[發(fā)明專利]適用于在車載石油鉆機(jī)上應(yīng)用的具有互鎖性的變速箱換擋機(jī)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310315774.9
• 申請日: 2013-07-25
• 公開（公告）號: CN103343812A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李峰;裴幫;戚文正;李福利;畢欣莉;周旭升
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州機(jī)械研究所
• 主分類號: F16H59/02
• 分類號: F16H59/02;F16H63/34
• 代理公司: 鄭州中民專利代理有限公司 41110
• 代理人: 郭中民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車載石油鉆機(jī)變速箱的換擋設(shè)備，具體說是涉及一種變速箱換擋裝置。

背景技術(shù)

傳動(dòng)變速箱是車載鉆機(jī)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的核心部件，是各工作機(jī)動(dòng)力傳遞的紐帶，關(guān)系到鉆機(jī)的整體布局和鉆機(jī)的重要工作性能。性能良好的傳動(dòng)箱體應(yīng)具有傳遞功率大、效率高。操作靈敏、結(jié)構(gòu)緊湊、使用維護(hù)方便的特點(diǎn)。最大限度的滿足車載鉆機(jī)的移動(dòng)及工藝要求，滿足各工作機(jī)隨需求的轉(zhuǎn)矩及鉆速范圍。

裝機(jī)功率大的車載石油鉆機(jī)變速箱一般采用雙動(dòng)力機(jī)結(jié)構(gòu)，因而都是用齒輪并車廂。大型車載鉆機(jī)因車上工況復(fù)雜，負(fù)荷變化范圍大，需要根據(jù)負(fù)載變化而交替使用單機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)或雙機(jī)并車，為此，在每臺并車箱的輸入端都設(shè)置一套掛合裝置，可以切斷或聯(lián)通發(fā)動(dòng)機(jī)與并車廂間的動(dòng)力傳遞，并車廂的每個(gè)輸出端也根據(jù)工況需要設(shè)有換擋掛合裝置。

根據(jù)工況不同，兩臺發(fā)動(dòng)機(jī)可單機(jī)工作或并車運(yùn)轉(zhuǎn)，四個(gè)輸出端的動(dòng)力可隨意切換但車上車下互鎖。車上作業(yè)時(shí)，必須使并車廂下端驅(qū)動(dòng)前后橋輸出端的掛合裝置處于脫開狀態(tài)。動(dòng)力輸入端間的切換，必須在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)前或者并車廂處于空擋狀態(tài)時(shí)操作，否則將會(huì)引起噪聲或損壞齒輪嚙合零部件。

如圖1、2所示的石油車載鉆機(jī)變速箱是車載鉆機(jī)配套的專用部件，其主要由作為第一動(dòng)力輸入端的第一級軸1、以及通過相互嚙合的齒輪組依次設(shè)置的第二級軸2、第三級軸3、作為車上輸出端的第四軸4、作為第二動(dòng)力輸入端的第五軸5、通過換檔機(jī)構(gòu)對稱設(shè)置在作為動(dòng)力輸出軸的第六軸兩端的前橋輸入端和后橋輸入端6、以及左右箱體等組成。由圖2可知該車載石油鉆機(jī)變速箱換擋主要分為兩個(gè)狀態(tài)：

狀態(tài)?1：???車上輸出端掛合套位于圖2所示右端位置，后橋輸入端掛合套位于圖2所示右端位置（脫開），此時(shí)作為車上輸出端的第四軸向車上輸出端提供動(dòng)力。

狀態(tài)?2：車上輸出端掛合套位于左端位置，后橋輸入端掛合套位于左端位置（掛合），此時(shí)作為第一動(dòng)力輸入端的第一級軸向車上輸出端提供動(dòng)力，作為車上輸出端的第四軸向后橋輸入端提供動(dòng)力。此時(shí)要求控制系統(tǒng)控制作為第一動(dòng)力輸入端的第一級軸和作為車上輸出端的第四軸不同時(shí)工作，即所謂的互鎖狀態(tài)。

動(dòng)力輸入端幾種工作狀況如下：

1、作為第一動(dòng)力輸入端的第一級軸工作時(shí)，車上輸出端最大輸出扭矩為10000NM3。

2、作為車上輸出端的第四軸工作時(shí)，最大輸出扭矩為14000NM。

目前換擋裝置一般應(yīng)用在汽車行業(yè)，類似于如圖3、4所示的單一換擋結(jié)構(gòu)，一般為一檔到5檔的換擋狀態(tài)。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度大，維護(hù)和保養(yǎng)成本高。而車載石油鉆機(jī)變速器的換擋裝置，一般都是利用傳感器來控制電路以實(shí)現(xiàn)換擋。它們的缺點(diǎn)是輸入只有一個(gè)狀態(tài)，意即發(fā)動(dòng)機(jī)只有一個(gè)輸入狀態(tài)的換擋裝置，沒有涉及到輸入有兩個(gè)或者更多的狀態(tài)的換擋，更沒有涉及到雙輸入狀態(tài)時(shí)，換擋裝置如何實(shí)現(xiàn)互鎖，如何產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，相互協(xié)作的狀態(tài)。

單獨(dú)換擋工作的原理：工作時(shí)，用力拉動(dòng)手柄，手柄以固定座為支點(diǎn)通過連接頭使撥叉桿拉動(dòng)撥叉，撥叉掛合在內(nèi)齒套上面，拉動(dòng)撥叉后，撥叉帶動(dòng)內(nèi)齒套實(shí)現(xiàn)不同齒輪的嚙合，當(dāng)內(nèi)齒套從一個(gè)齒輪掛合到另一個(gè)齒輪上時(shí)，在定位槽鋼上用銷軸定位，實(shí)現(xiàn)齒輪的掛合。不同齒輪的掛合實(shí)現(xiàn)不同的速比，最終達(dá)到實(shí)現(xiàn)換擋的目的。單個(gè)的換擋裝置是以上述方式實(shí)現(xiàn)，其換擋方式比較獨(dú)立。

由于車載石油鉆機(jī)變速箱換擋裝置使用在野外和沙漠地區(qū)，工況比較惡劣，首要保證的就是安全、可靠。電路換擋裝置在惡劣的工況下容易導(dǎo)致短路、老化等問題，而汽車用變速箱加工難度大，維護(hù)成本高，不易于拆卸和保養(yǎng)，并且對環(huán)境的要求比較高，不適用于惡劣的工況下。另外，汽車行業(yè)和一般工業(yè)用變速箱換擋裝置都不具有互鎖性。在一些雙輸入以及更多輸入的石油鉆機(jī)變速箱換擋裝置中，為了防止兩個(gè)或者更多的輸入端同時(shí)工作時(shí)損壞電機(jī)，需要有一些互鎖機(jī)構(gòu)，使變速撥叉相互制約。它們的作用是使兩個(gè)輸入端只能有一個(gè)處于工作當(dāng)中，這些互鎖機(jī)構(gòu)能很好的保護(hù)電機(jī)，防止誤工作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的正是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足之處而提供一種適用于在車載石油鉆機(jī)上應(yīng)用的具有互鎖性的變速箱換擋機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的變速箱換擋裝置的作用就是利用限位銷的原理，實(shí)現(xiàn)車載石油鉆機(jī)變速箱中換擋機(jī)構(gòu)的互鎖，當(dāng)動(dòng)力輸入端一工作時(shí)，會(huì)使動(dòng)力輸入端二處于休息狀態(tài)，限制其工作。當(dāng)動(dòng)力輸入端二工作時(shí)，它又會(huì)反過來限制動(dòng)力輸入端一工作，保證只有一個(gè)動(dòng)力輸入端工作，達(dá)到遠(yuǎn)程互鎖，保護(hù)電機(jī)，防止誤操作。

本發(fā)明的目的可通過下述技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)：