第七章升降机分解

行星式升降机根据内齿圈和行星轮轴的安装位置不同分为第一类和第 二类。第一类行星式升降机的内齿圈与卷筒固定, 行星轮轴一端支撑在 提升制圈上。第二类的内齿圈固定在提升制圈上, 而行星轮轴的一端支撑 在卷筒上,因此造成两类行星式升降机性能上的下列差别: 1. 第一类行星式升降机的传动比小于第二类行星式升降机;
行星式升降机
行星式升降机 锥摩擦传动式升降机
§7-2行星式升降机的组成、类型与工作原理
一、行星式升降机的组成及类型
行星式升降机主要有升降机轴、卷筒、下降抱闸、 行星轮系、提升 抱闸等组成。图示升降机的卷筒用轴承支撑在升降机轴的中部, 其右端 固定有内齿圈。行星轮系为2K-H型。提升制圈用轴承装在升降机轴上。 三个行星轮的轮轴一端支撑在提升制圈上。两抱闸为双制块式，分别套 装在下降制圈和提升制圈的外圆上。
ωa
ωH
下降钻具时，提升手把上抬，放松提升制圈；下降手把处于控制状 态,在钻具重力的作用下，卷筒顺时针转动而放绳，钻具下落。此时由于 内齿圈及中心轮都为顺时针转动，故行星轮也顺时针公转。行星轮的自 转可能有三种情况，即顺时针转动、没有自转、逆时针转动。行星轮的 自转状态不仅与中心齿轮和内齿圈的转速有关，同时与各齿轮的齿数有 关。根据相对运动的原理,推导出三种自转状态的条件为： 当 当
一、 行星轮的支撑方式
齿轮轴式及用轴承支撑式
二、行星轮轴的支撑方式
简支式及悬臂式
三、动力的输入方式
靠近孔口式及远离孔口式
四、卷筒与轴的支撑方式 简支式、复合支承式和共座式
五、卷筒的驱动方式
内齿圈驱动及行星轮轴驱动
六、卷筒的结构
焊接式及铸造式
七、升降机的轴端结构
安装锚头轮、手摇提升装置、 水冷装置、水刹车、加压器及其他 传动装置。
第七章
升 降 机
§7-1 升降机的功用、要求及类型
一、升降机的功用
升降机是钻机的重要工作机构，主要功用是提升和下放钻具、起下套 管、处理孔内事故钻具时，可利用升降机强力起拔钻具和进行其它特种作 业。另外，深孔钻机和大口径钻机可利用升降机提吊孔内钻具,实现减压 钻进。
二、对升降机的要求
1. 升降机的起重量和提升速度要满足升降工艺的要求，尽可能减少升 降作业的时间和尽可能充分利用动力机的功率; 2. 升降机要具有一定的超载能力; 3. 升降机运转要平稳、动作要灵敏、操作要方便、省力。
ωb ωg
ωa
2. 制动钻具
ωg
ωa
ωH
制动钻具时, 将提升手把上抬, 提升抱闸松开提升 制圈; 而将下降手把向下搬, 下降抱闸制动卷筒。卷筒 停止转动。钻具被停留在孔内某一位置。此时由于内齿 圈不能转动, 行星轮除了在中心轮的驱动下逆时针自转 外, 还以顺时针方向绕中心轮公转。
3.下Leabharlann Baidu钻具
ωb ωg
H i 第一类传动比： ab
Zb Za Za
Zb b 第二类传动比： iaH 1
2. 第一类行星式升降机卷筒的转 向与中心轮的转向相反,而第二类的卷筒 转向与中心轮相同; 3. 第二类升降机的受力条件比第 一类升降机好。
二、第一类行星式升降机的工作原理
1.提升钻具 提升钻具时，将下降手把上抬,下降抱闸放松卷筒; 而提升手把下压，抱闸制动提升制圈。由于提升制圈被 制动，行星轮不能自转，轮系变成定轴轮系。中心轮的 顺时针转动带动行星轮逆时针自转。行星轮的转动驱动 内齿圈和卷筒逆时针转动，缠绕钢丝绳，提升钻具。
vt max mv0max
l (m )
6
9-12
〉15
v0max (m / s)
2. 升降机的最低缠绳速度
1
1.5
2
最低缠绳速度取决于动力机的额定功率、有效绳数与大钩的 最大负荷。用下式确定：
vt min m v0 min v0 min Ne z Qdg
3. 调速范围
vt max Rs 3~ 6 vt min
当
nb za zb za na zb za z g nb za zb za na zb za z g
nb za zb za na zb za z g
时, 行星轮没有自转; 时, 行星轮与中心轮转向相同;
时, 行星轮与中心轮转向相反。
§7-3 行星式升降机的结构形式分析
三、升降机的类型
升降机根据传动方式不同,分 为液压传动式和机械传动式两大 类。液压传动式升降机虽然具有 结构简单，无级调速等许多优点， 但需要较高的油压，目前多用于 全液压式钻机。机械传动式升降 机按照结构型式分为锥摩擦传动 式、片式摩擦离合器式、差动轮 系式、 行星轮系式等多种类型。 行星式升降机具有传动平稳、传 动效率高、传动功率大、操作方 便、结构紧凑、工作安全可靠等 优点，是应用最广泛的一种升降 机。
4. 速度档数与中间速度
确定机械传动式升降机的速度档数与中间速度的基本原则是：尽 可能缩短升降钻具的机动时间；尽可能充分利用动力机的功率。 设升降机有m各档，各档速度与一速的比值分别为：
R1
vt 1 v v v 、R2 t 2 、R3 t 3 Rm tm vt 1 vt 1 vt 1 vt 1
Pq
Qdg mh
Qdg KqL
m h
1 2 3 4 5 6
0.97-0.96 0.95-0.93 0.92-0.90 0.90-0.88 0.87-0.85 0.85-0.82
二、 升降机的提升速度
1.升降机的最高缠绳速度 升降机的最高缠绳速度取决于提引器（大钩）许用的最快上升 速度，用下式确定：
八、抱闸（制动器）的结构
1.抱闸的结构形式 带式、半带式、双制块式
2. 抱闸的安装位置
一侧置及两侧置
3. 抱闸的制动方式
外抱式和内涨式 4.抱闸的操作方式 手动、液动和电磁式
5. 抱闸支力点的位置
Pq
Pq
r
R
r
F F
R
a
b
§7-4 升降机的参数选择
一、升降机的最大起重量
依据额定孔深时的最大钻具重量及提升系统的有效绳数确定。
若用所有的档提升钻具，且每次换档时提升速度与提升钻具重 量的乘积都等于升降机的额定功率，即：
vt1Q1 vt 2Q2 vt 3Q3 vtmQM N se
根据上述设定的条件，可以计算出升降机提升钻具的时间系数 与功率利用系数。