[发明专利]一种石油钻机绞车用可换挡式行星齿轮减速箱

说明书

本发明公开了一种石油钻机绞车用可换挡式行星齿轮减速箱，它包括一级行星结构和二级行星结构，所述的一级行星结构与二级行星结构通过可左右滑动的一级滑动套筒和二级滑动套筒进行两种传动比工作状态之间的切换。由于本发明一改现有技术的平行轴减速箱的结构特点，将其改为二级行星减速箱的结构，可降低减速箱体积和重量、提高其承载能力和传递效率、增加其运转稳定性。本发明采用二级行星减速箱结构，且可实现一级行星传动和二级行星传动之间的切换，不仅使其结构紧凑，传动比高，还可实现传动比和承载能力的可调整性，增加的设备的使用功能和使用范围。

技术领域

本发明涉及石油钻井行业中的绞车设备，具体说上涉及一种石油钻机绞车用可换挡式行星齿轮减速箱。该齿轮减速箱（传动设备）安装在石油钻机绞车上，可将作为动力源的电机动力通过该传动设备增加输出扭矩后传递到绞车滚筒上，进而带动滚筒工作。

背景技术

绞车是石油钻机的重要配套部件，传动设备是石油钻机绞车中必不可少的一种关键设备，性能的好坏直接影响钻机的工作质量和工作效率。在石油钻井过程中，绞车担负着下钻具、下套管、控制钻压、提取岩心筒、起放井架和底座等各种作业。石油钻机绞车中的传动设备采用齿轮传动的形式。电机的动力经齿轮减速箱减速后驱动滚筒运转，实现绞车的功能。目前，石油钻机绞车中应用最多的为平行轴齿轮传动箱（参见图2、3），该传动箱体积和重量大，传递效率低，且多为固定速比，不能根据实际工作情况灵活调整传动比，相对笨重。也有部分厂家已经采用了行星齿轮传动设备，但仍未能实现传动比的可调整性。

如中国专利号为：CN 106641124 A的专利文献中公开了修井机绞车用双速比齿轮减速机，可实现两档转速工作（参见图1）。但该种绞车用双速比齿轮减速机采用了平行轴的传动方式实现，结构不紧凑，体积和重量大，相对笨重。中国专利号为：CN 207030809 U的专利文献中公开了特深井钻机行星绞车，该结构行星绞车采用行星减速机进行传动，但未能实现换挡功能，具有一定的局限性。

石油钻机的工作环境复杂，工况多种多样。有些工作环境较恶劣钻机必须要低速运转，有些工作环境较好，可快速运转，这样可提高工作效率，降低设备使用成本。传动比可调整式绞车齿轮传动设备便可满足这样的需求。石油钻机可根据实际工作环境，灵活选择传动设备的传动比，这样可大大提高工作效率，降低设备使用成本。

发明内容

本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种结构紧凑、传动比大且可实现一级行星传动和二级行星传动两种传动比之间切换的石油钻机绞车用可换挡式行星齿轮减速箱。

本发明的目的可通过以下措施来实现：

本发明的石油钻机绞车用可换挡式行星齿轮减速箱包括用于安装第一级行星传动结构的第二箱体，以共轴线方式安装在第二箱体输入端的用于安装输入轴的第一箱体，所述输入轴的输入端通过输入轴用轴承与第一箱体装配在一起，在输入轴的上通过花键配合的方式安装有一级滑动套筒；所述一级滑动套筒通过花键与一级太阳轮相连接，并与用于驱动一级滑动套筒左右移动的一级液压换挡机构相结合，用于实现一级滑动套筒与一级太阳轮的分离与结合；所述一级太阳轮与一级行星架、一级行星轴承、一级行星轮、一级内齿圈组成第一级行星传动结构，所述一级太阳轮通过一级太阳轮轴承与第二箱体相结合；在一级行星架和二级太阳轮之间设置有与液压换挡机构相配合的二级滑动套筒，其中一级行星架与二级滑动套筒之间通过内外花键滑动配合；所述二级太阳轮与二级行星轮、二级内齿圈、二级行星轴承、二级输出行星架组成第二级行星传动结构，二级太阳轮通过左右轴承与二级输出行星架相结合，且二级太阳轮轮轴的输入端加工有与二级滑动套筒的内花键相配合的外花键；二级内齿圈和一级内齿圈之间通过第三箱体以及连接件相结合；二级内齿圈通过螺栓与第四箱体连接，二级输出行星架通过轴承支撑安装在第四箱体的轴孔内。

本发明中所述输入轴用轴承通过输入端盖和连接件封装在第一箱体的相应轴孔内；所述一级太阳轮轴承通过一级行星端盖和连接件封装在第二箱体的相应轴孔内；用于支撑二级输出行星架的轴承通过输出端盖和连接件封装在第四箱体的相应轴孔内。