一種滾筒式換向減速器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種滾筒式換向減速器?，F(xiàn)有換向器體積較大，工作不穩(wěn)定。一種滾筒式換向減速器，包括箱體，箱體具有左腔室和右腔室，所述左腔室內(nèi)設(shè)置有動力輸入軸、第一中間軸和第二中間軸，動力輸入軸上設(shè)置有變向齒輪組，第一中間軸上設(shè)置有換向齒輪組，第二中間軸的一端位于左腔室內(nèi)且其上設(shè)置有第六外齒輪，另一端伸入右腔室內(nèi)并在其端部設(shè)置有第一錐齒輪，第一錐齒輪上嚙合有第二錐齒輪和第三錐齒輪，第二錐齒輪和第三錐齒輪分別位于右腔室內(nèi)的第一輸出軸和第二輸出軸上。本實用新型工作平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單，機器零件便于清洗、潤滑。
【專利說明】一種滾筒式換向減速器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于石油開采機械動力傳遞裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種滾筒式換向減速器。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，抽油機通常需要將電機的圓周運動轉(zhuǎn)換為抽油桿的直線往復(fù)運動，在轉(zhuǎn)換過程中為了減小機器占地面積，通常要求減速器的輸出轉(zhuǎn)動為固定頻率變化的正反向轉(zhuǎn)動，從而對減速器提出了換向的技術(shù)要求，由于液壓換向機構(gòu)占地面積較大，從屬機構(gòu)較多，因此只有在特定需求下才會使用。
[0003]對于利用電機轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速的控制來改變減速器的方向和轉(zhuǎn)速而言，直線電機驅(qū)動的智能抽油機的基本結(jié)構(gòu)由機架、天輪、直線電機(定子、動子)、平衡塊、平衡帶、緩沖彈簧、鋼絲繩、智能控制柜、變頻電源等幾個主要部分組成，通過智能控制柜給定沖程、沖次等工作制度后，啟動直線電機，但是工作時電動機總處于頻繁啟動、停止的工作狀態(tài)，較大的沖擊載荷和電流大大的縮短了電器元件的使用壽命，進而影響到工作效率，而機械換向裝置的可靠度則相對較高。
[0004]利用不同的機械裝置和機械原理，可以有不同的方案來解決換向減速問題，例如西南石油學(xué)院、河南石油勘探局和四川礦山機器廠共同研制的齒輪抽油機為機械換向的臺架式滾筒抽油機。其基本結(jié)構(gòu)是在電動機和滾筒之間的傳動系統(tǒng)中增加一個銷齒行星齒輪機構(gòu)的機械換向裝置，使其減速箱既有減速功能，又有周期性的換向作用，它的輸出軸運動規(guī)律為正轉(zhuǎn)一周、反轉(zhuǎn)一周交替進行。輸入軸通過齒輪傳動使中間軸轉(zhuǎn)動，而齒輪傳動又把中間軸的轉(zhuǎn)動傳遞給雙聯(lián)齒輪，雙聯(lián)齒輪空套在行星軸上，雙聯(lián)齒輪的擺線輪齒與換向齒輪上的銷齒嚙合，行星軸的兩端插人換向齒輪上的封閉凹形內(nèi)槽中，而擺臂的一端空套在中間軸的中部，另一端安裝有行星軸，這樣，行星軸可以隨著擺臂繞中間軸轉(zhuǎn)動，在正常嚙合時，凹形內(nèi)槽限制行星軸的這種轉(zhuǎn)動，擺臂不能轉(zhuǎn)動。此時擺線齒輪與換向齒輪的銷齒玲的嚙合為定軸傳動，即定傳動比傳動，僅當(dāng)凹形外槽允許行星軸帶動擺臂繞中間軸轉(zhuǎn)動時，擺線齒輪作平面運動，雙聯(lián)齒輪與換向齒輪銷齒的嚙合即從內(nèi)嚙合變?yōu)橥鈬Ш希瑥亩鴵Q向齒輪改變旋轉(zhuǎn)方向，使換向減速箱輸出軸亦隨之改變旋轉(zhuǎn)方向，達(dá)到換向的目的。雖然這樣做可以順利的完成換向減速的功能，但是我們的傳動比例受到過大的限制，傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)比較封閉，無法擴展傳動比例，適用范圍較窄。
[0005]寬帶長沖程抽油機的機械自動換向則采用了另一種方法，工作時電動機通過減速器和一對開式齒輪帶動雙卷筒自動換向裝置中的驅(qū)動軸單向正轉(zhuǎn)，該驅(qū)動軸通過換向裝置中撥板的擺動離合作用或帶動左卷筒驅(qū)動盤通過鏈傳動副驅(qū)動左卷筒正轉(zhuǎn)，并通過膠帶使右卷筒隨之反轉(zhuǎn)，或帶動右卷筒正轉(zhuǎn)，并通過膠帶使左卷筒反轉(zhuǎn)，從而達(dá)到減速換向的目的。但是此方法中利用撥片的擺動來實現(xiàn)對轉(zhuǎn)向功能的控制，誤差較大，而且通過膠帶反轉(zhuǎn)的方法可靠性存在一定的風(fēng)險。
[0006]滾筒式抽油機正常工作的關(guān)鍵在于要有一個長期在大負(fù)載和扭矩下能穩(wěn)定的換向機構(gòu)，使得電動機提供的單向圓周運動，在經(jīng)過換向機構(gòu)后輸出轉(zhuǎn)動方向周期性變化的轉(zhuǎn)動，從而確保抽油機的正常工作。電機通過控制輸出電壓的方向可以方便的改變輸出軸的轉(zhuǎn)向，附屬機構(gòu)簡單，結(jié)構(gòu)精巧，但是電機換向沖擊大，能耗高，系統(tǒng)工作周期短，穩(wěn)定性差，通常情況下，電機的最大功率難以直接滿足抽油機的功率需求；液壓換向可以承受大沖擊載荷，換向穩(wěn)定，但設(shè)備體積龐大，需要配備單獨的一套液壓裝置，附屬機構(gòu)臃腫，成本較高，而且從已有設(shè)備來看，長期工作穩(wěn)定性也欠佳，每I年就需要對設(shè)備進行大修；而機械換向在方案上有多種的選擇余地，在功能上既要確保及時換向，也要增強器穩(wěn)定性，不會因為頻繁的超負(fù)荷電壓影響使用壽命，在功能上不會攜帶過于龐大的附屬機構(gòu)，增加設(shè)備成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實用新型的目的是提供一種體積較小，穩(wěn)定性高的滾筒式換向減速器。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是:一種滾筒式換向減速器，包括箱體，箱體具有左腔室和右腔室，所述左腔室內(nèi)設(shè)置有動力輸入軸、第一中間軸和第二中間軸，動力輸入軸上設(shè)置有變向齒輪組，第一中間軸上設(shè)置有換向齒輪組，第二中間軸的一端位于左腔室內(nèi)且其上設(shè)置有第六外齒輪，另一端伸入右腔室內(nèi)并在其端部設(shè)置有第一錐齒輪，第一錐齒輪上嚙合有第二錐齒輪和第三錐齒輪，第二錐齒輪和第三錐齒輪分別位于右腔室內(nèi)的第一輸出軸和第二輸出軸上；
[0009]變向齒輪組包括第一外齒輪和第二外齒輪,第一外齒輪和第二外齒輪分別通過軸承設(shè)置在動力輸入軸上，所述軸承上分別設(shè)置有第一電磁離合器和第二電磁離合器；換向齒輪組包括第三外齒輪、第四內(nèi)齒輪和第五外齒輪；所述第一外齒輪和第三外齒輪外嚙合，第二外齒輪和第四內(nèi)齒輪內(nèi)嚙合，第五外齒輪和第六外齒輪外嚙合。
[0010]所述動力輸入軸為單軸同向輸入，第一輸出軸和第二輸出軸為同徑反向輸出，其最大扭矩為15,000 N * m。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型具有以下有益效果:
[0012](I)本實用新型換向時電機無需停止工作，而且負(fù)載換向所產(chǎn)生的影響由齒輪承受，消極影響明顯減弱；換向控制通過電磁離合器作用，操縱更加智能化；使用更加方便，可調(diào)整行更強；
[0013](2)本實用新型工作平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單，機器零件便于清洗、潤滑。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本實用新型中兩個電磁離合器互鎖控制原理圖。
[0016]其中:1.左腔室；2.右腔室；3.動力輸入軸；4.第一中間軸；5.第二中間軸；6.第一錐齒輪；7.第二錐齒輪；8.第三錐齒輪；9.第一外齒輪；10.第二外齒輪；11.第一電磁離合器；12.第二電磁離合器；13.第三外齒輪；14.第四內(nèi)齒輪；15.第一輸出軸；16.第二輸出軸；17.第五外齒輪；18.第六外齒輪。

【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合【具體實施方式】對本實用新型進行詳細(xì)的說明。
[0018]參見圖1，一種滾筒式換向減速器，包括箱體，箱體具有左腔室I和右腔室2，左腔室I內(nèi)設(shè)置有動力輸入軸3、第一中間軸4和第二中間軸5，動力輸入軸3上設(shè)置有變向齒輪組，第一中間軸上設(shè)置有換向齒輪組，第二中間軸的一端位于左腔室I內(nèi)且其上設(shè)置有第六外齒輪18，另一端伸入右腔室2內(nèi)并在其端部設(shè)置有第一錐齒輪6，第一錐齒輪6上嚙合有第二錐齒輪7和第三錐齒輪8，第二錐齒輪7和第三錐齒輪8分別位于右腔室2內(nèi)的第一輸出軸15和第二輸出軸16上；
[0019]變向齒輪組包括第一外齒輪9和第二外齒輪10,第一外齒輪9和第二外齒輪10分別通過軸承設(shè)置在動力輸入軸3上，所述軸承上分別設(shè)置有第一電磁離合器11和第二電磁離合器12 ;換向齒輪組包括第三外齒輪13、第四內(nèi)齒輪14和第五外齒輪17 ;所述第一外齒輪10和第三外齒輪13外嚙合，第二外齒輪10和第四內(nèi)齒輪14內(nèi)嚙合，第五外齒輪17和第六外齒輪18外嚙合。
[0020]動力輸入軸3為單軸同向輸入，第一輸出軸15和第二輸出軸16為同徑反向輸出，其最大扭矩為15，000 N * m。
[0021]在安裝時，動力輸入軸3與電機連接,在動力輸入軸3上設(shè)置有第一外齒輪9、第一電磁離合器11、第二外齒輪10和第二電磁離合器12，第一外齒輪9和第一電磁離合器11通過軸承設(shè)置在動力輸入軸3上，第二外齒輪10和第二電磁離合器12通過軸承安裝在動力輸入軸3上；第三外齒輪13、第四內(nèi)齒輪14和第五外齒輪17沿軸向依次安裝在第一中間軸4上,其中第一外齒輪9和第三外齒輪13外嚙合,第二外齒輪10和第四內(nèi)齒輪14內(nèi)嚙合；第六外齒輪18和第一錐齒輪6共同安裝在第二中間軸5上，其中第六外齒輪18和第五外齒輪17外嚙合；第二錐齒輪7安裝在第一輸出軸15上，第二錐齒輪7安裝在第二輸出軸16上,第二錐齒輪7和第三錐齒輪8分別與第一錐齒輪6哨合；同時,第一電磁離合器11和第二電磁離合器12分別與單向?qū)ǘO管串聯(lián)，兩者并聯(lián)后與變頻整流器串聯(lián)。
[0022]本實用新型的變速換向動作是這樣實現(xiàn)的，如圖1所示，在滾筒式抽油機中，電動機通過帶輪傳動將單向圓周運動傳遞到動力輸入軸，第一外齒輪9和第一電磁離合器11、第二外齒輪10和第二電磁離合器12分別通過軸承與動力輸入軸3相連，而兩個電磁離合器呈現(xiàn)互鎖狀態(tài)，使其在工作過程中交叉工作。當(dāng)?shù)谝浑姶烹x合器11合緊的同時使第二電磁離合器12松開，第一外齒輪9與第三外齒輪13外嚙合，將動力傳遞給第一中間軸4提供一個圓周方向的轉(zhuǎn)動，第二外齒輪10轉(zhuǎn)動但不起傳動作用；相反，在第一電磁離合器11合緊的同時使第二電磁離合器12松開，第二外齒輪10和第四內(nèi)齒輪14內(nèi)哨合,傳遞第一中間軸4提供另一個圓周方向的轉(zhuǎn)動，第一外齒輪9轉(zhuǎn)動但不起傳動作用，傳遞結(jié)果通過第五外齒輪13與第六外齒輪18嚙合傳遞到第二中間軸5，并經(jīng)過第一錐齒輪6分別與第二錐齒輪7、第三錐齒輪8進行外哨合,通過第一輸出軸15輸出，同樣的運動同時由第二輸出軸16輸出。
[0023]在上述過程中，電磁離合器的換向控制是這樣實現(xiàn)的，如圖2所示，第一電磁離合器11和第二電磁離合器12分別與單向?qū)ǘO管串聯(lián)，兩者并聯(lián)之后與交流電源和變頻整流器串聯(lián)。交流電源輸入周期性變化的電流信號，通過變頻整流器將電流轉(zhuǎn)化為所要求的頻率，當(dāng)變頻整流器輸入高電平時，單向?qū)ǘO管a導(dǎo)通，第一電磁離合器11合緊，單向?qū)ǘO管b斷開，第二電磁離合器12松開，實現(xiàn)互鎖功能；相反，當(dāng)變頻整流器輸入低電平時，單向?qū)ǘO管a斷開，第一電磁離合器11松開，單向?qū)ǘO管b導(dǎo)通，第二電磁離合器12合緊，從而實現(xiàn)互鎖功能。
[0024]本實用新型的變速換向動作是這樣實現(xiàn)的，如圖1所示，在滾筒式抽油機中，電動機通過帶輪傳動將單向圓周運動傳遞到動力輸入軸3，第一外齒輪9和第二外齒輪10安裝在動力輸入軸3上并通過第一電磁離合器11以及第二電磁離合器12進行互鎖控制。第一電磁離合器11合緊的同時使第二電磁離合器12松開，第一外齒輪9與第三外齒輪13外哨合，并傳遞給第一中間軸4提供一個圓周方向的轉(zhuǎn)動，第二外齒輪10轉(zhuǎn)動但不起傳動作用；相反，在第二電磁離合器12合緊的同時使第一電磁離合器11松開，第二外齒輪10和第四內(nèi)齒輪14內(nèi)嚙合，傳遞第二中間軸5提供另一個圓周方向的轉(zhuǎn)動，第一外齒輪9轉(zhuǎn)動但不起傳動作用。傳遞結(jié)果通過第五外齒輪17與第六外齒輪18嚙合傳遞到第二中間軸5，并經(jīng)過第一錐齒輪6分別與第二錐齒輪7、第三錐齒輪8進行外嚙合，通過第一輸出軸15輸出，同樣的運動同時由第二輸出軸16輸出。
[0025]由于離合器電氣互鎖控制系統(tǒng)的引入，電機同一個方向運轉(zhuǎn)，連續(xù)100%工作方式，離合器負(fù)載換向，每分鐘換向8次；即每分鐘4個沖次。兩個輸出軸到達(dá)輸出輪轉(zhuǎn)速16-20轉(zhuǎn)。單邊提升高度8米，每分鐘上下4次。一個動力輸入軸帶動兩個輸出軸，兩個輸出軸安裝直徑1.28米的輪子，兩輸出軸互提20噸的重物。在上述過程中，輸入、輸出傳動比為 50:1?200:1。
【權(quán)利要求】
1.一種滾筒式換向減速器，包括箱體，箱體具有左腔室(I)和右腔室(2)，其特征在于:所述左腔室(I)內(nèi)設(shè)置有動力輸入軸(3)、第一中間軸(4)和第二中間軸(5)，動力輸入軸(3)上設(shè)置有變向齒輪組，第一中間軸上設(shè)置有換向齒輪組，第二中間軸的一端位于左腔室(O內(nèi)且其上設(shè)置有第六外齒輪(18)，另一端伸入右腔室(2)內(nèi)并在其端部設(shè)置有第一錐齒輪(6),第一錐齒輪(6)上哨合有第二錐齒輪(7)和第三錐齒輪(8),第二錐齒輪(7)和第三錐齒輪(8)分別位于右腔室(2)內(nèi)的第一輸出軸(15)和第二輸出軸(16)上； 變向齒輪組包括第一外齒輪(9)和第二外齒輪(10),第一外齒輪(9)和第二外齒輪(10)分別通過軸承設(shè)置在動力輸入軸(3)上，所述軸承上分別設(shè)置有第一電磁離合器(11)和第二電磁離合器(12);換向齒輪組包括第三外齒輪(13)、第四內(nèi)齒輪(14)和第五外齒輪(17);所述第一外齒輪(10)和第三外齒輪(13)外嚙合，第二外齒輪(10)和第四內(nèi)齒輪(14)內(nèi)哨合，第五外齒輪(17)和第六外齒輪(18)外哨合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滾筒式換向減速器，其特征在于:所述動力輸入軸(3)為單軸同向輸入，第一輸出軸(15)和第二輸出軸(16)為同徑反向輸出，其最大扭矩為15，000N * m。
【文檔編號】F16H3/14GK203948578SQ201420390942
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月16日
【發(fā)明者】劉軍強, 王卓宇, 潘慧 申請人:西安工業(yè)大學(xué)