自动补偿误差的排丝机构 本实用新型涉及一种钢丝绳的缠绕机构，特别适用于油田试井设备提升系统中的细钢丝的排丝机构。
在油田各种试井设备的提升系统中，往往需要在滚筒上缠绕数千米的钢丝绳，测井时绳端处连接有仪器，随滚筒释放的钢丝绳下到井深为4000～7500米处的井底，通过仪器和地面的测试装置测出井下压力、温度、深度……等数据，测试完后，再将钢丝绳重新缠绕到滚筒上，准备下一个井的测试，这种通过滚筒缠绕和释放钢丝绳的机构，称为排丝机构，在现有的技术中，用于试井设备提升系统的排丝机构有两种，一种是人工排丝，随着滚筒的转动，用人工拉着钢丝在滚筒上进行缠绕释放，其劳动强度大，工作效率低。另一种是通过机械排丝，我国目前采用的是正反扣单丝杠式排丝机构，该机构为：在一具有正反扣螺纹槽的丝杠上装有扶持钢丝的导向架，在导向架内装有一特殊结构而又相当于丝母的导向滑块，卡入在丝杠的螺纹槽中并通过丝杠两端正反螺纹交叉处地园滑过渡槽，使导向滑块能从正螺纹槽进入反扣螺纹槽（或者反之）。当动力通过滚筒，分度挂轮，带动丝杠转动时，由于结构约束其滑块不能同丝杠一道旋转，而被丝杠螺纹沿丝杠轴线推动，使之驱动导向架沿丝杠作往复移动。此种排丝机构虽然可以通过机械运动将钢丝绳缠绕到滚筒上，但并不能将钢丝很理想的多层次的整齐排列在滚筒上。这是因为：首先是钢丝直径存在误差，在滚筒上排列之积累误差甚是可观，其次是丝杠导程有效长度误差和滚筒容丝宽度尺寸的加工误差等，由于各种因素产生的积累误差不能有效的排除，因此在缠绕钢丝的往复运动过程中，当累积误差达到一定极限时，钢丝就会脱离导向装置的约束，造成无规律的乱排，出现挤压和垮迭（钢丝相对于滚筒超前或滞后）的现象，排乱的钢丝在拉力下产生塑性变形，易出现受损折断而发生事故的可能性严重影响钢丝的使用寿命，并且还造成了下井时释放钢丝的难度。
本实用新型的目的是提供一种新型的排丝机构，通过差动补偿误差运动的输入对各种因素产生的累积的误差都能自动地给予补偿，从而能够实现钢丝在滚筒上进行多层次整齐排列的效果，提高了工作效率，并延长钢丝的使用寿命。
本实用新型是通过以下方案来实现的，在排丝机构的导向架中设有误差控制器，差速器和接通电路的行程开关，在丝杠的输出端设有链传动件，变速箱，花键杠、及蜗轮付等构成补偿误差的差动输入，在正常情况下，当无差动补偿运动输入时，可以通过花键杠一端设有的蜗轮付实现差速器的自锁，保持原有的分度排丝运动，当在排丝的过程中出现累积误差而造成钢丝偏摆触动导向架上的误差控制器时，可以通过误差控制器上的行程开关，接通电路将输出的电信号传给变速箱中的双向电磁离合器，经机械传动将动力输入给导向架中的差速器，驱动差速器转动，随着差动的输入，差速器除自身要绕丝杠旋转，同时还将沿丝杠轴向移动，形成两种运动速度的叠加，改变了差速器与丝杠间固有的相对速度，同时也改变了导向架相对于滚筒的轴向移动速度，当钢丝在缠绕过程中发生偏摆，相对滚筒出现超前误差时，差速器与丝杠旋向一致，从而减慢差速器与丝杠的相对转速，达到抵消超前误差的目的。反之出现滞后误差时，由误差控制器输出的电讯号指示电磁离合器变换运动方向，驱使差速器与丝杠的旋向相反，从而加快了差速器与丝杠的相对转速，对于滞后误差给予了补偿，以此而实现了利用差动输入给予的超前或滞后的误差补偿。
本实用新型由于在结构上设计合理，能够对于多种因素造成的累积误差自动的随机给予补偿，从而提高了工作效率，提高了排丝机构运动的平稳性和灵活性，减轻了劳动强度，延长了钢丝的使用寿命，实现了在滚筒上进行多层次，整齐的缠绕钢丝的目的。
下面利用附图进一步说明本实用新型的实施例。
图一是本实用新型的结构示意图；
图二是差速器的结构示意图；
图三是误差控制器结构示意图；
图四是本实用新型差动输入时的电器线路图。
参看图一，动力源将动力传至链轮（1），通过离合器操纵杆（4）将离合器齿轮（3）与链轮内齿套（2）啮合，从而驱动滚筒6转动，滚筒轴的输出端伸出在滚筒壳体5处，并配装有分度挂轮（a、b、c、d）（不同的钢丝直径通过配换不同的分度挂轮来保证），靠齿轮d将动力传至带有正反螺纹槽的丝杠（8），由分度挂轮比和丝杠导程配合来实现滚筒（6）转一转，丝槽的旋转相对轴向推进一个丝径。通过丝杠（8）和差速器（Ⅰ）连接用于牵引约束钢丝的导向架（10），在导向架（10）上设有相互平行的通孔，丝杠（8）光杠（7、7′），花键杠（9）均穿过导向架，各杠之间间隔一定距离，其中光杠（7，7′）固定在支撑架（44）上，丝杠（8）和花键杠（9）的一端均伸出在支撑架（44）外，通过轮系传动连接变速箱（Ⅲ），支撑架（44）是通过螺钉固定在滚筒壳体（5）上，光杠（7、7′）起扶正、支撑导向架的作用，丝杠（8）用来带动导向架（10）往复运动，花键杠（9）用于传递差动输入。导向架（10）上还装有导向轮（20），钢丝从扶正杆（27）伸进后沿导向轮（20）绕一圈从导向轮（20）的上部经误差控制器（Ⅱ）的中间部位伸出后在滚筒（6）上进行缠绕。差速器（Ⅰ）位于丝杠（8）和导向架（10）之间，（其结构参看图二）由轴套（17）滑块（13）、弹簧（12）、丝堵（11）、差速齿轮（19）、紧固螺母（18）组成。轴套（17）上沿径向设有一通孔，滑块（13）装在孔内其上突出部分嵌入在丝杠（8）的螺纹槽中，丝堵（11）通过弹簧（12）对滑块（13）产生一个预压力，可以防止滑块（13）跳槽，在轴套（17）上用键连接一差速齿轮（19），并用紧固螺母（18）锁紧。防止差速齿轮（19）轴向松动。轴套（17）外径通过轴承（15）与导向架（10）连接，两轴承之间装有隔圈（14），轴套（17）的内径与丝杠（8）之间可以采用较松的间隙配合。
差动运动的输入是由丝杠（8）将动力输出后，通过一对链传动（28、29）传至离合器变速箱（Ⅲ），变速箱（Ⅲ）内具有相互平行，并支撑在箱体上的输入轴（32）和输出轴（38），输入轴上装有双向电磁离合器（31）。通过接受误差控制器（Ⅱ）上的行程开关（K1、K2、K3）给予的电信号使电磁离合器变换位置，与左右齿轮（33、34）或（35、36、37）啮合，从而可以获得两个方向的转动，以满足正负误差时需输入正反方向的补偿。变速箱（Ⅲ）的输出轴（38）装有伞齿轮对（39）和蜗轮付（41），蜗轮（42）连接花键轴（9），其花键轴上装有齿轮（43）与差速齿轮（19）啮合，实现差动运动的输入，使差速器（Ⅰ）相对于丝杠（18）进行正向或反向旋转，从而改变了差速器（Ⅰ）与丝杠（8）之间固有的相对转速。蜗轮付（41）的作用是当无需差动输入时，达到自锁的目的，以保证无差动输入时原有的排丝速度。
图三是误差控制器，通过连接板（22）用螺钉或其它类似紧固件固定在导向架（10）上导向轮（20）的前端，它包括底板（21）、转轴（23、23′）、心轴（24、24′）、定轴（25）、弹簧（26）、转轴（23、23′）套在心轴（24、24′）上，其定轴（25）中心线始终与导向架中的导向轮槽中心保持重合。当钢丝偏摆时推动转轴（23、23′）绕心轴（24、24′）转动，从而带动其上装有的三位行程开关（K3）（图一中未示出）与转换行程开关（K1、K2）共同作用，通过电路输送给电磁离合器电信号，这时可进行差动运动的输入随着差动补偿运动的开始，误差控制器可在弹簧作用下恢复平衡位置。
为了调整方便及电路出故障时，不影响排丝，在变速箱（Ⅲ）内的输出轴（38）上，可以安装一个手摇装置，即也可以实现手动的输入及钢丝的排列。
参看图四，（K1、K2）是安装在导向架（10）上的两个转换行程开关，（参看图一中K1、K2的位置）用于导向架（10）的行程换向，当导向架（10）运动至左右两个端点时，依靠导向架（10）的推力，使K1的（a）点，K2的（d）点闭合，并同时使（b、c）两点断开，或者反之。K3是三位行程开关安装在导向架（10）上，由误差控制器（Ⅱ）中转轴（23）的转动来控制。转轴（23）是受偏摆的钢丝推力而转动的，（e.f）分别是接通线路的触点，O是中间断开位置。由（K1.K2.K3）的共同作用，控制变速箱中的双向电磁离合器（31），从而获得一个准确的差动输入。在电路中，设有常开式断电延时继电器（SJ），当（K3）不接通时，双向电磁离合器（31）不工作，而在实际工作中，需要（K3）只是进行瞬时接触，由（SJ）旁路来代替K3延时工作，用以保证补偿误差时所需的时间，由于随着滚筒（6）的转速不同，相同的同步误差所需的补偿时间是不同的，转速越高补偿时间越短，因此在滚筒轴端安装有测速发电机（F）（图一中未示出）通过积分电路来控制串联在（SJ）旁路上的触点（J），转速越高，触点（J）延长工作时间越短。
当导向架（10）在左右两种运动状态的情况下出现超前或滞后误差时（K1.K2.K3）行程开关及双向电磁离合器（31）的相关动作如下：
在排丝的过程中，丝杠（8）沿顺时针方向旋转，导向架（10）此时由右向左运动，K1的（a）点闭合，K2的（d）点闭合，（bc）两点断开，这时，如果导向架（10）相对滚筒（6）的排丝方向处滞后位置，即产生了负误差，偏摆的钢丝就会推动误差控制器（Ⅱ）中的转轴（23）带动（K3）使e点闭合，此时电磁铁T1通电（T2不通）接通双向电磁离合器（31）带动左侧齿轮工作，并将动力传至差速器（Ⅰ）为逆时针方向转动从而导致差速器（Ⅰ）带动导向架（10）加速向左运动，即输入了正的补偿，以使滞后的误差得到了低消同理可分析出，超前的误差，可以通过电磁铁（T2）的工作会给差速器负的补偿，以使超前的误差给予了抵消。