專利名稱：電驅蝸桿直傳式絞車的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及用于升降重物的絞車技術領域，是一種電驅蝸桿直傳式絞車，特
別適用于作為石油鉆機絞車。
二背景技術：
目前，所有石油鉆機配套的絞車具有一個共同的基本特征絞車滾筒正向轉動 (游車上行方向為正、下行方向為負，下同)時由動力機通過機械傳動裝置(鏈輪、鏈條、傳 動軸、萬向軸等)帶動，從而上提鉆具、套管等重物；而絞車滾筒反向轉動時是靠大鉤本身 或懸掛物的重量在重力作用下向下運動，控制滾筒反向運動速度的大小靠剎車系統(帶式 剎車或盤式剎車)來控制。這種傳統的石油鉆機絞車在使用過程中存在以下問題1、結構 復雜傳統絞車內部由二到三根傳動軸、若干個鏈輪和若干盤鏈條、電磁式(或水力式)減 速系統、機械或液壓式剎車系統、氣壓式控制系統等組成，結構復雜而且故障率高；2、傳動 效率低由于結構復雜導致絞車在運行過程中自身能耗高，加上鏈條傳動本身就是相對低 效的傳動模式，導致絞車的傳動效率低下，另外由于絞車結構的原因，在鉆機整體運轉的情 況下，絞車即使沒有處于有效工作狀態也要耗能(處于離合器一端的滾筒處于靜止狀態時 離合器另一端的傳動軸以及鏈輪和鏈條也是處于全速運行狀態)，這就進一步加大了能源 的消耗和降低了能源效率；3、安全性差結構復雜必然導致結構性隱患增多，傳統絞車的 剎車系統存在結構性的安全隱患，不管是帶式剎車系統還是盤式剎車系統，一旦剎車失控， 大鉤及所懸掛物體即刻成為自由落體，后果將是災難性的；4、操作難度大鏈條_離合器傳 動絞車在任何一個檔位滾筒都是定速轉動，滾筒無法實現微速或變速轉動，再加上氣胎離 合器在咬合及分離過程中的滯后性，加大了準確操作滾筒的難度，特別在深井階段和復雜 地層要滿足井下實際情況對游車運動的要求難度更大；5、現場噪音大。除此之外，傳統絞車 無法做到真正意義上的自動送鉆也是問題之一。
三
發明內容本實用新型提供了一種電驅蝸桿直傳式絞車，克服了上述現有技術之不足，其能 有效解決傳統絞車結構復雜、傳動效率低、安全性差的問題。 本實用新型的技術方案是通過以下措施來實現的一種電驅蝸桿直傳式絞車，包 括絞車底座、蝸桿底座、滾筒、滾筒軸、蝸輪、蝸桿、蝸桿軸和驅動電機；滾筒軸通過軸承座安 裝在絞車底座上，在滾筒軸上固定安裝有滾筒，在滾筒左側和右側的滾筒軸上分別固定安 裝有蝸輪，在每個蝸輪的底部和頂部分別嚙合有蝸桿，每個蝸桿均固定安裝在蝸桿軸上，每 個蝸桿軸均通過軸承座安裝在蝸桿底座上，每個蝸桿軸的一端或兩端與驅動電機的動力輸 出軸的外端固定安裝在一起。 下面是對上述實用新型技術方案的進一步優化或/和改進 上述軸承座可包括第一左軸承座、第二左軸承座、第一右軸承座和第二右軸承座； 第一左軸承座、第二左軸承座、第一右軸承座和第二右軸承座均固定安裝在絞車底座上，滾筒軸通過軸承安裝在第一左軸承座、第二左軸承座、第一右軸承座和第二右軸承座內，在第 二左軸承座與第二右軸承座之間的滾筒軸上固定安裝有滾筒；蝸輪包括左蝸輪和右蝸輪； 在第一左軸承座和第二左軸承座之間的滾筒軸上固定安裝有左蝸輪，第一右軸承座和第二 右軸承座之間的滾筒軸上固定安裝有右蝸輪。 上述每個蝸桿軸的一端或兩端與驅動電機的動力輸出軸的外端均可通過連接法 蘭固定安裝在一起。 上述每個蝸桿兩側的蝸桿軸上均可固定安裝有飛輪。 上述蝸輪與蝸桿的接觸面可分別呈相互配合的內弧形和外弧形。 上述絞車底座和蝸桿底座可固定連接在一起。 本實用新型結構合理而緊湊，使用方便，由于采用了電機至蝸桿至蝸輪的直接傳 動模式，因此具有結構簡單、傳動效率高、安全可靠、節能降耗和優化操作環境的特點。
四
附圖1為本實用新型最佳實施例的主視結構示意圖。 附圖2為附圖1的A-A向局部剖視結構示意圖。 附圖中的編碼分別為1為絞車底座，2為滾筒，3為滾筒軸，4為蝸桿，5為蝸桿軸， 6為驅動電機，7為第一左軸承座，8為第二左軸承座，9為第一右軸承座，10為第二右軸承 座，11為左蝸輪，12為右蝸輪，13為連接法蘭，14為飛輪。
五具體實施方式本實用新型不受下述實施例的限制，可根據本實用新型的技術方案與實際情況來 確定具體的實施方式。 下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步描述 如附圖1、2所示，該電驅蝸桿直傳式絞車包括絞車底座1、蝸桿底座、滾筒2、滾筒 軸3、蝸輪、蝸桿4、蝸桿軸5和驅動電機6 ;滾筒軸3通過軸承座安裝在絞車底座1上，在滾 筒軸3上固定安裝有滾筒2，在滾筒2左側和右側的滾筒軸3上分別固定安裝有蝸輪，在每 個蝸輪的底部和頂部分別嚙合有蝸桿4，每個蝸桿4均固定安裝在蝸桿軸5上，每個蝸桿軸 5均通過軸承座安裝在蝸桿底座上，每個蝸桿軸5的一端或兩端與驅動電機6的動力輸出 軸的外端固定安裝在一起，這樣，用蝸桿4的正反向旋轉來帶動滾筒2的正反向轉動，通過 鋼絲繩帶動游車上下運動。在每個蝸桿4的一端或兩端安裝一臺驅動電機6，用以驅動蝸 桿4轉動，滾筒2需要轉動時四臺或八臺驅動電機6同步工作，采用二個蝸輪和四個蝸桿4 是為了減輕每個蝸桿4的受力負荷，同時也增加蝸輪的受力點和減輕蝸輪受力點的受力負 荷，將蝸桿4對稱布置在每個蝸輪的上下兩端(徑線的切線位置)可以優化和平衡蝸輪的 受力狀況。由于采用電機-蝸桿-蝸輪直接傳動模式，鏈輪-鏈條即可去除；由于蝸桿-蝸 輪傳動模式是單向的，即只有在蝸桿4轉動時滾筒2才會轉動，蝸桿4停止轉動后滾筒2即 被"鎖定"而無法向任何方向轉動，蝸桿_蝸輪系統同時具備"驅動"和"剎車"的雙重功能， 所以電磁式(或水力式)減速裝置和帶式(或盤式)剎車系統即可去除；本實用新型的運 動可分為四種狀態1、重負荷正向(驅動狀態)；2、重負荷反向(剎車狀態)；3、輕負荷正 向(驅動狀態)；4、輕負荷反向(剎車狀態)，為覆蓋這四種工作狀態驅動電機6分三種工作狀態1、在重負荷(包括正反轉)狀態時電機是低轉速大扭距；2、在輕負荷(包括正反 轉)狀態時電機是高轉速小扭距；3、在打鉆(鉆進)狀態時電機是低速(或步進)工作狀 態，這時驅動電機6根據計算機的指令，在設定的鉆壓(或懸重)范圍內(受懸重傳感器控 制)帶動蝸桿4或快或慢(或步進)的轉動，實現自動送鉆，確保送鉆過程的連續、平穩。 可根據實際需要，對上述電驅蝸桿直傳式絞車作進一步優化或/和改進 如附圖1、2所示，軸承座包括第一左軸承座7、第二左軸承座8、第一右軸承座9和 第二右軸承座10 ;第一左軸承座7、第二左軸承座8、第一右軸承座9和第二右軸承座10均 固定安裝在絞車底座1上，滾筒軸3通過軸承安裝在第一左軸承座7、第二左軸承座8、第一 右軸承座9和第二右軸承座10內，在第二左軸承座8與第二右軸承座10之間的滾筒軸3 上固定安裝有滾筒2 ;蝸輪包括左蝸輪11和右蝸輪12 ;在第一左軸承座7和第二左軸承座 8之間的滾筒軸3上固定安裝有左蝸輪11，第一右軸承座9和第二右軸承座10之間的滾筒 軸3上固定安裝有右蝸輪12，這樣，能增加穩定性和安全性。 如附圖1、2所示，為了便于安裝和拆卸，每個蝸桿軸5的一端或兩端與驅動電機6 的動力輸出軸的外端均通過連接法蘭13固定安裝在一起。 如附圖1、2所示，每個蝸桿4兩側的蝸桿軸5上均固定安裝有飛輪14，這樣，在驅 動電機6停機后不會使蝸桿4在瞬間停止，消除因滾筒2過快停止導致游車慣性對滾筒2 和繩索的沖擊力。飛輪14的另一個作用是在滾筒2運行過程中(特別是在高速運行狀態 下)如遇突然停電時給滾筒2 —個緩沖區間，防止因驅動蝸桿4的突然停止而造成游車對 繩索和滾筒2的沖擊過載。 如附圖1、2所示，蝸輪與蝸桿4的接觸面分別呈相互配合的內弧形和外弧形。，這 樣，可增加蝸桿4與蝸輪間的運動接觸面積、改善受力狀態；根據實際需要，絞車底座l和蝸 桿底座固定連接在一起。 以上技術特征構成了本實用新型的最佳實施例，其具有較強的適應性和最佳實施 效果，可根據實際需要增減非必要的技術特征，來滿足不同情況的需求。
權利要求一種電驅蝸桿直傳式絞車，其特征在于包括絞車底座、蝸桿底座、滾筒、滾筒軸、蝸輪、蝸桿、蝸桿軸和驅動電機；滾筒軸通過軸承座安裝在絞車底座上，在滾筒軸上固定安裝有滾筒，在滾筒左側和右側的滾筒軸上分別固定安裝有蝸輪，在每個蝸輪的底部和頂部分別嚙合有蝸桿，每個蝸桿均固定安裝在蝸桿軸上，每個蝸桿軸均通過軸承座安裝在蝸桿底座上，每個蝸桿軸的一端或兩端與驅動電機的動力輸出軸的外端固定安裝在一起。
2. 根據權利要求1所述的電驅蝸桿直傳式絞車，其特征在于軸承座包括第一左軸承座、第二左軸承座、第一右軸承座和第二右軸承座；第一左軸承座、第二左軸承座、第一右軸承座和第二右軸承座均固定安裝在絞車底座上，滾筒軸通過軸承安裝在第一左軸承座、第二左軸承座、第一右軸承座和第二右軸承座內，在第二左軸承座與第二右軸承座之間的滾筒軸上固定安裝有滾筒；蝸輪包括左蝸輪和右蝸輪；在第一左軸承座和第二左軸承座之間的滾筒軸上固定安裝有左蝸輪，第一右軸承座和第二右軸承座之間的滾筒軸上固定安裝有右蝸輪。
3. 根據權利要求1或2所述的電驅蝸桿直傳式絞車，其特征在于每個蝸桿軸的一端或兩端與驅動電機的動力輸出軸的外端均通過連接法蘭固定安裝在一起。
4. 根據權利要求1或2所述的電驅蝸桿直傳式絞車，其特征在于每個蝸桿兩側的蝸桿軸上均固定安裝有飛輪。
5. 根據權利要求3所述的電驅蝸桿直傳式絞車，其特征在于每個蝸桿兩側的蝸桿軸上均固定安裝有飛輪。
6. 根據權利要求1或2所述的電驅蝸桿直傳式絞車，其特征在于蝸輪與蝸桿的接觸面分別呈相互配合的內弧形和外弧形。
7. 根據權利要求3所述的電驅蝸桿直傳式絞車，其特征在于蝸輪與蝸桿的接觸面分別呈相互配合的內弧形和外弧形。
8. 根據權利要求4所述的電驅蝸桿直傳式絞車，其特征在于蝸輪與蝸桿的接觸面分別呈相互配合的內弧形和外弧形。
9. 根據權利要求5所述的電驅蝸桿直傳式絞車，其特征在于蝸輪與蝸桿的接觸面分別呈相互配合的內弧形和外弧形。
10. 根據權利要求9所述的電驅蝸桿直傳式絞車，其特征在于絞車底座和蝸桿底座固定連接在一起。
專利摘要一種電驅蝸桿直傳式絞車，特別適用于作為石油鉆機絞車，是一種電驅蝸桿直傳式絞車，其包括絞車底座、蝸桿底座、滾筒、滾筒軸、蝸輪、蝸桿、蝸桿軸和驅動電機；滾筒軸通過軸承座安裝在絞車底座上，在滾筒軸上固定安裝有滾筒，在滾筒左側和右側的滾筒軸上分別固定安裝有蝸輪，在每個蝸輪的底部和頂部分別嚙合有蝸桿，每個蝸桿均固定安裝在蝸桿軸上，每個蝸桿軸均通過軸承座安裝在蝸桿底座上，每個蝸桿軸的一端或兩端與驅動電機的動力輸出軸的外端固定安裝在一起。本實用新型結構合理而緊湊，使用方便，由于采用了電機至蝸桿至蝸輪的直接傳動模式，因此具有結構簡單、傳動效率高、安全可靠、節能降耗和優化操作環境的特點。
文檔編號B66D1/00GK201545643SQ20092027722
公開日2010年8月11日 申請日期2009年12月7日 優先權日2009年12月7日
發明者徐鴻偉, 沈青, 王建紅, 解靜 申請人:西部鉆探青海鉆井公司