коробка перемены передач

Формула изобретения

Коробка перемены передач преимущественно для спуско-подъемных агрегатов каротажных подъемников, содержащая корпус, центральный вал, передачу коническими колесами, главную передачу, передачу реверса и две планетарные передачи, а также муфты, установленные с возможностью взаимодействия с указанными передачами, отличающаяся тем, что главная передача содержит колесо, образующее внутреннее зацепление с шестерней, на наружной цилиндрической поверхности колеса размещен башмак, имеющий ответную цилиндрическую поверхность и скос, образующий клиновой зазор между взаимодействующими поверхностями башмака и колеса, причем башмак зафиксирован относительно корпуса винтом, который установлен таким образом, что геометрическая ось этого винта делит цилиндрическую поверхность башмака на две неравные части, большая из которых сопряжена со скосом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения преимущественно для спуско-подъемных агрегатов каротажных подъемников и может быть использовано в устройствах для спуско-подъемных операций при каротаже нефтяных, газовых и других скважин.

Известна планетарная двухрядная коробка передач (АС СССР № 665159, F16H 3/44, 30.05.79 г.), содержащая две планетарные передачи, водила и центральные колеса которых соединяются зубчатыми муфтами, осуществляющими различные комбинации кинематической схемы.

Недостатками этого устройства являются невозможность осуществления привода в условиях, когда оси коробки передач и привода не параллельны, и сложность конструкции узлов управления режимами.

Известна планетарная коробка передач (АС СССР № 1227863, F16H 3/44, 30.04.86 г.), содержащая последовательно расположенные планетарные передачи, четыре тормоза и муфты. Устройство обладает большими кинематическими возможностями.

Недостатками этой конструкции являются сложность механизма и необходимость использования многопозиционной системы управления, а большое количество возможных передаточных отношений не всегда актуально.

Известна двухскоростная коробка передач (АС СССР № 1493834, F16H 3/44, 15.07.89 г.), содержащая планетарные передачи и муфты, управляемые механизмом переключения. Данное устройство принято в качестве прототипа.

Недостатками этого устройства являются отсутствие возможности привода под углом к оси устройства, а также отсутствие механизма, обеспечивающего реверс, что ограничивает функциональные возможности.

Задачей изобретения является повышение надежности и эксплуатационных характеристик коробки перемены передач (КПП). Поставленная задача решается коробкой перемены передач, содержащей корпус, центральный вал, передачу коническими колесами, главную передачу, передачу реверса и две планетарные передачи, а также муфты, установленные с возможностью взаимодействия с указанными передачами, в которой, в отличие от прототипа, главная передача содержит колесо, образующее внутреннее зацепление с шестерней, на наружной цилиндрической поверхности колеса размещен башмак, имеющий ответную цилиндрическую поверхность и скос, образующий клиновой зазор между взаимодействующими поверхностями башмака и колеса, причем башмак зафиксирован относительно корпуса винтом, который установлен таким образом, что геометрическая ось этого винта делит цилиндрическую поверхность башмака на две неравные части, большая из которых сопряжена со скосом.

Такая конструкция обеспечивает возможность привода от источника движения под углом относительно основной оси коробки перемены передач, а также возможность реверса в сравнительно простом механизме. Кроме того, существенно снижаются нагрузки на подшипники и уменьшается масса деталей КПП.

Конструкция КПП поясняется чертежами. На фиг.1 изображен продольный разрез, а на фиг.2 - разрез А-А в плоскости главной передачи.

В корпусе 1 на подшипниках размещен вал центральный 2, на шлицевых участках которого установлены две кулачковые муфты - муфта реверса 3 с кулачками Б и В, муфта перебора 4 с кулачками Г и Д. Концентрично валу 2 установлено колесо реверса 5 с кулачками Е и колесо главной передачи 6 с кулачками Ж, соединенное с солнечным колесом 7, зацепляющимся с сателлитами 8, входящими в зацепление с двухвенцовым эпициклом 9 и установленными на осях водила 10, связанного с солнечным колесом 11, на торце которого имеются кулачки И. Солнечное колесо 11 зацепляется с сателлитами 12, размещенными на осях водила 13, внутри отверстия которого имеются кулачки К. Сателлиты 12 установлены на осях водила 13 и зацеплены с эпициклом 9. Промежуточный вал 14 выполнен заодно с шестерней реверса 15, шестерней главной передачи 16, зацепляющейся с колесом 6, а также колесом 17 конической передачи, взаимодействующим с валом-шестерней 18 с полумуфтой Л. На наружной цилиндрической поверхности колеса 6 размещен башмак 19, опирающийся на винт 20 и имеющий скос со стороны, обращенной в сторону, противоположную скорости скольжения относительно этого колеса (см. рис.2), причем геометрическая ось этого винта делит цилиндрическую поверхность башмака на две неравные части, большая из которых сопряжена со скосом.

В проточках кулачковых муфт 3 и 4 размещены вилки переключателей 21 и 22 с ползунами, входящими в соответствующие отверстия корпуса 1.

Работает коробка перемены передач следующим образом. Положения муфт 3 и 4 обеспечивают пять режимов.

Нейтральный режим положения муфт 3 и 4 соответствует фиг.1. При этом вращение вала-шестерни 18 на центральный вал 2 не передается.

Режим с наименьшим передаточным отношением - соединяются кулачки В и Ж. В этом случае вал-шестерня 18 вращает колесо 17 и промежуточный вал 14, шестерню 16 и колесо главной передачи 6. Вращение передается валу 2.

Режим с большим передаточным отношением - кулачки Е, Б, В и Ж разъединены, а кулачки И и Г соединены. При этом вращение вала-шестерни 18 через колесо 17 и шестерню 16 с колесом 6 передается солнечному колесу 7, сателлитам 8 и водилу 10 и далее на вал центральный 2.

Режим с максимальным передаточным отношением - кулачки Е, Б, В и Ж разъединены, кулачки Д и К соединяются. Случай аналогичен предыдущему, однако в работу вступает вторая планетарная передача, образованная солнечным колесом 11, сателлитами 12, эпициклом 9 и водилом 10.

Режим реверса - кулачки Г, Д, И и К, а также В и Ж разъединены. Соединены кулачки Б и Е, при этом вращение шестерни 18, колеса 17, шестерни 15 воспринимается колесом реверса 5 и передается на вал центральный 2, который вращается в противоположную сторону.

На всех режимах башмак 19 прижимается к колесу 6, погруженному в предварительно залитое в корпус 1 масло, которое, попадая в клиновой зазор между башмаком 19 и колесом 6, создает гидродинамический эффект - создается давление, которое воспринимается колесом 6. При этом радиальная нагрузка во внутреннем зацеплении полностью нейтрализуется, что дает возможность разгрузить подшипники колеса 6 и снизить его массу.

Таким образом, применение разгрузочного устройства в виде башмака, создающего гидродинамический эффект, существенно снижает нагрузки на детали коробки перемены передач, повышая ее надежность и эксплуатационные характеристики.