CN104803309A - 一种平衡式双向转扬装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种平衡式双向转扬装置，包括机架，支架上设置有传动轴和电机，传动轴上安装有两组驱动轮和两组平衡轮，驱动轮与传动轴传动连接，其中一组驱动轮上卷绕有负重钢绳，另一组驱动轮上卷绕有配重钢绳，两组平衡轮上分别卷绕有平衡钢绳，负重钢绳和配重钢绳在驱动轮上的卷绕方向相反；负重钢绳的一端固定在对应的驱动轮上，另一端与负重连接；配重钢绳的一端固定在对应的驱动轮上，另一端连接有配重箱；平衡钢绳的两端分别与所述负重和所述配重箱连接。由于平衡轮不受电机驱动，当电机驱动负重的上下运动时,配重箱利用自身的重量作反向随动,对整个转扬装置起到平衡的作用，使得转扬装置的稳定性更好。

Description

一种平衡式双向转扬装置
技术领域
本发明涉及一种转扬装置，尤其是一种稳定性更好的平衡式双向转扬装置。
背景技术
转扬装置广泛应用于石油抽油机以及各类起吊装置，目前这类转扬装置一般仅设置有一副钢绳，钢绳的一端固定连接在平衡配重箱上，另一端绕过一个滑轮与负重连接，通过电机驱动滑轮转动来实现负重与平衡配重箱以转扬的方式做上下往复运动，这类转扬装置要求钢绳和滑轮之间必须有较大的摩擦力，当负重较大或在室外的阴雨天气中使用时，钢绳和滑轮之间很容易发生打滑现象，而一旦发生打滑现象，无论是负重还是配重箱自由落体产生的冲击力都可能对设备造成破坏。
本申请在曾申请过名称为“一种双向转扬装置”的中国实用新型专利，专利号为ZL201420320006.2，该双向转扬装置包括依次连接在一起的电机、减速器和曳引轮，连接后的所述电机和所述减速器的传动轴与所述曳引轮同轴，所述曳引轮上卷绕有负重钢绳和平衡钢绳，所述负重钢绳一端固定在所述曳引轮上，并按预定圈数卷绕在所述曳引轮上，另一端与负重连接，所述平衡钢绳一端固定在所述曳引轮上，并按预定圈数卷绕在所述曳引轮上，另一端固定连接有平衡配重箱，所述负重钢绳和所述平衡钢绳在所述曳引轮上的卷绕方向相反。该转扬装置由于负重钢绳和平衡钢绳是分别固定在曳引轮上的，不易发生打滑现象，但是该转扬装置在提升负重时，如果负重的重量小于平衡配重箱的重量，电机可能在平衡配重箱的带动下反转而产生发电现象，影响转扬装置运动的稳定性。因此，该转扬装置仍有进一步改进的空间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种稳定性更好的的平衡式双向转扬装置，该平衡式双向转扬装置是一种在同一传动轴上，具有两种传动方式的转扬装置。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种平衡式双向转扬装置，包括机架，所述支架上设置有水平放置的传动轴和用于驱动所述传动轴转动的电机，所述传动轴上安装有两组驱动轮和两组平衡轮，所述驱动轮与所述传动轴传动连接，所述平衡轮与所述传动轴转动连接，两组所述驱动轮相邻且位于两组所述平衡轮的之间，两组所述驱动轮上都卷绕有负重钢绳和配重钢绳，两组所述平衡轮上分别卷绕有平衡钢绳，所述负重钢绳和所述配重钢绳在所述驱动轮上的卷绕方向相反；所述负重钢绳的一端固定在对应的所述驱动轮上，另一端与负重连接；所述配重钢绳的一端固定在对应的所述驱动轮上，另一端连接有配重箱；所述平衡钢绳的两端分别与所述负重和所述配重箱连接。
作为本发明的一种改进，所述电机和所述传动轴之间依次连接有减速器和联轴器，所述减速器具有刹车机构，所述联轴器为蛇簧联轴器。
作为本发明的一种改进，所述负重钢绳和/或所述配重钢绳在相应的所述驱动轮上卷绕两圈或两圈以上。
作为本发明的一种改进，所述负重钢绳、所述配重钢绳和/或所述平衡钢绳为多层股不旋转钢绳。
作为本发明的一种改进，所述平衡配重箱包括一个或一个以上的标准重量的配重块，所述负重为抽油杆。
作为本发明的一种改进，所述机架上还设置有用于引导所述负重钢绳、所述配重钢绳和/或所述平衡钢绳运动方向的引导轮。
作为本发明的另一种改进，还可以采用皮带代替上述平衡式双向转扬装置中的所述负重钢绳、所述配重钢绳和/或所述平衡钢绳。
采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
本发明的转扬装置在同一传动轴上具有两种传动方式的机构，两组驱动轮是由电机驱动传动轴作正转或反转两组方向转动，而两组平衡轮仅隨负重和配重箱的状态做平衡转动，类似与滑轮，不受电机的驱动。通过在传动轴上设置两组驱动轮和两组平衡轮，当电机驱动负重的上下运动时,配重箱利用自身的重量作反向随动,对整个转扬装置起到平衡的作用，使得转扬装置的稳定性更好。
同时，当电机驱动负重提升时,电机的负载只是负重的重量減去配重箱的重量之差，当电机驱动负重下降时,电机的负载为配重箱的重量減去负重的重量之差，这样电机的负载较小,可以起到节能效果。
此外，由于这种结构的平衡钢绳没有叠挠,平衡钢绳没有受圧，这样平衡钢绳的寿命相对较长。
附图说明
图1为本发明平衡式双向转扬装置的结构示意图；
图2为本发明平衡式双向转扬装置的剖视图，图中省略部分零件；
图3为本发明平衡式双向转扬装置的分解示意图，图中省略部分零件。
图中对应标示如下：
10-支架；                  11-导向轮；
20-传动轴；                21-轴承座；
30-电机；                  31-减速器；
32-联轴器；                40-驱动轮；
41-负重钢绳；              42-配重钢绳；
50-平衡轮；                51-圆柱滚子轴承；
52-平衡钢绳；              60-负重；
70-配重箱。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。
如图1、图2和图3所示，本实施例提供的平衡式双向转扬装置，包括机架10，支架10上设置有水平放置的传动轴20和用于驱动传动轴20转动的电机30。传动轴20通过两个轴承座21安装在支架10上，电机30和传动轴20之间依次连接有减速器31和联轴器32，连接后的电机30、减速器31和联轴器32的输出轴与传动轴20同轴，即电机30、减速器31、联轴器32以及传动轴20位于同一条直线上，这种同轴的直驱式连接方式具有较高的传动效率。
在本实施例中，电机30采用伺服电机，可在控制***的控制下进行顺时针或逆时针方向的转动；减速器31采用行星减速器，且该行星减速器具有刹车机构，与其他类型的减速器相比，行星减速器由于具有一个太阳轮，安装时可让太阳轮与电机的传动轴和曳引轮同轴，传动效率更高；联轴器32为蛇簧联轴器，蛇簧联轴器有利于增加传动的平稳性。上述伺服电机、具有刹车机构的行星加速器以及蛇簧联轴器都为常规的部件，此处不再详述。
传动轴20上安装有两组驱动轮40和两组平衡轮50，驱动轮40与传动轴20传动连接，平衡轮50与传动轴20转动连接，在本实施例中，驱动轮40与传动轴20之间通过键销配合的方式实现传动连接，平衡轮50与传动轴20之间通过安装在两者之间的圆柱滚子轴承51实现转动连接。
两组驱动轮40相邻且位于两组平衡轮50的之间，两组驱动轮40之间、两组平衡轮50之间以及驱动轮40和平衡轮50之间间隔有预定距离，具体距离可以根据实际需要确定。两组驱动轮40上都卷绕有负重钢绳41和配重钢绳42，两组平衡轮50上分别卷绕有平衡钢绳52，负重钢绳41和配重钢绳42在驱动轮40上的卷绕方向相反。负重钢绳41和配重钢绳42在驱动轮40上的卷绕圈数可以根据实际需要确定，优选为两圈或两圈以上，平衡钢绳52在平衡轮50上的卷绕方式优选为单圈卷绕，这样平衡钢绳52不会存在叠挠现象,不会受圧，平衡钢绳52的寿命相对较长。
负重钢绳41的一端固定在对应的驱动轮40上，另一端与负重60连接；配重钢绳42的一端固定在对应的驱动轮40上，另一端连接有配重箱70；平衡钢绳52的两端分别与负重60和配重箱70连接。
为了使得负重60和配重箱70之间有足够间距，本实施例还在机架10上设置有用于引导负重钢绳41、配重钢绳42和/或平衡钢绳52运动方向的引导轮11，负重钢绳41、配重钢绳42和/或平衡钢绳52从对应的驱动轮40或平衡轮50引出后，经导向轮11导向后再与负重60连接，这样，不需要将驱动轮40或平衡轮50设计得太大也能保证负重60和配重箱70之间有足够的间距。
考虑到普通的编织钢绳在拉力的作用下会沿其编织方向产生局部扭转，将其应用于负重钢绳41、配重钢绳42和/或平衡钢绳52时，会使得负重60和配重箱70随着钢绳的扭转方向旋转，力的传递不够稳定，在本实施例中，负重钢绳41、配重钢绳42和/或平衡钢绳52采用了多层股不旋转钢绳，这种钢绳内外层股的编织方向相反，受拉时内外层股上的扭转力相互抵消，确保钢绳在受拉时不会产生扭转现在，传力更加稳定，同时相对于现有的转扬装置常用的扁平钢绳，更不容易磨损或开裂。
在本实施例中，配重箱70包括一个或一个以上的标准重量的配重块，使用者可以根据所需要的平衡配重箱的重量增加或去除配重块，其使用方式类似于砝码。
此外，本实施例的平衡式双向转扬装置还包括用于控制电机30工作时序的控制***，该控制***为常规的***，此处不再详述。工作时，电机30在控制***的控制下进行顺时针或逆时针方向转动，经减速器31减速到预定转速，然后通过联轴器32带动驱动轮40进行与电机30转动方向相同的转动，进而使得负重60或配重箱70相应的上升或下降，同时，平衡轮也在负重60和配重箱70的作用下随动，对整个转扬装置起到平衡的作用，使得转扬装置的稳定性更好。
本实施例的平衡式双向转扬装置，可以适用于油田抽油机，也可以用于适用于其他需要起吊负重的设备，当其应用于油田抽油机是，负重60为抽油杆。
上面结合附图对本发明做了详细的说明，但是本发明的实施方式并不仅限于上述实施方式，本领域技术人员根据现有技术可以对本发明做出各种变形，如采用异步电机代替上述实施例中的伺服电机，或者采用皮带代替上述实施例中的负重钢绳41、配重钢绳42和/或平衡钢绳52。等，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种平衡式双向转扬装置，包括机架，其特征在于，所述支架上设置有水平放置的传动轴和用于驱动所述传动轴转动的电机，所述传动轴上安装有两组驱动轮和两组平衡轮，所述驱动轮与所述传动轴传动连接，所述平衡轮与所述传动轴转动连接，两组所述驱动轮相邻且位于两组所述平衡轮的之间，两组所述驱动轮上都卷绕有负重钢绳和配重钢绳，两组所述平衡轮上分别卷绕有平衡钢绳，所述负重钢绳和所述配重钢绳在所述驱动轮上的卷绕方向相反；所述负重钢绳的一端固定在对应的所述驱动轮上，另一端与负重连接；所述配重钢绳的一端固定在对应的所述驱动轮上，另一端连接有配重箱；所述平衡钢绳的两端分别与所述负重和所述配重箱连接。
2.如权利要求1所述的平衡式双向转扬装置，其特征在于，所述电机和所述传动轴之间依次连接有减速器和联轴器，所述减速器具有刹车机构，所述联轴器为蛇簧联轴器。
3.如权利要求1所述的平衡式双向转扬装置，其特征在于，所述负重钢绳和/或所述配重钢绳在相应的所述驱动轮上卷绕两圈或两圈以上。
4.如权利要求1所述的平衡式双向转扬装置，其特征在于，所述负重钢绳、所述配重钢绳和/或所述平衡钢绳为多层股不旋转钢绳。
5.如权利要求1所述的平衡式双向转扬装置，其特征在于，所述平衡配重箱包括一个或一个以上的标准重量的配重块，所述负重为抽油杆。
6.如权利要求1-5中任一权利要求所述的平衡式双向转扬装置，其特征在于，所述机架上还设置有用于引导所述负重钢绳、所述配重钢绳和/或所述平衡钢绳运动方向的引导轮。
7.一种平衡式双向转扬装置，其特征在于，采用皮带代替如权利要求1-5中任一权利要求所述的平衡式双向转扬装置中的所述负重钢绳、所述配重钢绳和/或所述平衡钢绳。
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