一种动力钳高低速两档驱动机构的制作方法

1.本实用新型涉及油田管用动力钳技术领域，具体涉及一种动力钳高低速两档驱动机构。


背景技术：

2.在油田井口的油管、套管、钻杆螺纹的上、卸扣中，要用到一种液压动力钳动力钳，液压油管主钳主要由主钳和背钳两大部分组成，主钳在上，背钳在下，两部分通过两个前支柱导杆和一个后支柱刀杆连接为一个整体，由支柱导杆上的弹簧支持主钳，上卸螺纹是，背钳夹紧接箍，主钳随同被夹紧的油管，背钳松开接箍，主钳复位对准缺口，完成一次操作。
3.液压动力钳的动力通过行程减速器传递给钳头齿轮，通常经过两级或一级减速，使钳头转动从而带动管具(钻具)旋转。液压钳使用时，在开始认准丝扣或松动丝扣时，需要较低的转速或较高的转矩，之后需要较高的转速提高上紧和拆卸效率，需要对液压钳的传动结构中具有换挡结构，提供高低不同的转速，满足工况需求；目前换挡机构结构复杂，而且这个换挡过程通常是由人工手动扳转拨叉轴实现的，其不适应远程或自动作业，因而需要一种能够远程控制拨叉转动的装置，才能实现高速档、低速档的自动转换。


技术实现要素：

4.本实用新型解决的问题是：传统的动力钳驱动机构不支持远程或自动换挡调节，提供一种可以远程或自动操作的动力钳高低速两档驱动机构。
5.本实用新型通过如下技术方案予以实现，一种动力钳高低速两档驱动机构，包括主钳壳体、液压马达、主动轴、中间轴、从动轴；所述主动轴、中间轴、从动轴转动连接在主钳壳体上；
6.所述主动轴上从上向下依次套设有第一主动齿轮、花键齿轮、第二主动齿轮、第三主动齿轮，所述第一主动齿轮、第二主动齿轮、第三主动齿轮和主动轴之间可圆周转动的间隙配合，所述花键齿轮和主动通过花键和花键槽连接，所述第二主动齿轮和第三主动齿轮之间通过键连接为相对固定的整体，所述第一主动齿轮、花键齿轮、第二主动齿轮的齿形和模数均一致，所述花键齿轮外套设有可上下滑动的离合套；
7.所述中间轴上设有第一中间齿轮和第二中间齿轮，所述第一中间齿轮和第一主动齿轮啮合，所述第二中间齿轮和第三主动齿轮啮合；
8.所述从动轴上设有从动齿轮，所述从动齿轮和第二中间齿轮啮合，所述从动齿轮还和主钳壳体内的钳头齿轮啮合；
9.所述主钳壳体上还转动连接有拨叉轴，所述拨叉轴上固定连接有拨叉，所述拨叉的连个拨动臂伸入离合套的环形槽中；
10.所述主钳壳体上还通过螺栓可拆卸的连接有摆动油缸，所述摆动油缸的输出端和拨叉轴的一端连接，所述摆动油缸驱动拨叉轴在一定角度内摆动；所述摆动油缸通过油管与由plc控制器控制的液压电磁换向阀连接。
11.在本方案中，由plc控制器控制液压电磁换向阀的阀位，实现摆动油缸的上摆、下摆、停止的工作，摆动油缸驱动拨叉转动，带动离合套上下滑动，当离合套向上滑动时，离合套同时套设在第一主动齿轮和花键齿轮外，此时主动轴的动力由第一主动齿轮传递给中间轴，离合套向下滑动时，离合套同时套设在花键齿轮和第二主动齿轮外，此时主动轴的动力由第三主动齿轮传递给中间轴，中间轴通过第二中间齿轮和从动齿轮啮合将动力依次传递下去，最终驱动钳头齿轮转动。
12.进一步地，为了方便操作和监控，所述plc控制器还连接有人机交互模块。
13.进一步地，为了方便停机时手动操控，所述拨叉轴的另一端伸出主钳壳体外并经过两次弯折形成摇柄形状。
14.进一步地，所述拨叉轴和摆动油缸的输出端通过键连接。
15.进一步地，为了增加动力传递的稳定性，所述从动轴设置有两根，所述主动轴和两根从动轴成品字形布置。
16.本实用新型的有益效果是：
17.本实用新型挂挡主要由摆动油缸驱动拨叉转动，挂挡时，拨叉拨动离合套将花键齿轮与第一主动齿轮或第二主动齿轮联接起来传递扭矩。摆动油缸和液压电磁换向阀通过油管连接，液压电磁换向阀由plc控制器控制，可实现远程自动换挡，人机交互模块可以进行可视化操作。
附图说明
18.图1为本实用新型所述的一种动力钳高低速两档驱动机构的整体结构图；
19.图2为本实用新型所述的一种动力钳高低速两档驱动机构的爆炸图；
20.图3为本实用新型所述的一种动力钳高低速两档驱动机构的液压控制回路图。
21.图中：1主钳壳体；2液压马达；3主动轴；4中间轴；5从动轴；6第一主动齿轮；7花键齿轮；8第二主动齿轮；9第三主动齿轮；10离合套；11第一中间齿轮；12第二中间齿轮；13从动齿轮；14拨叉；15拨叉轴；16摆动油缸；17plc控制器；18液压电磁换向阀；19人机交互模块。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.如图1-3所示，一种动力钳高低速两档驱动机构，包括主钳壳体1、液压马达2、主动轴3、中间轴4、从动轴5；所述主动轴3、中间轴4、从动轴5转动连接在主钳壳体1上；
24.所述主动轴3上从上向下依次套设有第一主动齿轮6、花键齿轮7、第二主动齿轮8、第三主动齿轮9，所述第一主动齿轮6、第二主动齿轮8、第三主动齿轮9和主动轴3之间可圆周转动的间隙配合，所述花键齿轮7和主动通过花键和花键槽连接，所述第二主动齿轮8和第三主动齿轮9之间通过键连接为相对固定的整体，所述第一主动齿轮6、花键齿轮7、第二主动齿轮8的齿形和模数均一致，所述花键齿轮7外套设有可上下滑动的离合套10；
25.所述中间轴4上设有第一中间齿轮11和第二中间齿轮12，所述第一中间齿轮11和第一主动齿轮6啮合，所述第二中间齿轮12和第三主动齿轮9啮合；
26.所述从动轴5上设有从动齿轮13，所述从动齿轮13和第二中间齿轮12啮合，所述从动齿轮13还和主钳壳体1内的钳头齿轮啮合；
27.所述主钳壳体1上还转动连接有拨叉轴15，所述拨叉轴15上固定连接有拨叉14，所述拨叉14的连个拨动臂伸入离合套10的环形槽中；
28.所述主钳壳体1上还通过螺栓可拆卸的连接有摆动油缸16，所述摆动油缸16的输出端和拨叉轴15的一端连接，所述摆动油缸16驱动拨叉轴15在一定角度内摆动；所述摆动油缸16通过油管与由plc控制器17控制的液压电磁换向阀18连接。
29.在本方案中，由plc控制器17控制液压电磁换向阀18的阀位，实现摆动油缸16的上摆、下摆、停止的工作，摆动油缸16驱动拨叉14转动，带动离合套10上下滑动，当离合套10向上滑动时，离合套10同时套设在第一主动齿轮6和花键齿轮7外，此时主动轴3的动力由第一主动齿轮6传递给中间轴，离合套10向下滑动时，离合套10同时套设在花键齿轮7和第二主动齿轮8外，此时主动轴3的动力由第三主动齿轮9传递给中间轴8，中间轴8通过第二中间齿轮12和从动齿轮13啮合将动力依次传递下去，最终驱动钳头齿轮转动。
30.在实际应用中，为了方便操作和监控，所述plc控制器17还连接有人机交互模块19。
31.在实际应用中，为了方便停机时手动操控，所述拨叉轴15的另一端伸出主钳壳体1外并经过两次弯折形成摇柄形状。
32.在实际应用中，所述拨叉轴15和摆动油缸16的输出端通过键连接。
33.在实际应用中，为了增加动力传递的稳定性，所述从动轴5设置有两根，所述主动轴3和两根从动轴5成品字形布置。
34.本实用新型的工作原理：
35.本实用新型所述的一种动力钳高低速两档驱动机构中齿轮传动轮系由一系列齿轮组成，输出两种速度，在实施例中，第一主动齿轮6、花键齿轮7、第二主动齿轮8的齿数为16，所述第三主动齿轮9齿数为32，所述第一中间齿轮11齿数为34，第二中间齿轮12的齿数为20，所述从动齿轮13的齿数为28，低速为两级减速，总传动比为1∶2.975，高速级为一级减速，传动比为1:0.875，高、低速比为3.4。挂挡主要由摆动油缸16驱动拨叉14转动，挂挡时，拨叉14拨动离合套10将花键齿轮7与第一主动齿轮6或第二主动齿轮7联接起来传递扭矩。摆动油缸16和液压电磁换向阀18通过油管连接，液压电磁换向阀18由plc控制器17控制，可实现远程自动换挡，人机交互模块19可以进行可视化操作。
36.综上所述，本实用新型所述的一种动力钳高低速两档驱动机构具有结构简单，可以实现远程或自动换挡的优点，减少人工。
37.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施方式只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。