專利名稱：一種液力耦合器正車減速箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種液力耦合器正車減速箱。
背景技術(shù)：
目前的石油鉆井機(jī)多采用傳統(tǒng)機(jī)械減速箱或皮帶進(jìn)行傳動(dòng)，此種傳動(dòng)方式傳動(dòng)效率低，機(jī)械損耗大，不僅需要經(jīng)常維修、而且給鉆井機(jī)工作和油井生產(chǎn)造成很大影響?，F(xiàn)代石油鉆機(jī)普遍采用液力傳動(dòng)裝置，其典型的傳動(dòng)系統(tǒng)為柴油機(jī)+液力傳動(dòng)裝置+鏈條并車統(tǒng)一驅(qū)動(dòng)工作機(jī)(絞車、轉(zhuǎn)盤、泥漿泵)，這種液力傳動(dòng)方案，不僅使動(dòng)力機(jī)組利用率高，而且使各機(jī)組運(yùn)行可靠。隨著鉆井技術(shù)的快速發(fā)展，各種新型鉆機(jī)不斷出現(xiàn)，全自動(dòng)電驅(qū)鉆機(jī)、液壓頂驅(qū)鉆機(jī)、電液復(fù)合驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)、車載自行鉆機(jī)等，設(shè)計(jì)新穎，性能優(yōu)良，它們的總體傳動(dòng)一般都采用泥漿泵與絞車、轉(zhuǎn)盤分開的獨(dú)立驅(qū)動(dòng)形式，由柴油機(jī)(電動(dòng)機(jī))驅(qū)動(dòng)泥漿泵的單獨(dú)機(jī)泵組。傳統(tǒng)的單機(jī)泵組是由柴油機(jī)經(jīng)減速箱、離合器驅(qū)動(dòng)泥漿泵，體積龐大，系統(tǒng)復(fù)雜，而且只能通過調(diào)節(jié)柴油機(jī)的油門或更換泵的缸套來調(diào)節(jié)排量和泵壓，但由于泥漿泵的缸套不宜常換，柴油機(jī)也不宜工作在低速區(qū)，只能在有限的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)泥漿泵的排量和泵壓，不能很好滿足鉆井工藝的要求。
發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種運(yùn)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(shí)用新型是通過如下技術(shù)實(shí)現(xiàn)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，其特征是: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(shè)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(dòng)油泵齒輪，再通過油泵軸驅(qū)動(dòng)油泵。所述油箱內(nèi)設(shè)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(jìn)油管連接，控制閥出油管與液力耦合器的工作腔進(jìn)油口連通，控制閥還設(shè)有與油箱連通的旁路；所述控制閥為筒狀，其上端設(shè)有連接氣源的氣源接口，控制閥內(nèi)設(shè)有連桿，連桿上設(shè)有氣動(dòng)活塞、液動(dòng)活塞和隔離活塞、隔離活塞下設(shè)有彈簧。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型具有運(yùn)行可靠、使用壽命長，拆卸方便等優(yōu)點(diǎn)，還具有以下特點(diǎn):1)均勻多臺(tái)動(dòng)力機(jī)之間的功率分配，由于耦合器在工作中存在滑差，當(dāng)多臺(tái)動(dòng)力機(jī)轉(zhuǎn)速稍有不同時(shí)能均勻它們之間的功率分配，從而使石油鉆機(jī)的多臺(tái)動(dòng)力機(jī)用鏈條并車成為可能。2)隔離震動(dòng)，耦合器是以工作油來傳遞功率的柔性傳動(dòng)部件，可減少甚至消除動(dòng)力機(jī)(如柴油機(jī))的周期性扭震，減輕對(duì)工作機(jī)(如鉆井泵)的損害，以及減輕工作機(jī)(如絞車)載荷的突然變化對(duì)動(dòng)力機(jī)的損壞，從而延長整個(gè)設(shè)備的使用壽命。3)具有離合器功能:當(dāng)動(dòng)力機(jī)不停機(jī)時(shí)，可以在沒有任何沖擊和磨損的情況下，平穩(wěn)地進(jìn)行離合，從而代替氣囊離合器。4)空載啟動(dòng):在耦合器排空狀態(tài)下，啟動(dòng)動(dòng)力機(jī)，然后逐漸向耦合器充油，緩慢驅(qū)動(dòng)工作機(jī)(如鉆井泵)，這樣可降低作用在動(dòng)力機(jī)和工作機(jī)上的附加載荷，從而延長動(dòng)力機(jī)和工作機(jī)的使用壽命。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)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(dòng)活塞，11液動(dòng)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(jìn)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(jìn)油管，27氣源接口，28液力耦合器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。該實(shí)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，其特征是:所述液力耦合器28的渦輪軸20上的齒輪嚙合驅(qū)動(dòng)中間軸5的大齒輪，中間軸5的小齒輪嚙合驅(qū)動(dòng)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(shè)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(lián)的齒輪帶動(dòng)油泵齒輪21，由油泵軸驅(qū)動(dòng)供油泵13。所述油箱22內(nèi)設(shè)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(jìn)`油管26連接，控制閥出油管25與液力耦合器28的工作腔進(jìn)油口連通，控制閥9還設(shè)有與油箱22連通的旁路14 ;所述控制閥9為筒狀，其上端設(shè)有連接氣源的氣源接口 27，控制閥9內(nèi)設(shè)有連桿，連桿上設(shè)有氣動(dòng)活塞10、液動(dòng)活塞11和隔離活塞15、隔離活塞15下設(shè)有彈簧12。本實(shí)用新型的液力耦合器正車減速箱主要由液力耦合器、傳動(dòng)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(dāng)動(dòng)力機(jī)(柴油機(jī)或電動(dòng)機(jī))驅(qū)動(dòng)減速箱輸入軸I時(shí)，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(zhuǎn)，在泵輪4葉片的作用下，液力耦合器工作腔內(nèi)的來自油泵的油也跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)，形成高速高壓的旋轉(zhuǎn)液流，在離心力的作用下自軸心向外周流動(dòng)，流動(dòng)時(shí)經(jīng)過渦輪2并使渦輪旋轉(zhuǎn)，然后經(jīng)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(huán)。泵輪4將動(dòng)力機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成工作液體的動(dòng)能和壓力能，渦輪2則把工作液體的動(dòng)能和壓力能再轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，并通過渦輪軸20將動(dòng)力傳動(dòng)給后面的傳動(dòng)鏈，從而驅(qū)動(dòng)鉆井泵、轉(zhuǎn)盤和絞車等。在泵輪4轉(zhuǎn)速恒定的情況下，當(dāng)鉆機(jī)的工作負(fù)載增大時(shí)，施加于液力耦合器渦輪上的負(fù)荷也相應(yīng)增加，則渦輪2轉(zhuǎn)速下降；反之，當(dāng)工作負(fù)荷減小時(shí)，渦輪2的轉(zhuǎn)速增加。隨著渦輪轉(zhuǎn)速的增加，液體的離心力對(duì)渦輪2驅(qū)動(dòng)也減少，理論上，當(dāng)渦輪達(dá)到泵輪4轉(zhuǎn)速時(shí)，渦輪2對(duì)工作液體的離心力的作用增加，削弱和抵消泵輪4對(duì)工作液體的離心力的作用，使工作腔中的循環(huán)流量急劇減小甚至等于零。因而，液力耦合器28從柴油機(jī)吸收的功率也等于零。當(dāng)泵輪4旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過油泵齒輪21帶動(dòng)供油泵13旋轉(zhuǎn)，將工作油經(jīng)粗濾油器18、管路，從油箱22 (即下箱體23)內(nèi)抽出，經(jīng)過油濾器8濾清后，壓入油水熱交換器7進(jìn)行冷卻，再經(jīng)管路和從控制閥進(jìn)油管26進(jìn)入控制閥9。當(dāng)壓縮空氣從控制閥9上部的氣源接口27進(jìn)入時(shí)，將氣動(dòng)活塞10和液動(dòng)活塞11壓下，并壓縮彈簧12，工作油經(jīng)控制閥出油管25、管路進(jìn)入液力耦合器28的工作腔中進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，然后從液力耦合器28的油孔24回到油箱22，液力耦合器28處于全充滿的狀態(tài)。此時(shí)，動(dòng)力機(jī)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(dāng)壓縮空氣從控制閥9上部的氣源接口 27泄掉時(shí)，氣動(dòng)活塞10和液動(dòng)活塞11在彈簧12的作用下，向上移動(dòng)，工作油經(jīng)控制閥9的旁路14回到油箱22，同時(shí)液力耦合器28工作腔的油箱進(jìn)油管17關(guān)閉，即沒有工作油經(jīng)管路進(jìn)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(jīng)液力耦合器28外圍的油孔24排回油箱22。此時(shí),動(dòng)力機(jī)驅(qū)動(dòng)減速箱的主動(dòng)部分旋轉(zhuǎn)時(shí),減速箱的從動(dòng)部分停止旋轉(zhuǎn),液力I禹合器28處于全排空(即“離”)的狀態(tài)，因此本實(shí)用新型的減速箱具有離合器的功能。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):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(shí)，將上箱體3卸下后，可將液力耦合器軸組成和輸出軸組成依次從下箱體23中吊出后，分別進(jìn)行解體；反之，組裝時(shí)，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，然后，將上箱體3吊裝在下箱體23中，再進(jìn)行組裝。但在拆卸和組裝中間軸5組成時(shí)，則必須將上箱體3的分箱面朝上才能進(jìn)行。2)軸承、齒輪均采用強(qiáng)制飛濺潤滑，在箱體22上設(shè)計(jì)有油道，分別對(duì)齒輪端面、軸承進(jìn)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(nèi)孔的聯(lián)接，采用油壓錐度過盈配合。其特點(diǎn)是:運(yùn)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的軸端采用無接觸式離心密封，永無磨損，使用壽命長。5)采用聯(lián)合冷卻方式，即利用柴油機(jī)中冷系統(tǒng)的冷卻水，借助于油水熱交換器(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(yīng)定期進(jìn)行清洗，以保證工作油清潔。
權(quán)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)，其特征是: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(shè)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(dòng)油泵齒輪(21)，再通過油泵軸(19)驅(qū)動(dòng)油泵(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液力耦合器正車減速箱，其特征是:所述油箱(22)內(nèi)設(shè)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(jìn)油管(26)連接，控制閥出油管(25)與液力耦合器(28)的 工作腔進(jìn)油口連通，控制閥(9)還設(shè)有與油箱(22)連通的旁路(14);所述控制閥(9)為筒狀，其上端設(shè)有連接氣源的氣源接口(27)，控制閥(9)內(nèi)設(shè)有連桿，連桿上設(shè)有氣動(dòng)活塞(10)、液動(dòng)活塞(11)和隔離活塞(15)、隔離活塞(15)下設(shè)有彈簧(12)。
專利摘要本實(shí)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，其特征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(shè)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(shí)用新型具有運(yùn)行可靠、使用壽命長，拆卸方便等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F16H47/06GK203098785SQ20132005161
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月30日
發(fā)明者王博, 宋雪麗, 侯豐康, 呂亞楠 申請(qǐng)人:山東輕工業(yè)學(xué)院