一種液力耦合器正車減速箱的製作方法

2023-05-22 09:15:51

專利名稱：一種液力耦合器正車減速箱的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種液力耦合器正車減速箱。
背景技術：
目前的石油鑽井機多採用傳統機械減速箱或皮帶進行傳動，此種傳動方式傳動效率低，機械損耗大，不僅需要經常維修、而且給鑽井機工作和油井生產造成很大影響。現代石油鑽機普遍採用液力傳動裝置，其典型的傳動系統為柴油機+液力傳動裝置+鏈條並車統一驅動工作機(絞車、轉盤、泥漿泵)，這種液力傳動方案，不僅使動力機組利用率高，而且使各機組運行可靠。隨著鑽井技術的快速發展，各種新型鑽機不斷出現，全自動電驅鑽機、液壓頂驅鑽機、電液複合驅動鑽機、車載自行鑽機等，設計新穎，性能優良，它們的總體傳動一般都採用泥漿泵與絞車、轉盤分開的獨立驅動形式，由柴油機(電動機)驅動泥漿泵的單獨機泵組。傳統的單機泵組是由柴油機經減速箱、離合器驅動泥漿泵，體積龐大，系統複雜，而且只能通過調節柴油機的油門或更換泵的缸套來調節排量和泵壓，但由於泥漿泵的缸套不宜常換，柴油機也不宜工作在低速區，只能在有限的範圍內調節泥漿泵的排量和泵壓，不能很好滿足鑽井工藝的要求。
發明內容為克服現有技術的不足，本實用新型提供了一種運行可靠、使用壽命長，拆卸方便的液力耦合器正車減速箱。本實用新型是通過如下技術實現的:一種液力耦合器正車減速箱，包括液力耦合器、油箱、控制閥、油濾器、油水熱交換器，其特徵是:所述液力耦合器的渦輪軸上的齒輪嚙合連接中間軸的大齒輪，中間軸的小齒輪嚙合連接減速箱輸出軸上的 齒輪，所述油箱包括上箱體和下箱體兩部分，減速箱輸出軸和減速箱輸入軸分別架設在上箱體和下箱體之間；油箱與液力耦合器的工作腔通過油孔相連通；減速箱輸入軸與液力耦合器的泵輪剛性連接，通過泵輪上的齒輪帶動油泵齒輪，再通過油泵軸驅動油泵。所述油箱內設有連接油箱出油管的粗濾油器，油箱出油管依次連接供油泵、油濾器、油水熱交換器和控制閥，油水熱交換器的出油口與控制閥進油管連接，控制閥出油管與液力耦合器的工作腔進油口連通，控制閥還設有與油箱連通的旁路；所述控制閥為筒狀，其上端設有連接氣源的氣源接口，控制閥內設有連杆，連杆上設有氣動活塞、液動活塞和隔離活塞、隔離活塞下設有彈簧。與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:本實用新型具有運行可靠、使用壽命長，拆卸方便等優點，還具有以下特點:1)均勻多臺動力機之間的功率分配，由於耦合器在工作中存在滑差，當多臺動力機轉速稍有不同時能均勻它們之間的功率分配，從而使石油鑽機的多臺動力機用鏈條並車成為可能。2)隔離震動，耦合器是以工作油來傳遞功率的柔性傳動部件，可減少甚至消除動力機(如柴油機)的周期性扭震，減輕對工作機(如鑽井泵)的損害，以及減輕工作機(如絞車)載荷的突然變化對動力機的損壞，從而延長整個設備的使用壽命。3)具有離合器功能:當動力機不停機時，可以在沒有任何衝擊和磨損的情況下，平穩地進行離合，從而代替氣囊離合器。4)空載啟動:在耦合器排空狀態下，啟動動力機，然後逐漸向耦合器充油，緩慢驅動工作機(如鑽井泵)，這樣可降低作用在動力機和工作機上的附加載荷，從而延長動力機和工作機的使用壽命。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明。


圖1為本實用新型的結構示意圖；圖中，I減速箱輸入軸，2渦輪，3上箱體，4泵輪，5中間軸，6減速箱輸出軸，7油水熱交換器，8油濾器，9控制閥，10氣動活塞，11液動活塞，12彈簧，13供油泵，14旁路，15隔離活塞，16油箱出油管，17油箱進油管，18粗濾油器，19油泵軸，20渦輪軸，21油泵齒輪，22油箱，23下箱體，24油孔，25控制閥出油管，26控制閥進油管，27氣源接口，28液力耦合器。
具體實施方式
以下結合附圖與具體實施方式
，對本實用新型做進一步說明。該實施例為一種液力耦合器正車減速箱，包括液力耦合器28、油箱22、控制閥9、油濾器8、油水熱交換器7，其特徵是:所述液力耦合器28的渦輪軸20上的齒輪嚙合驅動中間軸5的大齒輪，中間軸5的小齒輪嚙合驅動減速箱輸出軸6上的齒輪，所述油箱22包括上箱體3和下箱體23兩部分，減速箱輸出軸6和減速箱輸入軸I分別架設在上箱體3和下箱體23之間；油箱22與液力耦合器28的工作腔通過油孔相連通24 ;減速箱輸入軸I與泵輪4剛性連接，泵輪通過固聯的齒輪帶動油泵齒輪21，由油泵軸驅動供油泵13。所述油箱22內設有連接油箱出油管16的粗濾油器18，油箱出油管16依次連接供油泵13、油濾器8、油水熱交換器7和控制閥9，油水熱交換器7的出油口與控制閥進`油管26連接，控制閥出油管25與液力耦合器28的工作腔進油口連通，控制閥9還設有與油箱22連通的旁路14 ;所述控制閥9為筒狀，其上端設有連接氣源的氣源接口 27，控制閥9內設有連杆，連杆上設有氣動活塞10、液動活塞11和隔離活塞15、隔離活塞15下設有彈簧12。本實用新型的液力耦合器正車減速箱主要由液力耦合器、傳動齒輪軸系、供油泵、控制閥、油濾器、油水熱交換器、油箱體、管路等組成。工作原理當動力機(柴油機或電動機)驅動減速箱輸入軸I時，因液力耦合器28的泵輪4與輸入軸I是剛性連接，故泵輪也等速旋轉，在泵輪4葉片的作用下，液力耦合器工作腔內的來自油泵的油也跟隨轉動，形成高速高壓的旋轉液流，在離心力的作用下自軸心向外周流動，流動時經過渦輪2並使渦輪旋轉，然後經過泵輪4周邊上開的油孔24流回油箱，形成油箱22 —供油泵13 —泵輪4中心腔一渦輪2 —泵輪4周邊油孔24 —油箱22…之間不斷循環。泵輪4將動力機輸出的機械能轉換成工作液體的動能和壓力能，渦輪2則把工作液體的動能和壓力能再轉換成機械能，並通過渦輪軸20將動力傳動給後面的傳動鏈，從而驅動鑽井泵、轉盤和絞車等。在泵輪4轉速恆定的情況下，當鑽機的工作負載增大時，施加於液力耦合器渦輪上的負荷也相應增加，則渦輪2轉速下降；反之，當工作負荷減小時，渦輪2的轉速增加。隨著渦輪轉速的增加，液體的離心力對渦輪2驅動也減少，理論上，當渦輪達到泵輪4轉速時，渦輪2對工作液體的離心力的作用增加，削弱和抵消泵輪4對工作液體的離心力的作用，使工作腔中的循環流量急劇減小甚至等於零。因而，液力耦合器28從柴油機吸收的功率也等於零。當泵輪4旋轉時，通過油泵齒輪21帶動供油泵13旋轉，將工作油經粗濾油器18、管路，從油箱22 (即下箱體23)內抽出，經過油濾器8濾清後，壓入油水熱交換器7進行冷卻，再經管路和從控制閥進油管26進入控制閥9。當壓縮空氣從控制閥9上部的氣源接口27進入時，將氣動活塞10和液動活塞11壓下，並壓縮彈簧12，工作油經控制閥出油管25、管路進入液力耦合器28的工作腔中進行能量轉換，然後從液力耦合器28的油孔24回到油箱22，液力耦合器28處於全充滿的狀態。此時，動力機的功率通過液力耦合器28、中間軸5和減速箱輸出軸6輸出；當壓縮空氣從控制閥9上部的氣源接口 27洩掉時，氣動活塞10和液動活塞11在彈簧12的作用下，向上移動，工作油經控制閥9的旁路14回到油箱22，同時液力耦合器28工作腔的油箱進油管17關閉，即沒有工作油經管路進入液力耦合器28工作腔，而液力耦合器28工作腔中殘存的工作油，經液力耦合器28外圍的油孔24排回油箱22。此時,動力機驅動減速箱的主動部分旋轉時,減速箱的從動部分停止旋轉,液力I禹合器28處於全排空(即「離」)的狀態，因此本實用新型的減速箱具有離合器的功能。本實用新型的結構特點:I)沿減速箱輸出軸6和減速箱輸入軸I的軸心線處，將箱體22在水平方向分成上箱體3和下箱體23。拆卸時，將上箱體3卸下後，可將液力耦合器軸組成和輸出軸組成依次從下箱體23中吊出後，分別進行解體；反之，組裝時，再將組裝好的液力耦合器軸組成和輸出軸組成分別依次吊入下箱體·23中，然後，將上箱體3吊裝在下箱體23中，再進行組裝。但在拆卸和組裝中間軸5組成時，則必須將上箱體3的分箱面朝上才能進行。2)軸承、齒輪均採用強制飛濺潤滑，在箱體22上設計有油道，分別對齒輪端面、軸承進行潤滑冷卻，保證其正常工作。3)耦合器中軸組成的渦輪軸、中間軸5和減速箱輸出軸6與齒輪內孔的聯接，採用油壓錐度過盈配合。其特點是:運行可靠、使用壽命長，拆卸方便，但是必須使用專用拆裝工具。4)減速箱輸出軸6和減速箱輸入軸I的軸端採用無接觸式離心密封，永無磨損，使用壽命長。5)採用聯合冷卻方式，即利用柴油機中冷系統的冷卻水，藉助於油水熱交換器(又稱「油冷器」)，冷卻減速箱的工作油。6)油泵吸油口裝有粗濾油器18，應定期進行清洗，以保證工作油清潔。
權利要求1.一種液力耦合器正車減速箱，包括液力耦合器(28)、油箱(22)、控制閥(9)、油濾器(8)、油水熱交換器(7)，其特徵是:所述液力耦合器(28)的渦輪軸(20)上的齒輪嚙合連接中間軸(5)的大齒輪，中間軸(5)的小齒輪嚙合連接減速箱輸出軸(6)上的齒輪，所述油箱(22)包括上箱體(3)和下箱體(23)兩部分，減速箱輸出軸(6)和減速箱輸入軸(I)分別架設在上箱體(3)和下箱體(23)之間；油箱(22)與液力耦合器(28)的工作腔通過油孔相連通(24);減速箱輸入軸(I)與液力耦合器(28)的泵輪(4)剛性連接，通過泵輪(4)上的齒輪帶動油泵齒輪(21)，再通過油泵軸(19)驅動油泵(13)。
2.根據權利要求1所述的液力耦合器正車減速箱，其特徵是:所述油箱(22)內設有連接油箱出油管(16)的粗濾油器(18)，油箱出油管(16)依次連接供油泵(13)、油濾器(8)、油水熱交換器(7)和控制閥(9)，油水熱交換器(7)的出油口與控制閥進油管(26)連接，控制閥出油管(25)與液力耦合器(28)的 工作腔進油口連通，控制閥(9)還設有與油箱(22)連通的旁路(14);所述控制閥(9)為筒狀，其上端設有連接氣源的氣源接口(27)，控制閥(9)內設有連杆，連杆上設有氣動活塞(10)、液動活塞(11)和隔離活塞(15)、隔離活塞(15)下設有彈簧(12)。
專利摘要本實用新型公開了一種液力耦合器正車減速箱，包括液力耦合器、油箱、控制閥、油濾器、油水熱交換器，其特徵是所述液力耦合器的減速箱輸出軸上的齒輪嚙合連接中間軸的大齒輪，中間軸的小齒輪嚙合連接減速箱輸出軸上的齒輪，所述油箱包括上箱體和下箱體兩部分，減速箱輸出軸和減速箱輸入軸分別架設在上箱體和下箱體之間；油箱與液力耦合器的工作腔通過油孔相連通。本實用新型具有運行可靠、使用壽命長，拆卸方便等優點。
文檔編號F16H47/06GK203098785SQ20132005161
公開日2013年7月31日 申請日期2013年1月30日 優先權日2013年1月30日
發明者王博, 宋雪麗, 侯豐康, 呂亞楠 申請人:山東輕工業學院