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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