石油鉆機絞車齒輪箱及采用該齒輪箱的絞車的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種石油鉆機絞車齒輪箱及采用該齒輪箱的絞車，尤其是含有雙輸入并車換檔機構、滾筒軸聯接機構、滾筒軸聯接離合組合機構的鉆機絞車齒輪箱。
【背景技術】
[0002]現有的石油鉆機絞車齒輪箱輸出軸與滾筒軸的過渡聯接一般米用獨立的齒式聯軸器，這種布局結所占的軸向長度尺寸和重量都很大，但本行業對空間占用和重量都有限制，特別是不適用于海洋開采平臺；也有采用齒輪箱與滾筒軸直聯的方式可以縮小空間長度，然而，由于滾筒兩支座的安裝不對中誤差，特別是滾筒在高速轉動工作過程中，由于長期受到線纜對其的徑向拉力，使滾筒軸產生彎曲變形，變形導致對該滾筒軸及前面齒輪箱傳動系統產生附加的破壞作用力，使傳動的可靠性大大降低。
[0003]現有的石油鉆機絞車一般只采用電機等功率變頻調速，再通過減速箱驅動絞車的滾筒，這種單一等功率電機調速方式調速范圍窄，達不到起升參數要求，且還需要增大電機功率，致使鉆機造價高而起升作業效率低。對于深井鉆機的超大功率，一臺齒輪箱都要配置兩臺電機一起驅動齒輪箱帶動滾筒，而完成雙輸入并車且換檔的功能是一種設計難題。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是提供一種石油鉆機絞車齒輪箱，能夠允許滾筒支座的安裝誤差及滾筒軸的彎曲變形且不會影響齒輪箱及傳動系統正常工作，并對滾筒軸工作時的振動進行有效隔尚。
[0005]為了解決上述技術問題，本發明提供一種石油鉆機絞車齒輪箱，其包括:與所述大功率調速電機傳動連接的過渡齒圈二轉動配合于殼體內，所述過渡齒圈二通過內齒與設于過渡齒圈二中間的錐臺形齒輪的球面鼓形外齒相嚙合，與所述錐臺形齒輪的中心通孔固定連接的滾筒軸通過調心滾子軸承轉動配合于所述外殼內，所述調心滾子軸承與球面鼓形外齒中心重合，該滾筒軸一端伸出外殼并固定連接有滾筒。
[0006]空心軸一轉動配合于所述外殼內，該空心軸一的左、右兩端分別轉動配合有從動齒輪一與從動齒輪二，空心軸一的中部固定連接有傳動齒輪，滑動配合于傳動齒輪上的接合套一適于將從動齒輪一與傳動齒輪或從動齒輪二與傳動齒輪進行傳動連接；
平行設于空心軸一一側的輸入軸一轉動配合于外殼內，輸入軸一上固定連接有與所述從動齒輪一哨合傳動的主動齒輪一及與所述從動齒輪二哨合傳動的主動齒輪二 ；平行設于空心軸一另一側的輸入軸二轉動配合于外殼內，輸入軸二上固定連接有與所述從動齒輪一嚙合傳動的主動齒輪三及與所述從動齒輪二嚙合傳動的主動齒輪四；所述空心軸一的右端固定連接有共軸線的空心太陽輪，所述空心太陽輪通過包括該空心太陽輪的一套行星齒輪機構驅動右側的所述過渡齒圈二轉動；
一對大功率調速電機分別與所述輸入軸一及輸入軸二傳動連接。
[0007]所述空心軸一的上方設有換檔電機，該換檔電機適于通過絲桿機構驅動撥叉一左右移動，所述撥叉一適于驅動其下方的接合套一左右移動；所述撥叉一上方設有多個用于檢測與控制撥叉一位置的接近開關。
[0008]所述空心太陽輪為所述行星齒輪機構中的動力輸入部件，過渡齒圈一與所述行星齒輪機構中的動力輸出部件行星架固定連接，該過渡齒圈一相隔設于所述過渡齒圈二左偵牝撥叉二適于驅動其下端的接合套二且該接合套二左右滑動配合于所述過渡齒圈一與過渡齒圈二的外齒面上。
[0009]本發明所要解決的另一技術問題是提供一種采用上述石油鉆機絞車齒輪箱的絞車，該絞車包含兩套上述齒輪箱且能夠保證當其中一個齒輪箱出現故障后，另一個齒輪箱仍能驅動絞車正常工作。
[0010]該絞車內的一對上述石油鉆機絞車齒輪箱對稱設置，滾筒設于該對石油鉆機絞車齒輪箱之間，滾筒固定套設于滾筒軸上，滾筒軸的兩端分別固定設于其兩側石油鉆機絞車齒輪箱中調心滾子軸承的內孔中。
[0011]相對于現有技術，本發明具有的技術效果是:
I)所述石油鉆機絞車齒輪箱中的調心滾子軸承能夠允許滾筒軸的彎曲變形和支座的制造安裝誤差，不會因為產生的附加力而影響到齒輪箱及傳動系統的正常工作，同時也可以有效隔離滾筒軸的振動和擺動；錐臺形齒輪上的球面鼓形外齒可以防止由于調心滾子軸承對滾筒軸的調節而引起齒面脫離嚙合，保證了絞車的安全運行；所述滾筒軸與行星架直接傳動連接，減少了齒輪箱的軸向尺寸和整機的重量；
2 )所述兩臺大功率調速電機能夠同時分別驅動輸入軸一及輸入軸二進行雙輸入合并，減小了單個電機功率輸入，降低了電機制造和調速的難度；雙輸入的分流傳動減小了所述齒輪箱的體積，提高了系統可靠性和強度；同時減少電機與齒輪箱的重量達30%，降低了采用該齒輪箱的絞車成本，并使得該絞車轉運方便，維護簡單；
3)所述接合套一能夠實現從輸入軸一、輸入軸二到空心軸一的兩檔變速、經行星齒輪機構進行二級減速后輸出動力，滿足了最大起升速度和起升最大鉤載的需要，同時拓寬了功率調速范圍，提高了作業效率；保證一定的起下鉆速度可以節約整個鉆井時間，與原來相比可節省8%的天數完成作業；
4)所述換檔電機能夠實現空檔和兩檔變速的自動切換；接近開關能夠檢測與控制換檔是否到位及所處檔位；
5)當絞車采用一對石油鉆機絞車齒輪箱時，如果一個齒輪箱出現故障，可以利用故障齒輪箱中的撥叉二驅動其下端的接合套二移動，使過渡齒圈一、過渡齒圈二分離，從而保證另一側無故障的石油鉆機絞車齒輪箱及系統繼續工作；所述絞車適于應用于9000米以上深井鉆機。
【附圖說明】
[0012]為了清楚說明本發明的創新原理及其相比于現有產品的技術優勢，下面借助于附圖通過應用所述原理的非限制性實例說明可能的實施例。在圖中:
圖1為實施例1中所述石油鉆機絞車齒輪箱的正面剖視圖；
圖2為實施例1中所述石油鉆機絞車齒輪箱的俯視剖視圖；
圖3為實施例1中所述從動齒輪一與從動齒輪二的結構圖；圖4為實施例2中采用該石油鉆機絞車齒輪箱的絞車的結構視圖。
【具體實施方式】
[0013]實施例1
如圖1與圖2所不,左外殼I,右外殼2,空心軸一 3,輸入軸一 4,輸入軸二 5,從動齒輪一 6，從動齒輪二 7，主動齒輪一 8，主動齒輪二 9，主動齒輪三10，主動齒輪四11，換檔電機12，換檔軸13，撥叉一 14，接合套一 15，傳動齒輪16，空心太陽輪17，行星輪18，行星架19，過渡齒圈一 20，撥叉二 21，接合套二 22，過渡齒圈二 23，錐臺形齒輪24，調心滾子軸承25，滾筒軸26，接近開關27，滾筒28。
[0014]所述石油鉆機絞車齒輪箱的殼體包括左外殼I與右外殼2且兩者固定連接,該殼體內形成內腔，空心軸一 3通過滾子軸承轉動配合于左外殼I內，該空心軸一 3的左、右兩端的外側面上分別通過軸承轉動配合有從動齒輪一 6與從動齒輪二 7,位于從動齒輪一 6與從動齒輪二 7之間的傳動齒輪16固定配合于空心軸一 3的外側面上,該傳動齒輪16的直徑與從動齒輪一 6右端的接合齒圈61、從動齒輪二 7左端的接合齒圈71的直徑相同，接合套一 15通過花鍵套設于所述傳動齒輪16、從動齒輪一 6右端的接合齒圈或從動齒輪二 7左端的接合齒圈外側并適于在這三者之間左右來回滑動；所述空心軸一 3的后方平行設有輸入軸一 4，該輸入軸一 4通過軸承轉動配合于左外殼I內，該輸入軸一 4的左端伸出左外殼I夕卜，輸入軸一 4上固定連接有與所述從動齒輪一 6哨合傳動的主動齒輪一 8及與所述從動齒輪二 7嚙合傳動的主動齒輪二 9 ;所述空心軸一 3的前方平行設有輸入軸二 5，該輸入軸二 5通過軸承轉動配合于左外殼I內，該輸入軸二 5的左端伸出左外殼I外，輸入軸二 5上固定連接有與所述從動齒輪一 6嚙合傳動的主動齒輪三10及與所述從動齒輪二 7嚙合傳動的主動齒輪四11 ;所述空心軸一 3的上方設有換檔電機12,換檔軸13與所述換檔電機12的轉子固定連接，該換檔軸13的右端通過外螺紋與撥叉一 14頂部螺孔內的螺紋配合，撥叉一 14底部插入所述接合套一 15的外側凹槽內，所述撥叉一 14的上方沿左右方向設有多個用于檢測與控制撥叉一 14位置的接近開關27。
[0015]所述換檔軸13驅動撥叉一 14左右移動過程中，在輸入軸一 4、輸入軸二 5與空心軸一 3之間產生空檔和兩種不同傳動比的檔位。
[0016]所述空心軸一 3的右端固定連接有與其共軸線的空心太陽輪17，所述空心太陽輪17的右端設有包括空心太陽輪17在內的一套行星齒輪機構，所述空心太陽輪17的右端外側面設有太陽輪齒，轉動配合于行星架19上的多個行星輪18與所述太陽輪齒嚙合，該空心太陽輪17為所述行星齒輪機構的動力輸入部