一種換向減速機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油田機(jī)械采油設(shè)備，尤其是不依賴電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)換向的長行程抽油機(jī)使用的換向減速機(jī)。也適合其它需要正反轉(zhuǎn)或做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械使用。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)的抽油機(jī)，分為游梁抽油機(jī)和無游梁抽油機(jī)兩種。典型的游梁抽油機(jī)是四連桿結(jié)構(gòu)，這種抽油機(jī)利用四連桿機(jī)構(gòu)將電動(dòng)機(jī)的單向圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為懸點(diǎn)的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，這種結(jié)構(gòu)的主要缺點(diǎn)一是能耗較高，二是不適合行程過長，三是無法實(shí)現(xiàn)精確平衡，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)高配，大馬拉小車。
[0003]無游梁抽油機(jī)是發(fā)展的趨勢(shì)這已是業(yè)界的共識(shí)，無游梁抽油機(jī)又有電機(jī)換向和機(jī)械換向之分。目前幾種主要的無游梁抽油機(jī)，如鏈條機(jī)、皮帶機(jī)、環(huán)形齒條機(jī)等，雖都屬機(jī)械換向范疇，但因結(jié)構(gòu)復(fù)雜，換向沖擊等原因，使耐用性變差；電機(jī)換向的無游梁機(jī)，是采用電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的方式，實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)懸點(diǎn)的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的，但這種頻繁的電動(dòng)機(jī)啟停，勢(shì)必造成電動(dòng)機(jī)的壽命降低。這兩種類型的無游梁抽油機(jī)，雖然克服了傳統(tǒng)游梁機(jī)的不足，但也帶來了新的問題，就是抽油機(jī)的耐用性變差。
[0004]業(yè)界強(qiáng)烈需要一種不依賴電機(jī)正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)換向，同時(shí)又結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，結(jié)實(shí)耐用的無游梁抽油機(jī)，從而可以實(shí)現(xiàn)任意所需要的沖程，并能兼顧節(jié)能增產(chǎn)需要的新產(chǎn)品。這就是換向減速機(jī)。換向減速機(jī)就是在動(dòng)力源電動(dòng)機(jī)按一個(gè)方向做旋轉(zhuǎn)的情況下，通過這個(gè)換向減速機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)輸出輪的正反向旋轉(zhuǎn)，同時(shí)兼顧減速增扭的作用。
[0005]各種機(jī)理的換向減速機(jī)不斷被設(shè)計(jì)出來，比較合理的是ZL201120297063.X、文獻(xiàn)CN 104295711 A所設(shè)計(jì)的這種換向減速機(jī)，但結(jié)構(gòu)略顯復(fù)雜，傳動(dòng)齒輪較多，自然會(huì)使機(jī)械效率下降，使無游梁抽油機(jī)的節(jié)能效果打了折扣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，用一種更簡(jiǎn)單直接的方法，實(shí)現(xiàn)換向功能，使換向減速機(jī)的結(jié)構(gòu)更加合理、機(jī)械效率進(jìn)一步提高、為抽油機(jī)實(shí)現(xiàn)長沖程大載荷提供簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)手段，從而提高單井效率，使油田節(jié)能增產(chǎn)。
[0007]本發(fā)明的換向減速機(jī)主要利用一根正向旋轉(zhuǎn)和一根反向旋轉(zhuǎn)的中間軸，通過兩組離合器的配合，交替結(jié)合、分離，使動(dòng)力輪流通過兩根中間軸從輸入軸向輸出軸傳遞，從而實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)換向功能。并在傳遞動(dòng)力過程中，通過齒輪的大小變化組合，達(dá)到減速增扭的目的。
[0008]本換向減速機(jī)在中間軸及輸入軸端設(shè)置有計(jì)量角位移的編碼器，編碼器能夠準(zhǔn)確地計(jì)量輸出軸轉(zhuǎn)過的角度，可以使抽油機(jī)的換向不再依賴外部的接觸開關(guān)，而實(shí)現(xiàn)精確換向。
[0009]利用編碼器的功能，可以使離合器在各半軸轉(zhuǎn)速差最接近時(shí)結(jié)合，以減少離合器結(jié)合時(shí)的沖擊和摩損。
[0010]有益的效果:采用上述發(fā)明的換向減速機(jī)生產(chǎn)的抽油機(jī)，將會(huì)
[0011]①、克服傳統(tǒng)游梁抽油機(jī)的諸多缺點(diǎn)，減少四連桿機(jī)構(gòu)機(jī)械效率的損失，從而提高整機(jī)的機(jī)械效率；
[0012]②、使抽油機(jī)容易實(shí)現(xiàn)天平式的精確平衡；
[0013]③、使抽油機(jī)可以精確配置電動(dòng)機(jī)，避免游梁機(jī)電動(dòng)機(jī)高配帶來的投資增加和電機(jī)效率下降的能量損失；
[0014]④、使抽油機(jī)可以輕易實(shí)現(xiàn)長行程和大載荷。行程的長短只受限于井下抽油栗的行程和支撐塔架的高度與強(qiáng)度；
[0015]⑤、解決了鏈條機(jī)等換向時(shí)的沖擊和易損問題，并使抽油機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本降低；
[0016]⑥、避免了電機(jī)換向抽油機(jī)的電機(jī)頻繁啟停而給電機(jī)帶來的損害，避免了電機(jī)損壞；
[0017]⑦、可以做到象游梁機(jī)一樣的長使用壽命。
[0018]⑧、與ZL201120297063.X和CN 104295711 A相比，因?yàn)闇p少了嚙合齒輪組數(shù)，所以提高了機(jī)械傳動(dòng)效率，可以進(jìn)一步節(jié)約能源。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明換向減速機(jī)的三維立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明換向減速機(jī)的結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)圖；
【具體實(shí)施方式】
[0021]圖1中共有四根軸，分別是:動(dòng)力輸入軸(2)、第一中間軸(3)、第二中間軸(4)、動(dòng)力輸出軸(5)，分別通過軸承固定在機(jī)器的殼體上。
[0022]圖1中用到兩組離合器，分別是第二離合器(12)、第一離合器(13)，每組離合器又分為兩部分，由機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)其結(jié)合或分離。
[0023]圖1中的皮帶輪(I)一端連接動(dòng)力源電動(dòng)機(jī)，另一端固接至動(dòng)力輸入軸(2)，動(dòng)力輸入軸(2)固接著主動(dòng)齒輪(6)，主動(dòng)齒輪(6)與第一中間軸(3)上固接的第一輸入齒輪(7)相嚙合，第一輸入齒輪(7)又與固接在第二中間軸(4)上的第二輸入齒輪(10)相嚙合；當(dāng)動(dòng)力源電動(dòng)機(jī)按某一固定方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，主動(dòng)齒輪(6)帶動(dòng)第一輸入齒輪(7)旋轉(zhuǎn)，第一輸入齒輪
(7)帶動(dòng)第二輸入齒輪(10)旋轉(zhuǎn)，第一輸入齒輪(7)與第二輸入齒輪(10)轉(zhuǎn)速相等，旋轉(zhuǎn)方向相反。
[0024]第一中間軸(3)、第二中間軸(4)分別由兩個(gè)半軸組成，兩個(gè)半軸分別固接第二離合器(12)或第一離合器(13)的一端，這樣，一根中間軸就由離合器一分為二，當(dāng)?shù)诙x合器
(12)或第一離合器(13)結(jié)合時(shí)，中間軸就成為一根軸，同步旋轉(zhuǎn)，當(dāng)?shù)诙x合器(12)或第一離合器(13)分離時(shí)，中間軸就分為兩段，各自轉(zhuǎn)動(dòng)，相互不產(chǎn)生影響。
[0025]第一中間軸(3)在第一離合器(13)的從動(dòng)端，固接著第一輸出齒輪(8)，第二中間軸(4)在第二離合器(12)的從動(dòng)端，固接著第二輸出齒輪(9)，第一輸出齒輪(8)和第二輸出齒輪(9)，分別與動(dòng)力輸出軸(5)上固接的轉(zhuǎn)換齒輪(11)相嚙合，這種嚙合結(jié)構(gòu)，決定了第一輸出齒輪(8)和第二輸出齒輪(9)始終是轉(zhuǎn)速相同，但旋轉(zhuǎn)方向相反。
[0026]動(dòng)力輸出軸(5)的兩端各固接一個(gè)動(dòng)力輸出齒輪(14)，用以輸出力矩至抽油機(jī)的卷繩滾筒。
[0027]以油田抽油機(jī)為例的工作過程為:當(dāng)動(dòng)力源電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)皮帶輪(或者不通過皮帶輪，電動(dòng)機(jī)直接鍵連接至動(dòng)力輸入軸(2)，視電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速而定)按某個(gè)固定的方向旋轉(zhuǎn)(為了描述方便，此處假設(shè)皮帶輪按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，并簡(jiǎn)稱正轉(zhuǎn))時(shí)，固接在同一根動(dòng)力輸入軸
(2)上的主動(dòng)齒輪(6)也正轉(zhuǎn)，與主動(dòng)齒輪(6)相嗤合的第一輸入齒輪(7)則反轉(zhuǎn)，與第一輸入齒輪(7)相嚙合的第二輸入齒輪(10)則為正轉(zhuǎn)。當(dāng)本機(jī)器工作時(shí)，這三個(gè)齒輪(6、7、10) —直保持不變的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，即主動(dòng)齒輪(6)正轉(zhuǎn)、第二輸入齒輪(10)也正轉(zhuǎn)、第一輸入齒輪(7)就反轉(zhuǎn)。
[0028]工作過程中，由微處理器控制兩組離合器(12、13)的開合，兩組離合器不能同時(shí)結(jié)合，只能是一個(gè)吸合，另