YOTFJ750型液力偶合器反车减速箱

YOTFJ750/875固定导管调速型液力偶合器反车减速箱使用维护说明书济南柴油机股份有限公司JINANDIESELENGINECO.,LTD1第一章概述一、概况现代石油钻机普遍采用液力传动装置，其典型的传动系统为柴油机+液力传动装置+链条并车统一驱动工作机（绞车、转盘、泥浆泵），这种液力传动方案，不仅使动力机组利用率高，而且使各机组运行可靠。随着钻井技术的快速发展，各种新型钻机不断出现，全自动电驱钻机、液压顶驱钻机、电液复合驱动钻机、车载自行钻机等，设计新颖，性能优良，有着很强的时代特征。它们的总体传动一般都采用泥浆泵与绞车、转盘分开独立驱动形式，由柴油机（电动机）驱动泥浆泵的单独机泵组。传统的单机泵组是由柴油机经减速箱、离合器、联组窄V带驱动泥浆泵，体积庞大，系统复杂，而且只能通过调节柴油机的油门或更换泵的缸套来调节排量和泵压，但由于泥浆泵的缸套不宜常换，柴油机也不宜工作在低速区，只能在有限的范围内调节泥浆泵的排量和泵压，不能很好满足钻井工艺的要求。为了解决上述问题，适应新型钻机发展的要求，我公司研制开发了导管调速型液力偶合器反车减速箱。二、型号1、型号表示YOTFJ变型序号：A、B、C…冷却方式：Lsh-联合水冷却Df–单独风冷却安装方式：F-用法兰与柴油机连接D-单独安装液(Ye)力偶(Ou)合器调（Tiao）速型反(Fan)车减(Jian)速箱减速比10倍数工作腔直径750/875mm22、偶合器基本参数表1YOTFJ750/875固定导管调速型液力偶合器反车减速箱技术参数工作腔直径（mm）规格参数750875输入转速（r/min）1000～15001000～1500传递功率范围(kW)600～13001000～3000齿轮减速比2.0～3.32.0～3.3额定滑差率3%～5%调速范围1～1/3离合反映灵敏度8～10s工作油温(℃)≤110℃使用油品6号或8号（环境温度在-20℃以上使用6号液力传动油，环境温度在-20℃以下使用8号液力传动油）冷却方式联合水冷却/单独风冷却外型尺寸（长×宽×高）1600×1300×19701700×1300×2100三、工作原理偶合器反车箱工作原理如附图1所示，当动力机（柴油机或电动机）驱动输入轴（1）和泵轮（4）旋转时，在泵轮（4）叶片的作用下，工作油形成高速高压液流，自轴心向外周流动，然后向心地流入涡轮（2）并使其旋转。从涡轮（2）流出的液流，回到泵轮（4），形成泵轮（4）─涡轮（2）─泵轮（4）.之间不断循环。泵轮（4）将动力机输出的机械能转换成工作液体的动能和压能，涡轮则把工作液体的动能和压能转换成机械能，并通过偶合器后面的减速箱传递给万向轴、泥浆泵。如果当泵轮（4）转速恒定时，工作机通过钻机的机械元件和减速箱施加于偶合器涡轮的负荷增加时，涡轮（2）转速下降；反之，当工3作机施加于涡轮（2）的负荷减小时，涡轮（2）的转速增加。当涡轮转速增加到接近泵轮（4）转速时，涡轮（2）对工作液体的离心力的作用增加，削弱和抵消泵轮（4）对工作液体的离心力的作用，使工作腔中的循环流量急剧减小甚至等于零。因而，偶合器从柴油机吸收的功率也等于零。当泵轮（4）旋转时，通过齿轮对（16）带动供油泵（13）旋转，将工作油经粗滤器（15）、管路（101），从油箱（即下箱体）（17）内抽出，经过滤清器（8）滤清后,压入油冷器（7）进行冷却，而经过油冷器（7）中的工作油的热量被柴油机的冷却水带走，再经管路（103）和从P口进入控制阀（9）。当压缩空气从控制阀（9）上部的Z1/4″接口进入时，将气动活塞（10）和液动活塞（11）压下，并压缩弹簧（12），工作油经控制阀（9）的A口、管路（104）进入偶合器的工作腔中进行能量转换，然后从偶合器O1口回到油箱（17），偶合器处于全充满（即“合“的状态）。此时，动力机的功率通过偶合器和输出轴（6）输出；当压缩空气从控制阀（9）上部的Z1/4″接口泄掉时，气动活塞（10）和液动活塞（11）在弹簧的作用下，向上移动，工作油经控制阀（9）的O2口和管路（105）回到油箱（17），同时偶合器工作腔的A口关闭，即没有工作油经管路（104）进入偶合器工作腔，而偶合器工作腔中残存的工作油，经偶合器固定导管（5）排回油箱（17。此时，动力机驱动偶合器减速箱的主动部分旋转时，偶合器减速箱的从动部分停止旋转，液力偶合器处于全排空（即“离”）的状态。偶合器减速箱具有离合器的功能。450030007002600四、特性曲线4.1功率容量偶合器正车箱的功率容量如图1.1所示，按其输入功率P1(即柴油机的标定功率PC减去风扇功率消耗PCF)和偶合器减速箱的输入转速n1(即柴油机的标定转速nC)，可确定偶合器减速箱的型号。例如，当PC=1100kW，PCF=1100-40=1060kW，而n1=nC=1300r/min时，应选用YOTFJ750型液力偶合器正车减速箱，其减速比可在2.0～3.3范围内选择。图1.1YOTFJ750/875型偶合器功率容量图800900100011001200130014001500160017001800输入转速(r/min)输入功率P1(kW)1000600600180014002200300054.2输出特性图1.2YOTFJ750/875型偶合器无因次输出特性曲线（图中充调阀开度k值依次分别为10%，20%，30%，……，100%）1-递减力矩工作机特性曲线2-恒力矩工作机特性曲线3-直线型力矩工作机特性曲线4-抛物线型力矩工作机特性曲线5-陡升力矩工作机特性曲线五、结构特点液力偶合器反车减速箱具有以下结构特点1.偶合器反车箱采用固定导管调速技术，该技术属国内首创，结构新颖，调速、离合控制灵敏可靠，系统的功能和配置独具自己的特点。2.偶合器反车箱的输出轴在输入轴中心线上方，比输入轴中心高出425mm，与泥浆泵输入轴中心高比较接近，这样柴油机偶合器反车箱机组可采用万向轴与泥浆泵直联方式进行连接。3.采用偶合器反车箱比正车箱少了一组齿轮，传动效率要提高1%左右。4.改进设计了偶合器反车箱的润滑系统，确保偶合器反车箱在叶轮工作腔完全排空时（即泵轮与涡轮完全脱开时），都能够满足轴承系的润滑强度要求。65.柴油机与偶合器反车箱由高弹联轴器联接，安装在一个共用底盘上，并采用了联合加压水冷却，简化了偶合器的冷却系统，减少了辅助功率的消耗，结构紧凑可靠。柴油机冷却系统也重新进行了匹配设计，采用闭式泵腔水泵提高水泵性能；并采用高效大流量风扇和新型折皱式散热器，使用高效热交换器对偶合器工作油进行冷却，确保机组在任何工况下使柴油机的水温、偶合器的油温控制在理想的范围内。六、性能特点（一）液力偶合器反车减速箱性能特点1.安装方便，柴油机偶合器机组和钻井泵可分别实现整体吊装。2.取消了皮带传动，避免了因为皮带拉伸而经常调整皮带弦紧度的弊病。3.具有离合器功能。当柴油机不停机时，且在任何转速下，通过偶合器的冲油和排油，可以在没有任何冲击和磨损的情况下，平稳的进行离合，可以取代气囊离合器，简化传动部件。4.防止动力过载。当输出轴力矩突然增加时，偶合器的滑差会自行增加，甚至当输出轴制动（或卡住）时柴油机仍然可以继续工作而不致于停机，从而保护柴油机、泥浆泵和偶合器反车箱不至于损坏。5.运行可靠、使用寿命长偶合器反车箱是一种以矿物油为介质的柔性传动装置，在运转和离合过程中无任何冲击和磨损，同时还能吸收来自柴油机和泥浆泵的振动。因此，其运行可靠性和寿命明显高于不带偶合器的机械传动装置。提高柴油机及传动系统的寿命40～60%，减弱泥浆泵泵压脉动振幅50%。6.轴承齿轮采用强制飞溅润滑。在箱体上设计有油道，分别对齿轮端面、轴承进行润滑冷却，保证其正常工作。7.偶合器反车箱齿轮系的涡轮轴、输出轴与齿轮内孔的联接，采用油压锥度过盈配合。其特点是：传递力矩大、使用寿命长，安全可靠。78.输入轴和输出轴的轴端采用无接触式离心密封，永无磨损，具有很长的使用寿命。（二）安装方式方案一：联合水冷、法兰连接偶合器反车箱采用联合水冷却，它与柴油机安装在一个公用底座（4）上，其输入端与柴油机通过高弹联轴器（3）相连，具有性能可靠，结构紧凑，移运方便等特点，为柴油机偶合器反车箱机组标准配置形式，是我公司推荐的主导偶合器反车箱机组。图1.3联合水冷、法兰连接（公用底座安装）1-万向轴2-油冷器3-高弹联轴器4-公用底座8方案二：单独风冷、独立安装偶合器反车箱采用单独风冷却，它独立安装在单独底座（4）上，通过万向轴（3）与柴油机联接并通过万向轴（1）与泥浆泵输入端相连。此方案较为灵活，可与不同类型、多种型号的动力机相匹配，也非常适合对单机泵组原配置系统实行改造。只需根据现场工况设计制作一共用橇座，将偶合器反车箱与柴油机连接固定在上面，组成一个模块单元，便于移运安装。图1.4单独风冷、独立安装1-万向轴2-风扇散热器3-万向轴4-单独底座9第二章使用与维护保养一、使用注意事项用户应按本说明书的规定，正确对偶合器反车箱进行维护保养。使用时，操作者应严格遵守以下注意事项：（1）认真阅读本说明书，掌握偶合器反车箱的构造特点及使用操作方法。（2）严格按照本说明书中规定的品种、牌号选用工作油。存放油料的容器应清洁，油料使用前应经沉淀和过滤。（3）注意观察偶合器反车箱仪表数值，在额定工况下运行时，工作油压应在0.15～0.45MPa，工作油温应小于100℃，在与工作机（泥浆泵）分离状态下，偶合器反车箱在额定转速下工作油压应在0.05～0.15MPa。（4）严格执行有关技术保养的规定，按规定认真进行各项技术保养工作。（5）使用过程中应注意柴油机运行状况，运行中如发现异常现象时，应立即查找原因并及时排除。（6）新机超出封存期或老机长期封存重新启用时，不得直接安装使用。启用前，必须全面进行检查。二、工作油1、液力传动油是一种纯度很高的油品，当环境温度高于-20℃时，应使用6号液力传动油，它是一种浅黄色透明的液体；当环境温度低于-20℃时，应使用8号液力传动油，它是一种红色透明的液体。偶合器工作油在储存和使用中要严格管理，置于库房内或干燥通风处，严防杂质、水分混入，以免乳化变质。2、工作油的使用期限和换油（1）在偶合器减速箱新产品的使用初期，使用在50～100小时后，应进行第一次换油；再次使用300～500小时左右后，进行第二次换油（此时换下的油一般经过滤后仍可使用）。（2）每隔3个月对工作油的状况进行一次检查，有条件的，可送化验室10进行取样检查，属于下列情况之一的，必须换油：a、含水量＞0.2％b、在50℃时的黏度比新油高出6厘沲（工程单位制）c、总杂质量（标准苯不溶解物）达到0.2％d、总盐值比新油低5％以上e、有高的盐酸值f、泡沫过多在没有条件的地方，也要按时取油样，检查外观，看是否有乳化现象。若嗅有臭味或颜色变黑，需做腐蚀试验，即在油样内放入铝片、铁片及铜片，在100℃下煮3小时，若发现其中一种金属片腐蚀，该工作油必须更换。需要换油时，最好在偶合器工作油液循环流动停止一段时间后换油，换油时，需同时清洗供油泵进油口的滤网。还要注意是否有磨屑和零件的断裂碎块等，必要时需拆箱做进一步检查。（1）、使用2000小时后，必须换成新油，旧油作废。（2）、新机使用5000小时后，需解体检查，进行中修。3、换油方法（1）、打开观察孔盖；（2）、盘动偶合器输入轴，将泵轮罩外圆放油孔螺钉处，旋转到最下方，放空偶合器工作腔中的工作油。然后打开位于输出端箱体外下部的放油阀和全部放油堵，放净工作油。（3）、关闭放油阀，安装好观察孔盖。（4）、拧下呼吸器，从该处注入新的工作油。（5）箱体上装有油尺，用于检查箱体内的油面高度，方法是：先将油尺抽出，用干净棉纱、擦净尺面。然后重新插入油尺座内，再抽出观察尺面上着油位置。在油尺尺面上刻有三条刻线，柴油机正常使用过程中，箱体内油液面应位于下面两刻线之间。新机起动前，油液面应位于上刻线附近。正常运行后，11液面不得低于下刻线。注意：偶合器使用过程中，应密切监视油液面变化。偶合器使用过程中，若发现油液面出现异