证刹车力矩不降。这里是靠交流电动机经电磁离合器、蜗杆、蜗轮、套轴来带动定转动的。
可见新型电磁涡流刹车同现有电磁涡流刹车在结构上的主要区别是新型电磁涡流刹车的定子、定子线圈能够与转子同时转动；而直流电、冷却水也能安全顺利地被引入转动的定子内腔及线圈中，以保证其工作的需要。
按上述结构原理可以设计出大小不同的新型电磁涡流刹车，以形成系列产品，提供用户选用。新型电磁涡流刹车扩大了现有电磁涡流刹车的性能及使用范围，如新刹车不仅能在下钻时作刹车，由于在转子绞车滚筒轴转速为零时新刹车仍可具有一定的力矩，故它还可具有一定的提升能力，并简化了司钻的操作。
图1是本实用新型的总体结构原理图。
图2是新型电磁涡流刹车的轴侧剖视图图3是新、旧电磁涡流刹车的制动特性曲线。
实施例参照图1、图2，一台新型电磁涡流刹车同现有电磁涡流刹车相比，如需要电动机低速提升80吨重物时，就需要增加交流电动机一台，其功率22～33KW，转速1480rpm，与其对应的电磁离合器［2］一个，蜗杆蜗轮减速器一台，其传动比j＝98、模数m＝5，导水龙头、电刷、套轴、壳体及其他附件，并按照图1、图2进行装配安装即可。
权利要求1.一种由壳体[11]、定子[9]、定子线圈[13]、转子[10]、转子轴[15]、三相变压器[19]、整流器[16]、司钻开关[17]、选择器[18]、电源开关[20]、冷却水腔[14]及水冷系统组成的新型电磁涡流刹车，其特征是a.定子[9]、定子线圈[13]同壳体[11]之间通过转子轴[15]、套轴[7]及轴承安装在一起，壳体[11]不动，定子[9]能相对壳体[11]转动，转子[10]同转子轴[15]用键连成一体，b.驱动定子转动的动力源由开关[20]、电动机[3]、电磁离合器[2]、蜗杆[1]、蜗轮[8]、套轴[7]及定子[9]、壳体[11]和轴承组成，c.套轴[7]是一个中心带孔的阶梯轴、轴芯设有三个孔，中心螺孔同导水龙头[4]联通，偏离中心的两个孔用以引入定子电缆，阶梯轴上安装有轴承、轴承座、密封、法兰、蜗轮[8]、导电环[5]及导水龙头[4]，它将定子[9]、蜗轮联成一体，并通过轴承使壳体[11]、转子轴[15]组成密封式动联接，d.导水龙头[4]安装在套轴[7]外伸端的中心螺孔中，其结构同气控元件中的风葫芦相似，它能将冷却水导入旋转的轴芯，e.直流电从整流器[16]引出，经导线、电刷[6]、导电环[5]、电缆[12]进入定子线圈[13]。
专利摘要本实用新型属于石油钻机铰车的辅助刹车装置，由电动机、变压器、整流器、定子、定子线圈、转子轴、冷却水腔及循环水冷装置等组成，其主要特征是它的定子可由电机经蜗杆蜗轮驱动相对于转子转动，以使刹车转子停转后仍能保持一定的制动力矩，在钻柱悬停和不启动钻机主发动机的情况下，低速起吊一定重量，用于石油钻机铰车辅助刹车，可提高处理事故的能力，简化操作，提高安全可靠程度。
文档编号H02K49/04GK2079386SQ90216959
公开日1991年6月19日 申请日期1990年7月31日 优先权日1990年7月31日
发明者刘镇定 申请人:机械电子工业部兰州石油机械研究所