刘劲苍，范岳柏

(湖南省地勘局探矿机械研制中心，长沙 410100)

0 引言

当前用于钻机绞车的驱动方式分为两种，分别为电机驱动和液压马达驱动[1]。由于用于油气勘探的钻机需要在高瓦斯浓度的环境下作业，采用电机驱动的钻机绞车很有可能产生电火花引起安全事故，因此适用于油气勘探钻机的绞车应当采用液压为驱动方式[2,3]。钻机绞车减速箱的设计应当满足小型化的应用要求，在满足小传动比的前提下，本文通过计算对绞车减速箱进行了优化设计。

1 绞车减速箱的设计计算

1.1 减速箱传动比计算

对绞车的总传动效率进行计算，如式(1)所示：

η=η1·η2·η3

(1)

式中：η为绞车的总传动效率；η1为联轴器传动效率，取值0.995；η2为齿轮传动效率，取值0.995；η3为滚动轴承的传动效率，取值0.980。

则绞车总传动效率η=0.971。

总传动比的计算如式(2)所示：

(2)

式中：i为减速箱总传动比；M为单侧最大驱动力矩，M=52300 N·m；T为采用的液压驱动马达的额定转矩，T=15 333 N·m。

将总传动效率η代入式(2)，可以得到适用于油气勘探的钻机减速齿轮的总传动比i=3.516。

通过上述计算可以看出，减速箱的传动比很小，在进行减速箱设计时，采用一级齿轮减速就可以满足使用的要求，同时绞车不能过多占用钻台的面积，因此减速箱体积也必须很小。

1.2 减速箱齿轮设计计算

1.2.1 初定齿轮参数

根据设计要求，选用斜齿圆柱齿轮作为减速箱的传动齿轮，这是因为与直齿圆柱齿轮相比，在相同条件下斜齿齿轮的尺寸更小。表1所示为选用的斜齿齿轮的相关参数，设计中采用7级精度，初定螺旋角β=14°。……