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。