專利名稱：石油測井絞車行星變速器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于一種工程部件，特別是指一種用于石油測井絞車上的傳動變速裝置。
在石油勘探和開發(fā)過程中，需要對油、氣、水井經常進行測井工作，測井儀的井下儀器由安裝在專用工程車上的專用絞車在石油井中作提升或下放運動，以進行正常的測井工作。目前使用的專用絞車可分為液壓絞車和機械絞車兩種，液壓絞車的減速器一般設置在滾筒的后部，而機械絞車減速器一般設置在滾筒的前邊，即操作員的腳下，不論設置在前邊或是后邊，都會占用絞車間的部分空間，從而使本來就狹窄的車上空間顯的更為緊張。另外，現用的測井絞車用減速器一般采用齒式離合器，這種離合器一般在小扭矩下，換檔靈活、可靠，但在大扭矩下工作時，換檔不易分離，易造成掛檔困難或誤掛檔現象，從而造成測井工作失誤及重復，增加測井成本。因此，不能完全適應深井和超深井測井工作的需要。而國外生產的一種內裝行星減速器，它安裝在絞車滾筒的筒身內部，體積小，但不能進行變速、換檔，所以也不能滿足測井絞車使用。
本實用新型的目的在于提供一種能安裝于石油測井絞車滾筒的筒身內部驅動滾筒轉動，并通過全液壓控制和彈簧蓄能制動，實現行星減速、1∶1傳遞動力、空轉、全制動四種工作狀態(tài)，速比范圍大、齒輪長嚙合傳動平穩(wěn)、且在大扭矩下操縱控制簡單可靠、工作壽命長的石油測井絞車用行星變速器。
本實用新型以如下方式實現。
本實用新型由三級行星傳動機構和兩組液壓控制，彈簧蓄能制動的摩擦離合器構成，它安裝于石油測井絞車滾筒的筒身內，其輸出端(外殼)與滾筒直接相連。行星變速器的輸入動力為液壓馬達(或其他構件)驅動高速端，即第一級行星傳動的太陽輪，經三級行星減速后由第三級行星架輸出，帶動滾筒轉動，達到提升或下放電纜的目的。
本實用新型通過設計在高速輸入級的兩組液壓控制、彈簧蓄能制動的大、小摩擦離合器，使第一級行星機構實現了行星減速、1∶1傳遞動力、空轉、全制動四種工作狀態(tài)。當需要掛低速檔時，液壓油由A口進入，B口斷油，在大、小彈簧的作用下，大摩擦離合器制動，小摩擦離合器松開，此時動力由第一級行星傳動機構減速后，經第一級行星傳動機構的行星架輸出，再帶動第二級行星傳動機構的太陽輪，再經第二級行星傳動機構減速后，由第二級的行星架輸出，并帶動第三級行星傳動機構的太陽輪，再經第三級的行星架輸出，驅動滾筒轉動。它的速比為i＝i1·i2·i3即n2＝n1/i＝n1/i1·i2·i3當需掛高速檔時，液壓油由B口進入，A口斷油，此時大摩擦離合器松開，小摩擦離合器制動，由于第一級行星傳動機構的太陽輪和行星架制動成一體，所以第一級行星傳動機構不能工作，成為一個整體，它以1∶1的輸出動力；第二級和第三級行星傳動機構工作，它的速度比為i1＝i2·i3即n2＝n1/i＝n1/i2·i3當液壓油同時進入A、B兩口時，各自推動壓緊大、小摩擦離合器的彈簧，使兩組摩擦離合器的制動均被解除，此時，第一級行星傳動機構成為能任意傳動的自由狀態(tài)，但不能輸出動力。如果輸入端不轉時，輸出端可在外力作用下任意轉動，即空轉。
當液壓油的A、B兩口同時斷油時，大、小摩擦離合器均在彈簧壓力的作用下處于制動狀態(tài)，變速器不能轉動，n2＝o即處于彈簧蓄能制動狀態(tài)。
本實用新型采用模塊化設計，即每一變速級設計為一個模塊，因此，變型方便，三級行星傳動機構可變型為二級或四級。
本實用新型有如下優(yōu)點本實用新型通過采用兩組液壓控制、彈簧蓄能制動的摩擦離合器，巧妙地解決了內裝行星減速器的變速、換擋難題，它的結構緊湊，占用空間小，采用模塊化設計，結構相對比較簡單，使第一級行星傳動機構實現了行星減速，1∶1傳遞動力、空轉、全制動四種工作狀態(tài)。將兩組摩擦離合器設計在高速級(輸入級)，傳遞的扭矩比較小，同時在摩擦片之間夾有彈簧片，使分離和制動都非常容易，不會造成換檔困難和誤掛檔現象；采用全液壓控制，不僅操縱、控制簡單，更重要的是使控制系統(tǒng)只有兩組運動量很小的油缸和彈簧，沒有任何易產生變形的桿件類零件，因此，可靠性高，工作壽命長，同時本實用新型內的所有齒輪均處于長嚙合狀態(tài)，因此傳動平穩(wěn)可靠。


圖1為本實用新型結構示意圖。
以下結合附圖詳述本實用新型的實施例。
參照圖1，本實用新型安裝在石油測井絞車滾筒的筒身內，它主要由三級行星傳動機構第一級行星傳動機構1、第二級行星傳動機構2、第三級行星傳動機構3，以及兩組由液壓控制、彈簧蓄能制動的大摩擦離合器5和小摩擦離合器6構成。它們被封裝在由金屬材料制成的圓桶狀可轉動的外殼(即第三級行星架)4內，并通過外殼4底部的安裝孔11用螺栓與滾筒連接在一起。
作為動力輸入級的第一級行星傳動機構1位于可轉動外殼4內腔的下半部，它被安裝在圓桶形的固定護殼18內，并用底蓋19封裝。在固定護殼18的上下兩端各裝有一付環(huán)形軸承20，其整體緊密壓裝在可轉動外殼4的內腔。第二級行星傳動機構2安裝在第一級行星傳動機構1的上方，并通過第二級太陽輪13與第一級行星架15裝聯；第三級行并機構3作為動力輸出級，通第三級太陽輪與第二級行星架裝聯在一起，動力由第三級行星架即可轉動外殼4輸出，從而驅動滾筒轉動，達到提升或下放電纜的目的。
作為動力源的液壓馬達或其他動力機構安裝在測井絞車滾筒的筒身外部，并通過其傳動機構與本實用新型的動力輸入端，即第一級太陽輪12相連。
兩組液壓控制、彈簧蓄能制動的圓環(huán)狀摩擦離合器設計安裝在動力輸入級，即第一級行星傳動機構1內。主要由A、B兩個液壓油入口9、10、一組大彈簧7、一組小彈簧8、一個圓環(huán)狀導套22、一個圓環(huán)狀壓板33、大摩擦離合器5、小摩擦離合器6、小油缸21、大油缸25等構成。其中，一組小彈簧8均勻分布安裝在位于小油缸21內部的導套22內，它們的另一端定位于底蓋19的內側。導套22一端與小摩擦離合器6緊密相接，小摩擦離合器6安裝在由第一級太陽輪12與第一級行星架15內腔之間構成的環(huán)形凹槽內；一組大彈簧7均勻分布安裝在位于大油缸25內部的壓板33上，每個大彈簧7均套在一個固定在壓板23上的導柱26的外側，其另一端定位于大油缸25的機體27。壓板23的下端與大摩擦離合器5緊密相接，大摩擦離合器5安裝在由固定護殼18內腔頂部與第一級內齒輪24的機體所構成的環(huán)形凹槽內。
大、小摩擦離合器5、6是由多片摩擦片組成，在摩擦片之間均夾裝有彈簧片，使其分離或制動都非常容易。
當需要滾筒低速轉動時，液壓油由A口9進入小油缸21內，同時B口10斷油，液壓油推動導套22在小油缸21內作小幅移動，推動壓緊小摩擦離合器6的小彈簧8，使小摩擦離合器6對第一級太陽輪12和第一級行星架15的制動解除。同時由于B口10斷油，大摩擦離合器5處于制動狀態(tài)，使第一級內齒輪24固定。此時，動力由第一級行星架15輸出，帶動第二級太陽輪13，經第二級行星傳動機構2減速后，由第二級行星架16輸出，并帶動第三級太陽輪14，再經第三級行星架即可轉動外殼4輸出，從而驅動絞車滾筒做低速轉動。
它的速比為i＝i1·i2·i3
即n2＝n1/i＝n1/i1·i2·i3當需要絞車滾筒高速運轉時，液壓油由B口10進入大油缸25內，同時A口9斷油。液壓油推動內裝大彈簧7的壓板23作小幅移動，推動壓緊大摩擦離合器5的大彈簧7，使大摩擦離合器5對第一級內齒輪24的制動解除。而第一級行星傳動機構1在小摩擦離合器6的制動下，其第一級太陽輪12和第一級行星架15被制動成為一體，第一級行星傳動機構1不能工作，成為一個整體，它以1∶1輸出動力，帶動第二級太陽輪13轉動，第二級行星架16帶動第三級太陽輪14轉動，第三級行星傳動機構3工作，其動力由第三級行星架即可轉動外殼4輸出。它的速比為i＝i2·i3即n2＝n1/i＝n1/i2·i3當需要掛空檔即絞車滾筒空轉時，液壓油由A、B兩口9、10同時進入，大摩擦離合器5和小摩擦離合器6的制動同時解除，此時，第一級行星傳動機構1成為可任意轉動的自由體，第一級內齒輪24由固定變?yōu)檗D動，因此不能再向第二、第三級行星傳動機構2、3傳送動力。如果輸入端不轉時，輸出端即第三級行星架可在外力作用下注意轉動，即空轉。
當需要對絞車滾筒制動時，A口9和B口10同時斷油，大、小摩擦離合器5、6在大、小彈簧張力作用下，處于制動狀態(tài)，即彈簧蓄能制動，變速器不能轉動，此時n2＝0本實用新型的行星傳動機構采用模塊化設計，可變型為二級或四級行星傳動機構。同時，可轉動外殼4是由兩部分構成，使用固定螺栓17裝聯在一起，方便內部構件的裝配和檢修，若稍加變型，將第三級行星架與可轉動外殼4分離開，外殼4由轉動改為固定方式，則該使用新型即可以安裝在滾筒的筒身外邊。
本實用新型不僅適應于石油測井絞車，而且適用于其他工程機械。
權利要求1.一種石油測井絞車行星變速器，它安裝于石油測井絞車滾筒的筒身內部，主要由第一級行星傳動機構(1)、第二級行星傳動機構(2)、第三級行星傳動機構(3)構成，它們被封裝在由第三級行星架構成的可轉動外殼(4)內，并通過安裝孔(11)與滾筒裝聯在一起，其特征在于在動力輸入級即第一級行星傳動機構(1)內安裝有兩組液壓控制、彈簧蓄能制動的圓環(huán)狀摩擦離合器，主要由A、B兩個液壓油入口(9)、(10)、一組大彈簧(7)、一組小彈簧(8)、一個圓環(huán)狀導套(22)、一個圓環(huán)狀壓板(23)、大摩擦離合器(5)、小摩擦離合器(6)、小油缸(21)、大油缸(25)等構成，其中一組小彈簧(8)均勻分布安裝在位于小油缸(21)內部的導套(22)內，它們的一端定位于底蓋(19)的內側，導套(22)的一端與小摩擦離合器(6)緊密相接，小摩擦離合器(6)安裝在由第一級太陽輪(12)與第一級行星架(15)內腔之間構成的環(huán)形凹槽內；一組大彈簧(7)均勻分布安裝在位于大油缸(25)內部的壓板(23)上，每個大彈簧(7)均套在一個固定在壓板(23)上的導柱(26)的外側，其另一端定位于大油缸(25)的機體(27)上，壓板(23)的下端與大摩擦離合器(5)緊密相接，大摩擦離合器(5)安裝在由固定護殼(18)內腔頂部與第一級內齒輪(24)的機體所構成的環(huán)形凹槽內；第一級行星傳動機構(1)安裝在圓桶形的固定護殼(18)內，并用底蓋(19)封裝；外部動力由動力輸入端即第一級太陽輪(12)輸入，并經三級行星傳動機構減速后，由第三級行星架即可轉動外殼(4)輸出，從而驅動滾筒轉動。
2.根據權利要求1所述的石油測井絞車行星變速器，其特征在于采用液壓油控制的兩組彈簧蓄能制動的摩擦離合器，使第一級行星傳動機構(1)實現了行星減速、1∶1傳遞動力、空轉、全制動四種工作狀態(tài)當需要掛低速檔時，液壓油由A口(9)進入的同時B口(10)斷油，推動壓緊小摩擦離合器(6)的小彈簧(8)，使小摩擦離合器(6)的制動解除；當需要掛高速檔時，液壓油由B口(10)進入的同時A口(9)斷油，推動壓緊大摩擦離合器(5)的大彈簧(7)，使大摩擦離合器(5)松開；當需要掛空檔時，液壓油由A、B兩口(9)、(10)同時進入，使大、小摩擦離合器(5)、(6)同時松開；當需制動時，A、B兩口(9)、(10)同時斷油，使大、小摩擦離合器(5)、(6)在大、小彈簧(7)、(8)作用下，均處于制動狀態(tài)。
3.根據權利要求1所述的石油測井絞車行星變速器，其特征在于大、小摩擦離合器(5)、(6)是由多片摩擦片組成，在摩擦片之間均夾裝有彈簧片。
專利摘要本實用新型屬于一種工程部件,特別是一種用于石油測井絞車上的傳動裝置。它由三級行星傳動機構和安裝于動力輸入級的兩組液壓油控制、彈簧蓄能制動的摩擦離合器構成,使第一級行星傳動機構實現了行星減速、1∶1傳遞動力、空轉和全制動四種工作狀態(tài),其結構簡單、制動靈活、換檔容易、傳動平穩(wěn)可靠。本實用新型安裝在絞車滾筒的筒身內部,通過第三級行星架即可轉動外殼驅動滾筒轉動,達到提升或下放電纜的目的。
文檔編號F16H3/62GK2466418SQ0121302
公開日2001年12月19日 申請日期2001年2月23日 優(yōu)先權日2001年2月23日
發(fā)明者潘兆發(fā), 郭建璋, 賈成學 申請人:西安石油勘探儀器總廠