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        一種測(cè)井絞車的設(shè)計(jì)方法

        2012-10-08 05:23:04張宏波
        地質(zhì)裝備 2012年5期

        張宏波,張 林

        (1.河北敏建科技有限公司,河北 石家莊050091;2.重慶地質(zhì)儀器廠,重慶400033)

        在物探測(cè)井工作中,絞車不僅為下井電纜提供動(dòng)力,還可采集井下的深度,速度和張力等參數(shù),便于掌握工況和調(diào)節(jié),保證測(cè)井工作的順利進(jìn)行。本次設(shè)計(jì)的測(cè)井絞車主要有以下幾大部件組成(圖1)。

        圖1 測(cè)井絞車的主要構(gòu)件

        1 排纜裝置

        排纜裝置(圖2)能自動(dòng)整齊地把電纜繞在卷筒上,它包括來復(fù)絲桿、排線輪、導(dǎo)向鍵、排纜齒(鏈)輪、卷筒和編碼器等。在卷筒和來復(fù)桿上各裝有一鏈輪,通過鏈條連接。排線輪通過導(dǎo)向鍵可以在來復(fù)絲桿上左右移動(dòng)。當(dāng)電纜繞在卷筒上時(shí),每繞一圈,排線輪就會(huì)在來復(fù)絲桿上移動(dòng)電纜線徑的距離。電纜繞到卷筒邊時(shí),通過來復(fù)絲桿和導(dǎo)向鍵的自動(dòng)換向作用,電纜自動(dòng)向卷筒的另一邊走繞。編碼器安裝在排線輪上,這樣就可以檢測(cè)到電纜的速度,進(jìn)而計(jì)算出電纜到井的深度。

        圖2 排纜裝置

        2 減速器

        減速器是把電機(jī)輸出的速度減至符合測(cè)井需求,同時(shí)可以加大轉(zhuǎn)軸的力矩,提高卷筒的提升力。此減速器采用少齒差行星輪減速器,其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單緊湊,體積小,速比大。加工成本低。它由輸出軸、行星輪、內(nèi)齒輪、圓柱銷軸、銷軸套和偏心套組成。為了保證行星輪的平衡性能和受力均勻,減少摩擦。設(shè)計(jì)時(shí)采用兩個(gè)互成180°的行星輪,并在這兩行星輪上沿圓周均勻作若干個(gè)圓柱銷孔。同時(shí)在輸出軸的圓盤上也相應(yīng)均勻作若干個(gè)圓柱銷,這些圓柱銷插入行星輪上相對(duì)應(yīng)的銷孔中。圓柱銷上裝有活動(dòng)的銷軸套,以減小磨損。

        3 剎車裝置

        剎車裝置包括自動(dòng)剎車和手動(dòng)剎車。當(dāng)電機(jī)停機(jī)時(shí),通過自動(dòng)剎車裝置自動(dòng)鎖住電纜圈筒。自動(dòng)剎車主要由固定板、固定齒輪、摩擦片、頂圈、拉桿、棘輪和棘爪組成(圖3)。

        圖3 剎車裝置

        固定板固定在減速器的輸出軸上,電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),固定板隨著輸出軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。電機(jī)停止時(shí),通過減速器的自鎖功能,減速器輸出軸就會(huì)固定不動(dòng),此時(shí)固定板也會(huì)固定在輸出軸。棘輪用軸承裝在輸出軸上,棘輪可以在軸上轉(zhuǎn)動(dòng)。固定齒輪與輸出軸是通過梯形螺紋連接,不能在輸出軸上滑動(dòng),只能通過螺紋旋轉(zhuǎn)來移動(dòng)。棘輪的兩面裝有摩擦片,頂圈固定在輸出軸上。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),通過拉桿拉動(dòng),棘輪和棘爪脫開,固定齒輪與棘輪上的摩擦片松開,與頂圈壓在一起。此時(shí),固定板,固定齒輪就會(huì)與輸出軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)電機(jī)停機(jī)時(shí),通過拉桿拉動(dòng)棘爪,同時(shí)固定齒輪也會(huì)在軸出軸上移動(dòng)向安有摩擦片的棘輪緊壓,進(jìn)而再向固定板緊壓??炕ハ鄩褐飘a(chǎn)生摩擦力,把固定齒輪固定,進(jìn)而固定其他的傳動(dòng)部件。受擠壓力越大,產(chǎn)生的摩擦力就越大,剎車就越牢固。

        手動(dòng)剎車采用漲式制動(dòng)剎車,此方式結(jié)構(gòu)簡單,價(jià)廉,維修維護(hù)方便。通過凸輪機(jī)構(gòu)緊壓制動(dòng)鼓產(chǎn)生摩擦力而起制動(dòng)作用。

        4 張力報(bào)警裝置

        在排線裝置或卷筒上安裝壓力傳感器,由此傳感器隨時(shí)檢測(cè)到電纜的受力情況。當(dāng)電纜受力大于設(shè)定張力時(shí),此機(jī)構(gòu)這會(huì)發(fā)出報(bào)警顯示或聲音。

        5 電機(jī)的選用

        變頻電機(jī),通過調(diào)節(jié)電源的頻率來調(diào)節(jié)電機(jī)的速度,此調(diào)節(jié)為無極調(diào)節(jié),范圍大。但由于使用了變頻器,變頻器會(huì)對(duì)其它電子線路件產(chǎn)生干擾。設(shè)計(jì)時(shí)要盡量把變頻器遠(yuǎn)離電子線路就可減少變頻器的干擾。普通電機(jī)對(duì)其它電子線路干擾小,而且電機(jī)成本低。但調(diào)速時(shí)如果通過電壓來調(diào)速的話,當(dāng)速度低時(shí),電壓變小,輸出的功率小,扭矩就小。為了獲得輸出功率恒定,扭矩不變而又可變速,只有通過減速器來實(shí)現(xiàn)。減速器可以設(shè)計(jì)成幾檔,這樣減速器的結(jié)構(gòu)就復(fù)雜,加工成本高。

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