CN106090159B - 机械无级双向调速装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油田抽油机设备领域,尤其涉及一种机械无级双向调速装置,包括壳体、主动轴、从动轴、主动轮、从动轮和皮带,主动轴和从动轴通过轴承安装在壳体上,主动轮和从动轮分别通过平键安装在主动轴和从动轴上,皮带绕在主动轮和从动轮的外侧,所述的主动轮和从动轮的结构相同,均由一个中间轮和位于中间轮两侧的两个边轮组成,中间轮和边轮分别通过平键安装在相应的轴上,中间轮的两侧以及边轮上与中间轮相对的一侧设置有圆锥状结构。本发明将现有的无级调速装置改造成了双皮带结构,在同样情况下,可传递的最大扭矩是现有技术的两倍,减轻了单根皮带的负荷,延缓了皮带的磨损,从而大大提高了调速装置的可靠性和皮带更换周期。
Description
技术领域
本发明属于采油工程***领域,尤其涉及一种机械无级双向调速装置。
背景技术
抽油机是油田生产中使用最广泛的一种采油设备。由于井下的液体量是不断变化的,抽油机在使用过程中必须适时、适度的调整冲次,才能使抽油机的生产能力与井下供液能力相匹配,进而发挥最高的泵效。而冲次的调整实质上就是对动力设备输出的转速的调整。
现有技术中,对转速的调整有机械式和电子式两种方式,机械式调整是通过更换不同直径的皮带轮实现的,操作起来相当费力,而且耗时长,电子式调整是通过变频器调整电机转速实现的,这种调整方式虽然操作简单、省力,但变频器的价格昂贵,购置和维护成本均比较高,经济性比较差。
为了兼顾易操作性和经济性,有人将汽车的锥形轮无级调速原理应用到了抽油机上,希望实现经济、可靠、易操作的抽油机无级调速。但抽油机处于大功率设备,无级调速装置在工作时需要传递较大的扭矩。而现有的无级调速装置均为单皮带结构,受皮带物理结构的限制,现有的无级调速装置很难在抽油机上长期、稳定、可靠的工作。另外,现有的无极调速装置在进行调整时,需要根据动力装置输出的转速间接判断调整量和调速比,调整起来不够直观,调整过程耗时比较长。
发明内容
本发明提供一种机械无级双向调速装置,以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:本发明提供了一种机械无级双向调速装置,包括壳体、主动轴、从动轴、主动轮、从动轮和皮带,主动轴和从动轴通过轴承安装在壳体上,主动轮和从动轮分别通过平键安装在主动轴和从动轴上,皮带绕在主动轮和从动轮的外侧,所述的主动轮和从动轮的结构相同,均由一个中间轮和位于中间轮两侧的两个边轮组成,中间轮和边轮分别通过平键安装在相应的轴上,其中中间轮为固定安装,边轮为滑动安装,中间轮的两侧以及边轮上与中间轮相对的一侧设置有圆锥状结构,所述的皮带共有两根,两根皮带分别设置在两组圆锥状结构所形成的夹缝内,皮带的两侧与圆锥面贴合;
所述的主动轴上设置有限位板和楔形块,限位板固定安装在主动轴上,楔形块滑动安装在主动轴上,所述的壳体内设置有驱动架,驱动架通过丝杠安装在壳体上并在丝杠的带动下实现平移运动,驱动架的两侧各设置有与所述的楔形块匹配的楔形拨叉,楔形拨叉为U形结构,楔形拨叉插在所述的限位板与楔形块之间并跨在主动轴的两侧;
所述的从动轴的两侧各设置有一个用于压紧边轮的压紧弹簧,压紧弹簧与壳体之间设置有压板,压板活动安装在从动轴上,壳体上与压板对应的位置设置有调节螺栓,调节螺栓上设置有刻度线。
所述的主动轴的端部设置有皮带轮,所述的从动轴的端部设置有小齿轮。所述的丝杠伸出壳体外的一端上设置有调速手轮,调速手轮驱动丝杠旋转,调速手轮上设置有刻度盘。所述的调速手轮的外侧设置有防护罩,防护罩铰接在壳体上并通过锁紧装置锁在壳体上。
本发明的有益效果为:
1、本发明将现有的无级调速装置改造成了双皮带结构,在同样情况下,可传递的最大扭矩是现有技术的两倍,减轻了单根皮带的负荷,延缓了皮带的磨损,从而大大提高了调速装置的可靠性和皮带更换周期。
2、本发明采用独有楔形块结构对中间轮和边轮的间距进行调整,进而实现调速,速度过渡平缓稳定,调速精确度高。
3、本发明通过调速手轮对驱动架进行调整,操作简单、方便;在调速手轮上设置了刻度盘,通过刻度盘可对速度的调整量进行直观、精确的掌握,与现有技术相比,缩短了速度调整时间,提高了速度调整精度。
附图说明
图1是本发明的内部结构示意图;
图2是本发明的安装结构示意图。
图中:1-防护罩,2-调速手轮,3-丝杠,4-驱动架,5-楔形拨叉,6-限位板,7-主动轴,8-楔形块,9-边轮,10-小齿轮,11-从动轴,12-压紧弹簧,13-压板,14-刻度线,15-调节螺栓,16-皮带,17-中间轮,18-皮带轮,19-壳体,20-减速机,21-大齿轮。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述:
本实施例包括壳体19、主动轴7、从动轴11、主动轮、从动轮和皮带16,主动轴7和从动轴11通过轴承安装在壳体19上,主动轮和从动轮分别通过平键安装在主动轴7和从动轴11上,皮带16绕在主动轮和从动轮的外侧。以上是现有技术中的通用结构。
所述的主动轮和从动轮的结构相同,均由一个中间轮17和位于中间轮17两侧的两个边轮9组成,中间轮17和边轮9分别通过平键安装在相应的轴上,其中,中间轮17为固定安装,边轮9为滑动安装,中间轮17的两侧以及边轮9上与中间轮17相对的一侧设置有圆锥状结构,所述的皮带16共有两根,两根皮带16分别设置在两组圆锥状结构所形成的夹缝内,皮带16的两侧与圆锥面贴合。
如上所述,本发明将现有的无级调速装置改造成了双皮带结构,在同样情况下,可传递的最大扭矩是现有技术的两倍,减轻了单根皮带的负荷,延缓了皮带16的磨损,从而大大提高了调速装置的可靠性和皮带16更换周期,解决了现有的抽油机无级调速机构使用寿命短,运行不可靠的问题。
所述的主动轴7上设置有限位板6和楔形块8,限位板6固定安装在主动轴7上,楔形块8滑动安装在主动轴7上,所述的壳体19内设置有驱动架4,驱动架4通过丝杠3安装在壳体19上并在丝杠3的带动下实现平移运动,驱动架4的两侧各设置有与所述的楔形块8匹配的楔形拨叉5,楔形拨叉5为U形结构,楔形拨叉5插在所述的限位板6与楔形块8之间并跨在主动轴7的两侧。本发明采用独有楔形块结构对中间轮17和边轮9的间距进行调整,进而实现调速,工作过程为:楔形拨叉5在丝杠3的驱动下***限位板6与楔形块8之间的楔形空隙,继而推动楔形块8和边轮9向靠近中间轮17的方向运动,中间轮17与边轮9之间的夹缝变小,使得皮带16向主动轮的外缘移动,从而使主动轮的有效驱动半径增大,从而实现无极调速。
楔形拨叉5的两侧均为面接触,与点接触或线接触的结构形式相比,运动传递更平稳,更可靠,调速精确度也更高。采用一个驱动架4驱动两个楔形拨叉5同步运动,可实现对两个边轮9的同步调整,由此使得主动轮上的两组皮带槽的有效驱动半径时刻保持一致,进而保证了两根皮带16均匀受力,均匀磨损,防止两根皮带16磨损不同步的情况发生。
所述的从动轴11的两侧各设置有一个用于压紧边轮9的压紧弹簧12,压紧弹簧12与壳体19之间设置有压板13,压板13活动安装在从动轴11上,壳体19上与压板13对应的位置设置有调节螺栓15。
调节螺栓15上设置有刻度线14,使得压紧弹簧12的调整幅度更直观明了,从而便于工作人员掌握设备的调整经验,减少调整时间。
所述的主动轴7的端部设置有皮带轮18,皮带轮18与抽油机的驱动电机通过皮带连接,所述的从动轴11的端部设置有小齿轮10,小齿轮10与安装在减速机20的输入轴上的大齿轮21连接,从而构成了完整了驱动机构;通过小齿轮10与大齿轮21实现本发明与减速机20的连接,进一步提高了驱动机构整体的减速比,从而降低了对电机扭矩的要求。
所述的丝杠3伸出壳体19外的一端上设置有调速手轮2,调速手轮2驱动丝杠3旋转,调速手轮2上设置有刻度盘。通过调速手轮2对驱动架4进行调整,操作简单、方便;在调速手轮2上设置了刻度盘,通过刻度盘可对速度的调整量进行直观、精确的掌握,与现有技术相比,缩短了速度调整时间,提高了速度调整精度。
所述的调速手轮2的外侧设置有防护罩1,防护罩1铰接在壳体19上并通过锁紧装置锁在壳体19上。由于抽油机均设置在野外,经常有人出于好奇对抽油机各部件进行触碰,甚至是误操作,带有锁紧装置的防护罩1,可有效防止非工作人员对调速手轮2进行误操作或恶意操作,从而消除了上述情况对油田生产的不利影响。
Claims (2)
1.一种机械无级双向调速装置,包括壳体(19)、主动轴(7)、从动轴(11)、主动轮、从动轮和皮带(16),主动轴(7)和从动轴(11)通过轴承安装在壳体(19)上,主动轮和从动轮分别通过平键安装在主动轴(7)和从动轴(11)上,皮带绕在主动轮和从动轮的外侧,其特征在于:所述的主动轮和从动轮的结构相同,均由一个中间轮(17)和位于中间轮(17)两侧的两个边轮(9)组成,中间轮(17)和边轮(9)分别通过平键安装在相应的轴上,其中,中间轮(17)为固定安装,边轮(9)为滑动安装,中间轮(17)的两侧以及边轮(9)上与中间轮(17)相对的一侧设置有圆锥状结构,所述的皮带(16)共有两根,两根皮带(16)分别设置在两组圆锥状结构所形成的夹缝内,皮带(16)的两侧与圆锥面贴合;
所述的主动轴(7)上设置有限位板(6)和楔形块(8),限位板(6)固定安装在主动轴(7)上,楔形块(8)滑动安装在主动轴(7)上,所述的壳体(19)内设置有驱动架(4),驱动架(4)通过丝杠(3)安装在壳体(19)上并在丝杠(3)的带动下实现平移运动,驱动架(4)的两侧各设置有与所述的楔形块(8)匹配的楔形拨叉(5),楔形拨叉(5)为U形结构,楔形拨叉(5)插在所述的限位板(6)与楔形块(8)之间并跨在主动轴(7)的两侧;
所述的从动轴(11)的两侧各设置有一个用于压紧边轮(9)的压紧弹簧(12),压紧弹簧(12)与壳体(19)之间设置有压板(13),压板(13)活动安装在从动轴(11)上,壳体(19)上与压板(13)对应的位置设置有调节螺栓(15),调节螺栓(15)上设置有刻度线(14);
所述的丝杠(3)伸出壳体(19)外的一端上设置有调速手轮(2),调速手轮(2)驱动丝杠(3)旋转,调速手轮(2)上设置有刻度盘;
所述的主动轴(7)的端部设置有皮带轮(18),所述的从动轴(11)的端部设置有小齿轮(10)。
2.根据权利要求1所述的一种机械无级双向调速装置,其特征在于:所述的调速手轮(2)的外侧设置有防护罩(1),防护罩(1)铰接在壳体(19)上并通过锁紧装置锁在壳体(19)上。
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