可變扭矩電動機節(jié)能器機構的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的名稱為可變扭矩電動機節(jié)能器機構。屬于電動機機械變扭機構【技術領域】。它主要是解決現有大中型電動機在使用中存在啟動困難、設備正常運轉時電動機的功率富余量過大的問題。它的主要特征是:變扭器包括輸入軸、輸出軸和中間軸,以及七組傳動齒輪和換檔機構;輸入軸(7)上齒輪(8)與中間軸(10)上的齒輪(9)構成常嚙合第一級傳動齒輪,中間軸(10)與輸出軸(23)上的六組齒輪組成二級傳動,最終實現六種工作狀態(tài);輸入軸與離合器連接,輸出軸外端裝有皮帶輪,換檔機構包括上蓋總成和頂蓋總成,通過滑動輸出軸上的齒套完成。本發(fā)明具有提升大型電動機啟動性能和大型提高電動機工作效率的特點,主要是與高壓大中型電動機配套使用。
【專利說明】可變扭矩電動機節(jié)能器機構
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電動機機械變扭機構【技術領域】。具體涉及一種可與在工況比較苛刻、且長時間不間斷工作環(huán)境中使用的高壓大中型電動機配套的可變扭矩電動機節(jié)能器機構。
【背景技術】
[0002]眾所周知,在冶金、化工、石油、輕工、市政等領域,有大量的高壓大中型電動機使用,如鋼鐵廠繞結風機、水泥廠的磨機、油田的抽油機等。所述大中型電機在使用過程中,使用工況比較苛刻,長時間不間斷的工作,并且大都處于野外環(huán)境,而且電機與設備大多采用皮帶輪傳輸動力,有非常大的徑向力,普通的汽車用變速器,無法適應該領域。大型電動機在使用過程中均存在以下兩個問題。
[0003]一是啟動困難。這些電動機主要采用全壓直接啟動、高壓自耦變壓器或高壓電抗器降壓啟動等方式,這些方式分別存在著自身難以克服的困難和問題,影響著電動機的高效運行,造成投資大,耗電高,企業(yè)效率低下等。
[0004]大型電動機啟動時啟動電流很大,易燒電動機,同時電動機啟動時對電網影響大,電網壓降較高,易影響其它設備的正常運行。如果電動機采用降壓啟動,啟動電流較小,但是電動機的轉矩也會減小,電動機的轉矩克服不了負載轉矩,不能夠啟動負載。
[0005]二是設備正常運轉時電動機的功率富余量過大。這為了解決電動機啟動困難,避免啟動時的大電流對電動機的沖擊甚至嚴重過熱,燒毀電動機,在選用電動機時,會采用額定功率較大的電動機,造成項目投資的浪費及生產時電能的損耗。
[0006]因此,為了解決上述大中型電動機使用過程中的問題,本項目研究了一種電動機機械變扭機構,可很好解決大中型電動機使用過程中的問題。
【發(fā)明內容】
[0007]本發(fā)明的目的就是提供一種可安裝在大型電動設備上,提升電動機啟動性能和提高電動機工作效率的可變扭矩電動機節(jié)能器機構。
[0008]本發(fā)明的技術解決方案是:一種可變扭矩電動機節(jié)能器機構,其特征在于:包括變扭器、中間殼體及裝于中間殼體內的離合器;所述的變扭器包括輸入軸、輸出軸和中間軸三根傳動軸,以及構成兩級傳動機構的七組傳動齒輪和換檔機構,其中,輸入軸上的第0.1齒輪與中間軸上的第0.2齒輪構成常嚙合第一級傳動齒輪,中間軸上的第1.1齒輪與輸出軸上的第1.2齒輪構成第一組速比的二級傳動齒輪,類似,第二組速比的二級傳動齒輪為中間軸上的第2.1齒輪與輸出軸上的第2.2齒輪,第三組速比的二級傳動齒輪為中間軸上的第3.1齒輪與輸出軸上的第3.2齒輪,第四組速比的二級傳動齒輪為中間軸上的第4.1齒輪與輸出軸上的第4.2齒輪,第五組速比的二級傳動齒輪為中間軸上的第5.1齒輪與輸出軸上的第5.2齒輪,第六組速比的二級傳動齒輪為中間軸上的第6.1齒輪與輸出軸上的第6.2齒輪;輸入軸與離合器連接,輸出軸外端裝有皮帶輪,皮帶輪外端安裝有輔助支撐;換檔機構包括上蓋總成和頂蓋總成,其中安裝在上蓋中的撥叉和撥叉軸總成與輸出軸上的滑動齒套連接,選換檔機構最終通過撥動滑動齒套進行檔位選擇;所述的中間殼體的兩側連接端口分別與電動機、變扭器的殼體連接端口相配合。
[0009]本發(fā)明的技術解決方案中所述的皮帶輪外端安裝有輔助支撐。
[0010]本發(fā)明的技術解決方案中所述的六組傳動齒輪為不同的傳動速比。
[0011]本發(fā)明的技術解決方案中所述的六組二級傳動齒輪最終輸出的傳動速比分別為8,4.01,2.81,2.02,1.6,1.39。
[0012]本發(fā)明由于采用由輸入軸、輸出軸、中間軸、六組傳動齒輪和換檔機構構成的一套齒輪變速機構作為機械變扭機構,并通過離合器與大型電動機聯(lián)接,通過皮帶輪動力輸出,因而根據:τ (轉矩)=9550ΧΡ (功率)/η (轉速),知電動機功率P—定時,要提高電動機轉矩Τ,可以通過降低電動機轉速η來實現,可通過選換檔機構,選擇合適的變扭倍率,將電動機的動力放大輸出,隨著負載設備轉速逐漸增高,負載扭矩降低,逐級提高輸出轉速,最終電動機與變扭機構鎖死,完全輸出電動機的轉矩與轉速。
[0013]本發(fā)明配置在抽油機等大型電動設備上,可在不切斷電源的情況下,可切斷電動機的動力輸出,避免頻繁啟動電機時的大電流對電動機的沖擊,使電動機嚴重過熱甚至燒毀電動機,避免啟動電機時的大電流對電網的影響,電網壓降較高,易影響其它設備的正常運行。
[0014]本發(fā)明配置在抽油機等大型電動設備上,可以根據使用設備的負載情況,調整輸出到設備的運行扭矩和轉速。負載高時,采用大扭矩輸出,避免電動機長時間大電流工作而燒毀電動機;負載低時,采用高轉速輸出,避免電動機工作電流過小。運行扭矩和轉速的調整,可是電動機一直在額定功率下工作,提高電動機功率因數,節(jié)能降耗。
[0015]本發(fā)明配置在抽油機等大型電動設備上,通過調整節(jié)能器的沖次檔位,對抽油機進行抽油沖次的調整,極大的減少勞動強度,提高工作效率。
[0016]本發(fā)明配置在抽油機等大型電動設備上,調整在大扭矩啟動檔位時,帶動設備運轉并及時剎車停止,對抽油機的平衡塊進行翻轉,便于維修等工作。
[0017]本發(fā)明配置在抽油機等大型電動設備上,由于電動的變扭器與設備是通過皮帶連接,變扭器在工作過程中,會受到比較大的徑向力,所以在變扭器皮帶輪的外側,增加輔助支撐,提高變扭器輸出軸的剛性。
[0018]本發(fā)明具有提升大型電動機啟動性能和大型提高電動機工作效率的特點。本發(fā)明主要是與在工況比較苛刻、且長時間不間斷工作環(huán)境中的高壓大中型電動機配套使用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的結構示意圖。
[0020]圖2是本發(fā)明變扭器部分的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]如圖1、圖2所示。本發(fā)明可變扭矩電動機節(jié)能器機構包括變扭器4、中間殼體2及裝于中間殼體2內的離合器3。變扭器4包括輸入軸7、輸出軸23和中間軸10三根傳動軸,以及構成兩級傳動機構的七組傳動齒輪和換檔機構,輸出軸23外端安裝有皮帶輪5。其中,輸入軸7上的第0.1齒輪8與中間軸10上的第0.2齒輪9構成常嚙合第一級傳動齒輪,中間軸10上的第1.1齒輪11與輸出軸23上的第1.2齒輪12構成第一組速比的二級傳動齒輪,類似,第二組速比的二級傳動齒輪為中間軸10上的第2.1齒輪13與輸出軸23上的第2.2齒輪14,第三組速比的二級傳動齒輪為中間軸10上的第3.1齒輪15與輸出軸23上的第3.2齒輪16,第四組速比的二級傳動齒輪為中間軸10上的第4.1齒輪17與輸出軸23上的第4.2齒輪18,第五組速比的二級傳動齒輪為中間軸10上的第5.1齒輪19與輸出軸23上的第5.2齒輪20,第六組速比的二級傳動齒輪為中間軸10上的第6.1齒輪21與輸出軸23上的第6.2齒輪22。輸入軸7與離合器3連接,輸出軸23外端裝有皮帶輪5,皮帶輪5外端安裝有輔助支撐6。換檔機構包括上蓋總成24,頂蓋總成25,通過選擇四根撥叉軸并撥動撥叉軸26,撥叉軸26帶動安裝的輸出軸上的齒套,將輸出軸上的第1.1齒輪11、第2.2齒輪14、第3.2齒輪16、第4.2齒輪18、第5.2齒輪20、第6.2齒輪22其中一個齒輪用內花鍵齒套固定在輸出軸上,此時輸出對應齒輪組的轉速。一組一級傳動齒輪和六組二級傳動最終輸出不同的傳動速比。六組二級傳動齒輪最終輸出的傳動速比分別為8、4.01、2.81、
2.02、1.6、1.39。
[0022]電動機I和變扭器4通過中間殼體2連接,動力通過花鍵和離合器3進行傳遞和切斷,變扭器4可進行多個扭矩和轉速的變換,動力輸出通過皮帶輪5,并且在皮帶輪外端安裝輔助支撐6。
[0023]六組二級傳動齒輪最終輸出的傳動速比分別為8、4.01、2.81、2.02、1.6、1.39,6種不同的傳動速比配比皮帶輪,實現6種輸出模式,對應如抽油設備的沖程數,1、2、3、4、5、6沖程。
[0024]
【權利要求】
1.一種可變扭矩電動機節(jié)能器機構,其特征在于:包括變扭器(4)、中間殼體(2)及裝于中間殼體(2)內的離合器(3);所述的變扭器(4)包括輸入軸(7)、輸出軸(23)和中間軸(10)三根傳動軸,以及構成兩級傳動機構的七組傳動齒輪和換檔機構,其中,輸入軸(7)上的第0.1齒輪(8)與中間軸(10)上的第0.2齒輪(9)構成常嚙合第一級傳動齒輪,中間軸(10)上的第1.1齒輪(11)與輸出軸(23)上的第1.2齒輪(12)構成第一組速比的二級傳動齒輪,類似,第二組速比的二級傳動齒輪為中間軸(10)上的第2.1齒輪(13)與輸出軸(23)上的第2.2齒輪(14),第三組速比的二級傳動齒輪為中間軸(10)上的第3.1齒輪(15)與輸出軸(23)上的第3.2齒輪(16),第四組速比的二級傳動齒輪為中間軸(10)上的第4.1齒輪(17)與輸出軸(23)上的第4.2齒輪(18),第五組速比的二級傳動齒輪為中間軸(10)上的第5.1齒輪(19)與輸出軸(23)上的第5.2齒輪(20),第六組速比的二級傳動齒輪為中間軸(10)上的第6.1齒輪(21)與輸出軸(23)上的第6.2齒輪(22);輸入軸(7)與離合器(3)連接,輸出軸(23)外端裝有皮帶輪(5);換檔機構包括上蓋總成(24)和頂蓋總成(25),安裝在上蓋總成上的撥叉軸總成(26 )與輸出軸上的齒套(27 )連接;所述的中間殼體(2 )的兩側連接端口分別與電動機(I )、變扭器(4)的殼體連接端口相配合。
2.根據權利要求1所述的可變扭矩電動機節(jié)能器機構,其特征是:所述的皮帶輪(5)夕卜端安裝有輔助支撐(6)。
3.根據權利要求1或2所述的可變扭矩電動機節(jié)能器機構,其特征是:所述的六組傳動齒輪為不同的傳動速比。
4.根據權利要求3所述的可變扭矩電動機節(jié)能器機構,其特征是:所述的六組二級傳動齒輪最終輸出的傳動速比分別為8、4.01,2.81,2.02、1.6、1.39。
【文檔編號】H02K7/116GK103511617SQ201310286000
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年7月9日 優(yōu)先權日:2013年7月9日
【發(fā)明者】王建兵, 周少文 申請人:湖北天工機電技術有限公司