专利名称：闭式齿轮传动承载装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种双轴输入闭式齿轮传动承载装置，尤其是一种传递扭矩高、
体积小、本体承载能力大的齿轮传动装置；主要用于石油钻井装备中的顶部驱动系统。
背景技术：
目前，闭式传动的空间硬齿面齿轮传动机构，主要传递任意两轴或多轴间的运动
和动力，传动过程中保证齿轮的强度、耐磨性和寿命，并且要求冲击、振动、噪音尽量小；主
要构造组成包括齿轮总成、箱体、轴承、传动轴、润滑系统；齿轮传动机构的动力输入端一般 为单轴式输入，传动机构只起到传递运动和动力的用途，本体不承受额外重力或承载能力 较小；若传递扭矩较大时，各本体件的重量、体积较大；给制造、安装带来一定困难。
发明内容为了提高闭式空间硬齿面齿轮传动机构本体的承载能力，并尽量减少传动机构本 体的重量、体积；本实用新型是一种精密的闭式硬齿面齿轮传动承载装置；本传动装置传 递扭矩大，本体及输出端承载能力大，齿轮制作精度高；本装置垂直放置使用，主轴下端加 接作业部件，实现重负载、大扭矩旋转、上下移动的作业操作；且与同规格传动机构相比，体 积、重量明显减小。 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是闭式齿轮传动承载装置，由系 统箱体、系统箱盖组成承载体，组装连接提环、专用交流电机、小齿轮、齿轮轴、主轴、承载 轴承、大齿轮、扶正轴承、圆柱滚子轴承、调心滚子轴承、润滑泵组成。系统箱盖、系统箱体 由0型圈、螺栓连接；提环上端固定安装在钻机大钩上，下部与系统箱体由铜套、连结销连 接装配，安装于箱体两端的左右空腔内；专用交流电机对称垂直安装在系统箱盖上的两边； 专用交流电机与一级小齿轮锥度连接；复合齿轮轴上端与系统箱盖通过圆柱滚子轴承相连 接，圆柱滚子轴承为分体式轴承；复合齿轮轴下端与系统箱体通过调心滚子轴承相连接，调 心滚子轴承下端固定于系统箱体轴承孔的端面上，调心滚子轴承上端用内卡簧固定于系统 箱体内；主轴下端连接钻杆，二级大齿轮与主轴配合，并利用定位销和螺栓连接；润滑泵安 装在系统箱体的侧面下部。 主轴上部与上扶正轴承配合，下部与下扶正轴承配合，主轴与扶正轴承、承载轴承 均为过盈配合，轴承的相应端面与主轴台阶端面紧密结合；二级大齿轮与主轴过盈配合。复 合齿轮轴由两套轴承定位，圆柱滚子轴承与复合齿轮轴的配合为过盈配合；调心滚子轴承 与复合齿轮轴的配合为过渡配合，并用圆螺母、止动垫圈紧固；圆柱滚子轴承和调心滚子轴 承相应端面与复合齿轮轴台阶端面紧密结合。专用交流电机与一级小齿轮锥度连接接触面 最少为85%。 本实用新型的有益效果是，在本装置的重量、体积最小的情况下，本装置可以承载 较大的重量，传动系统可以传递最大的运动和动力。以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的俯视图。 图2是闭式齿轮传动承载装置的A-A剖面构造图。 图3是本实用新型的主轴组装结构图。 图4是本实用新型的复合齿轮轴组装结构图。 图5是本实用新型的左视图。 图中，1为系统箱盖，2为系统箱体，3为提环，4为专用交流电机，5为一级小齿轮， 6为复合齿轮轴，7为主轴，8为承载轴承，9为二级大齿轮，10为上扶正轴承，11为下扶正轴 承，12为圆柱滚子轴，13为调心滚子轴承带圆螺母止动垫圈，14为润滑泵。
具体实施方式闭式齿轮传动承载装置，由系统箱体2、系统箱盖1组成承载体，组装连接提环3、 专用交流电机4、小齿轮、齿轮轴、主轴7、承载轴承8、大齿轮、扶正轴承、圆柱滚子轴承、调 心滚子轴承、润滑泵14组成，系统箱盖1、系统箱体2由0型圈、螺栓连接；提环3上端固定 安装在钻机大钩上，下部与系统箱体2由铜套、连结销连接装配，安装于箱体两端的左右空 腔内；专用交流电机4对称垂直安装在系统箱盖1上的两边；专用交流电机4与一级小齿轮 5锥度连接；复合齿轮轴上端与系统箱盖1通过圆柱滚子轴12承相连接，圆柱滚子轴12承 为分体式轴承；复合齿轮轴6下端与系统箱体2通过调心滚子轴承相连接，调心滚子轴承下 端固定于系统箱体2轴承孔的端面上，调心滚子轴承上端用内卡簧固定于系统箱体2内；主 轴7下端连接钻杆，二级大齿轮9与主轴7配合，并利用定位销和螺栓连接；润滑泵14安装 在系统箱体1的侧面下部。 主轴7上部与上扶正轴承10配合，下部与下扶正轴承11配合，主轴7与扶正轴承、 承载轴承8均为过盈配合，轴承的相应端面与主轴台阶端面紧密结合；二级大齿轮9与主轴 过盈配合。 复合齿轮轴6由两套轴承定位，圆柱滚子轴承与复合齿轮轴6的配合为过盈配合； 调心滚子轴承与复合齿轮轴的配合为过渡配合，并用圆螺母、止动垫圈紧固；圆柱滚子轴承 12和调心滚子轴承相应端面与复合齿轮轴6台阶端面紧密结合。 专用交流电机与一级小齿轮5锥度连接接触面最少为85%。 在图1中，系统箱盖1、系统箱体2两者间用0型圈、螺栓连接，各轴承安装孔、定位 孔均为组合后制作，保证同轴度、位置度；提环3上端固定安装在钻机大钩上，提环3下部与 系统箱体2之间的连接装配由铜套、连结销接合，安装在箱体两端的左右空腔内，在钻机大 钩的上下带动下，装置随之上下移动；两台315kW专用交流电机4对称垂直安装在系统箱盖 1上的两边，为装置提供动力；系统箱盖1、系统箱体2为锻钢件，采用合金钢材料，系统箱体 2可承载500吨下拉重量，机械性能要求高，按重载结构设计制作。 在图2所示实施例中，专用交流电机4与一级小齿轮5的连接方式为锥度连接，接 触面最少为85% 。复合齿轮轴6上端与系统箱盖1通过圆柱滚子轴12相连接，圆柱滚子轴 12为便于安装，采用分体式轴承；复合齿轮轴6下端与系统箱体2通过调心滚子轴承13相 连接，调心滚子轴承13下端固定于系统箱体2轴承孔的端面上，调心滚子轴承13上端用内卡簧将其固定于系统箱体2内；主轴7在系统中的定位依靠安装在系统箱盖1内的上扶正 轴承10和安装在系统箱体2内的下扶正轴承11，主轴7下端连接钻杆后的重量是承重通过 承载轴承8作用在系统箱体2上。 在图3中，主轴7为锻钢件，采用合金钢材料，端部承载及承受扭矩较大，机械性能 要求高；各轴承与主轴7的配合均为过盈配合，轴承的相应端面与主轴7台阶端面要紧密结 合；二级大齿轮9与主轴7的配合为过盈配合，并利用定位销和螺栓进行连接。 在图4中，复合齿轮轴6和本装置中所有齿轮均采用特定合金钢，锻造件，制作精 度6级；因传递扭矩大，承载能力要求高，齿轮要在尺寸小、重量轻的前提下，轮齿要保证强 度高、耐磨性好以及使用寿命长；圆柱滚子轴12与复合齿轮轴6的配合为过盈配合；调心 滚子轴承13与复合齿轮轴6的配合为过渡配合，并用圆螺母、止动垫圈紧固；两轴承相应端 面与复合齿轮轴6台阶端面要紧密结合。 在图5中，润滑泵14安装在系统箱体2的侧面下部，以提供润滑油循环动力。 本传动装置标准动力输入配置是用两台315kW的专用交流电机总输入功率为 630kW，对称垂直安装在箱体两边，以提供动力，每一个电机下端有一个输出轴，安装驱动小 齿轮斜齿；本传动承载装置的箱体为传动齿轮和轴承提供了一个密封的润滑油池，轴承和 齿轮由一个安装在箱体上的油泵强制润滑。经油泵过滤后的润滑油通过主承载轴承、扶正 轴承、小齿轮和复合齿轮轴承及齿轮的齿面连续循环。从输入到输出，本机构的传动比为 10.5 : 1 ;两端电机到输出主轴的结构为对称结构为减少振动、噪音、冲击，方便设计、制 作；齿轮总成部分的制作、安装精度要求较高，齿轮加工制作精度要求达到6级， 一级传动 齿轮的啮合间隙要求为0. 1-0. 3， 二级传动齿轮的的啮合间隙要求为0. 15-0. 4 ;主轴的轴 向窜动量为0. 02mm，与其他件连接使用时的同轴度为0. 06mm ;电机上的小齿轮与复合齿轮 轴上的大齿轮相互啮合，复合齿轮轴上的轴齿轮与主轴上大齿轮相互啮合，带动主轴转动， 双电机同向、同速旋转；主承载轴承安装在齿轮箱体的主承载面上，承载轴承上端面与主轴 紧密结合；主轴、承载轴承、箱体均可承受500吨的下拉重量，且主轴传递的瞬间扭矩可达 到68000牛 米。
权利要求闭式齿轮传动承载装置，由系统箱体、系统箱盖组成承载体，组装连接提环、专用交流电机、小齿轮、齿轮轴、主轴、承载轴承、大齿轮、扶正轴承、圆柱滚子轴承、调心滚子轴承、润滑泵组成，其特征在于系统箱盖、系统箱体由O型圈、螺栓连接；提环上端固定安装在钻机大钩上，下部与系统箱体由铜套、连结销连接装配，安装于箱体两端的左右空腔内；专用交流电机对称垂直安装在系统箱盖上的两边；专用交流电机与一级小齿轮锥度连接；复合齿轮轴上端与系统箱盖通过圆柱滚子轴承相连接，圆柱滚子轴承为分体式轴承；复合齿轮轴下端与系统箱体通过调心滚子轴承相连接，调心滚子轴承下端固定于系统箱体轴承孔的端面上，调心滚子轴承上端用内卡簧固定于系统箱体内；主轴下端连接钻杆，二级大齿轮与主轴配合，并利用定位销和螺栓连接；润滑泵安装在系统箱体的侧面下部。
2. 根据权利要求1所述的闭式齿轮传动承载装置，其特征在于主轴上部与上扶正轴 承配合，下部与下扶正轴承配合，主轴与扶正轴承、承载轴承均为过盈配合，轴承的相应端 面与主轴台阶端面紧密结合；二级大齿轮与主轴过盈配合。
3. 根据权利要求1所述的闭式齿轮传动承载装置，其特征在于复合齿轮轴由两套轴 承定位，圆柱滚子轴承与复合齿轮轴的配合为过盈配合；调心滚子轴承与复合齿轮轴的配 合为过渡配合，并用圆螺母、止动垫圈紧固；圆柱滚子轴承和调心滚子轴承相应端面与复合 齿轮轴台阶端面紧密结合。
4. 根据权利要求1所述的闭式齿轮传动承载装置，其特征在于专用交流电机与一级 小齿轮锥度连接接触面最少为85%。
专利摘要本实用新型涉及闭式齿轮传动承载装置，系统箱盖、系统箱体由O型圈、螺栓连接；提环上端固定安装在钻机大钩上，下部与系统箱体由铜套、连结销连接装配，安装于箱体两端的左右空腔内；专用交流电机对称垂直安装在系统箱盖上的两边；专用交流电机与一级小齿轮锥度连接；复合齿轮轴上端与系统箱盖通过圆柱滚子轴承相连接，圆柱滚子轴承为分体式轴承；复合齿轮轴下端与系统箱体通过调心滚子轴承相连接，调心滚子轴承下端固定于系统箱体轴承孔的端面上，调心滚子轴承上端用内卡簧固定于系统箱体内；主轴下端连接钻杆，二级大齿轮与主轴配合，并利用定位销和螺栓连接；润滑泵安装在系统箱体的侧面下部；可以承载较大的重量，可以传递最大的运动和动力。
文档编号H02K7/116GK201474598SQ20092022579
公开日2010年5月19日 申请日期2009年9月7日 优先权日2009年9月7日
发明者李晓明 申请人:山东科鲁斯顶驱装备有限公司