專利名稱：智能皮帶輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及皮帶傳動機(jī)構(gòu)中的皮帶輪，具體是一種用于油田游梁式抽 油機(jī)使用的智能皮帶輪。
技術(shù)背景我國的油田絕大部分為低能、低產(chǎn)油田，不像國外的油田有很強(qiáng)的自噴能 力，大部分油田要靠注水來壓油入井，靠抽油機(jī)(又稱磕頭機(jī))把油從地層中提升上來。目前我國抽油機(jī)的保有量在10萬臺以上，電動機(jī)裝機(jī)總?cè)萘吭?500MW，年耗電逾百億kW七。而目前抽油機(jī)的運(yùn)行效率特別低，在我國平均運(yùn)行效率為25.96% ，國外平均水平為30.05% ，年節(jié)能潛力可達(dá)幾十億kW-h。近年來，我國稠油井、含氣井、含水井逐年增多，但抽油機(jī)的工藝和實(shí)踐證明，利用提高沖次的辦法來增加產(chǎn)液量是不可能的，其結(jié)果事與愿為，反而加劇了泵和各機(jī)件的磨損，特別是在稠油井的情況下更為嚴(yán)重，同時還會大大增加檢泵次數(shù)，因此，降低沖次、延長沖程才是增加產(chǎn)液量的有效方法。而目前我國油田廣泛采用的抽油機(jī)減速器是上世紀(jì)的產(chǎn)品，該減速器具有結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)久耐用的優(yōu)點(diǎn)，但因傳動比范圍小(只有30左右的速比)，制約著機(jī)械效率的提高，難以滿足稠油井、含氣井、含水井的低沖次需要；另外，皮帶傳動過大(在5-10之間)，而且皮帶傳動機(jī)構(gòu)的傳動效率低且不穩(wěn)定，使得運(yùn)轉(zhuǎn)中皮帶出現(xiàn)能耗高和自身的消耗大等缺點(diǎn)，難以滿足長沖程、低沖次抽油機(jī)配套小功率電動機(jī)節(jié)能要求。因此，迫切需要研制滿足長沖程、低沖次抽油機(jī)需要的、以及 配套小功率電動機(jī)節(jié)能要求的、特別是能從零速起動和對減速機(jī)負(fù)荷進(jìn)行實(shí)時檢測記錄的智能皮帶輪。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有游梁式抽油機(jī)使用的減速器、皮帶傳動機(jī)構(gòu)難以 滿足長沖程、低沖次抽油機(jī)的需要、以及配套小功率電動機(jī)節(jié)能要求的問題， 提供一種能從零速起動和對減速器負(fù)荷進(jìn)行實(shí)時檢測記錄的智能皮帶輪。本實(shí)用新型是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的智能皮帶輪，包括由太陽輪、內(nèi) 齒圈、行星架、行星齒輪構(gòu)成的行星齒輪機(jī)構(gòu)，以及由皮帶輪芯、皮帶輪構(gòu)成 的皮帶輪，皮帶輪芯通過軸承與行星架軸向固定，太陽輪與皮帶輪芯浮動聯(lián)接， 內(nèi)齒圈外繞有摩擦帶，摩擦帶一端設(shè)置有固定在減速器機(jī)體上的聯(lián)接板，另一 端固定有穿過聯(lián)接板、并通過螺母固定的螺桿。摩擦帶通過螺栓與內(nèi)齒圈固定。 所述聯(lián)接板上設(shè)有/開有供螺桿穿過的卡圈。根據(jù)行星齒輪機(jī)構(gòu)的工作原理，以太陽輪為主動件時，行星架與內(nèi)齒圈為 從動件，若行星架不輸出，則內(nèi)齒圈輸出，打滑狀態(tài)；若內(nèi)齒圈不輸出，則行 星架輸出，正常狀態(tài)；若行星架和齒圈同時輸出，則處于調(diào)速狀態(tài)。本實(shí)用新 型在使用時，以皮帶輪驅(qū)動主動件一太陽輪轉(zhuǎn)動，同時，將繞于內(nèi)齒圈外的摩 擦帶通過螺栓與內(nèi)齒圈固定，或者摩擦帶僅通過其兩端的卡固裝置(即聯(lián)接板 與螺桿、螺母)繞于內(nèi)齒圈上，依靠摩擦帶與內(nèi)齒圈之間的摩擦，使得內(nèi)齒圈 不輸出或以一定的轉(zhuǎn)速輸出，此時，皮帶輪輸入與行星架輸出存在減速比，根 據(jù)需要減速比一般為3-5，與原抽油機(jī)專用減速器(減速比在30左右)組合使 用，減速比可在110左右，滿足抽油機(jī)長沖程、低沖次的需要；聯(lián)接板上可安裝能檢測記錄減速器負(fù)荷的裝置，這樣，能對減速器的負(fù)荷 進(jìn)行實(shí)時檢測記錄；所述能檢測記錄減速器負(fù)荷的裝置為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所 公知，因此，在說明書中未作描述。在摩擦帶未通過螺栓與內(nèi)齒圈固定的基礎(chǔ)上，摩擦帶端部的螺桿上螺母與 聯(lián)接板之間套有壓縮彈簧，壓縮彈簧兩端設(shè)置有墊圈，通過相應(yīng)的操縱機(jī)構(gòu)調(diào) 節(jié)兩墊圈之間壓縮彈簧的壓縮程度，即改變繞于內(nèi)齒圈上的摩擦帶的撐緊程 度，從而改變摩擦帶與內(nèi)齒圈之間的摩擦系數(shù)，調(diào)整了內(nèi)齒圈的轉(zhuǎn)速，即使皮 帶輪處于調(diào)速狀態(tài)；初始狀態(tài)時，需通過螺母調(diào)節(jié)壓縮彈簧的彈簧力大小為正 常壓力。當(dāng)通過操縱機(jī)構(gòu)壓縮摩擦帶端部螺桿上的壓縮彈簧至摩擦帶與內(nèi)齒圈沒 有磨擦力時，內(nèi)齒圈輸出，這樣，可使電動機(jī)空載起動，主減速器不動(即行 星架無輸出)，內(nèi)齒圈空轉(zhuǎn)(即僅內(nèi)齒圈輸出)，然后通過操縱機(jī)構(gòu)對壓縮彈簧 進(jìn)行調(diào)整，使摩擦帶與內(nèi)齒圈之間的磨擦力加大，直至將內(nèi)齒圈的轉(zhuǎn)速調(diào)整為 零，主減速器起動至正常；而當(dāng)主減速器超載時，內(nèi)齒圈克服與摩擦帶之間的 摩擦力打滑空轉(zhuǎn)，行星架不輸出，即使得主減速器不動，實(shí)現(xiàn)保護(hù)主減速器的 目的。所述操縱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)多種多樣，為本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所公知，因此， 說明書中未作描述。另外，摩擦帶端部的聯(lián)接板上設(shè)置有超載斷電保護(hù)器，所述超載斷電保護(hù) 器包括一端與聯(lián)接板固定的殼體，殼體內(nèi)設(shè)有使電動機(jī)供電線路開路的觸點(diǎn)， 殼體內(nèi)插有支撐桿，支撐桿內(nèi)插于殼體的端部固定有能使觸點(diǎn)短路的擋板，支 撐桿上套有位于擋板與殼體之間的壓力彈簧，支撐桿的另一端與外界物體/減 速器機(jī)體固定。即在主減速器超載時，內(nèi)齒圈超載，其外繞的摩擦帶拉動超載 斷電保護(hù)器的殼體，使殼體與其內(nèi)的擋板發(fā)生相對位移，擋板與觸點(diǎn)短路，使 電動機(jī)供電線路開路，即電動機(jī)斷電停轉(zhuǎn)，進(jìn)而保護(hù)了電動機(jī)及主減速器。綜 上所述，本實(shí)用新型所述智能皮帶輪能實(shí)現(xiàn)如下功能1、減速功能；2、調(diào)速功能；3、超載打滑保護(hù)功能；4、超載斷電保護(hù)功能；5、實(shí)時檢測記錄減速 器負(fù)荷的功能。具體使用時，可根據(jù)實(shí)際使用要求，選擇性實(shí)現(xiàn)上述功能1、 僅具有減速功能， 一般減速比定為3-5; 2、同時具有減速與調(diào)速功能；3、同 時具有減速和超載打滑保護(hù)功能；4、具有實(shí)時檢測記錄減速器負(fù)荷的功能；5、 同時具有上述5種功能等等。尤其是本實(shí)用新型所述皮帶輪所具有的超載打滑 和超載斷電這兩重保護(hù)，不單單是對自身的保護(hù)，還對抽油泵、抽油桿、抽油 機(jī)三抽設(shè)備的機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行了保護(hù)。如同釆油系統(tǒng)的安全保險(xiǎn)絲。還能對抽油 泵、抽油桿、抽油機(jī)三抽設(shè)備負(fù)荷進(jìn)行實(shí)時檢測記錄。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型將皮帶輪與功率大、效率高達(dá)0.99的行星齒 輪機(jī)構(gòu)以合理、緊湊的結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起，使皮帶輪本身具有減速功能，并根據(jù) 行星齒輪機(jī)構(gòu)的工作原理，在內(nèi)齒圈外繞摩擦帶，通過在摩擦帶兩端設(shè)置相應(yīng) 的操縱機(jī)構(gòu)，能對內(nèi)齒圈的狀態(tài)(齒圈的轉(zhuǎn)速為O還是某定值)進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn) 而實(shí)現(xiàn)整個皮帶輪調(diào)速和超載打滑保護(hù)的目的，使整機(jī)傳動更接近優(yōu)化、更加 節(jié)能；同時，還設(shè)置有超載斷電保護(hù)器，以在出現(xiàn)超載狀況時，能從最大程度 上對整機(jī)減速器、電機(jī)等等施以保護(hù)，還能對減速器負(fù)荷的實(shí)時檢測記錄。經(jīng)對現(xiàn)有130多種各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的3型、4型、5型、6型、8型、10 型、12型、14型、16型游梁式抽油機(jī)的沖次進(jìn)行分析，最大沖次平均8.48次、 中間沖次平均6.82次、最小沖次平均4.85次。假設(shè)9次、7次、5次為理想沖 次，其現(xiàn)在使用減速器的傳動比大多是30左右。將這些減速器安裝上本實(shí)用 新型所述智能皮帶輪后，使整體減速比擴(kuò)大3-5倍，達(dá)到110左右；電機(jī)為 1460r/min，皮帶輪的速比在1.5-2.7之間時，抽油機(jī)的沖次達(dá)到5-9次(即理 想沖次)。本實(shí)用新型所述皮帶不但傳動合理有利，而且還能使抽油機(jī)配套電動機(jī)功率降低兩檔，平均節(jié)能30%。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、合理，機(jī)械效率高，能耗低，既能滿足一般油田長 沖程、低沖次抽油機(jī)使用；也能滿足稠油井、含氣井、含水井使用的長沖程、 低沖次抽油機(jī)使用；也適用于其它通用機(jī)械。


圖1為本實(shí)用新型所述智能皮帶輪的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1的A-A剖視圖；圖3為本實(shí)用新型所述智能皮帶輪的另一種結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本實(shí)用新型所述智能皮帶輪的第三種結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為本實(shí)用新型所述智能皮帶輪的第四種結(jié)構(gòu)示意圖； 圖中l(wèi)-太陽輪；2-內(nèi)齒圈；3-行星架；4-行星齒輪；5-皮帶輪芯；6-皮帶 輪；7-摩擦帶;8-聯(lián)接板;9-卡圈;10-螺桿;ll-螺母;12-螺栓;13、 14-壓縮 彈簧；15-殼體;16-支撐桿;17-擋板，18、 19-軸承;20、 21-觸點(diǎn);22、 23-墊圈。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1如圖l、圖2所示，智能皮帶輪，包括由太陽輪l、內(nèi)齒圈2、行星架3、 行星齒輪4構(gòu)成的行星齒輪機(jī)構(gòu)，以及由皮帶輪芯5、皮帶輪6構(gòu)成的皮帶輪， 皮帶輪芯5通過軸承18、 19與行星架3軸向固定，太陽輪1與皮帶輪芯5浮 動聯(lián)接，內(nèi)齒圈2外繞有摩擦帶7，摩擦帶7—端設(shè)置有固定在減速器機(jī)體上 的聯(lián)接板8，另一端固定有穿過聯(lián)接板8、并通過螺母ll固定的螺桿IO。摩擦 帶7通過螺栓12與內(nèi)齒圈2固定。所述聯(lián)接板8上設(shè)有/開有供螺桿10穿過的卡圈9。此時，智能皮帶輪僅具減速功能， 一般其本身減速比定為3-5，用 于減速器上，相當(dāng)于減速器總傳動比乘3-5，主要用于負(fù)荷平穩(wěn)沒有超負(fù)荷的 采油井。實(shí)施例2如圖3所示，智能皮帶輪，包括由太陽輪l、內(nèi)齒圈2、行星架3、行星齒 輪4構(gòu)成的行星齒輪機(jī)構(gòu)，以及由皮帶輪芯5、皮帶輪6構(gòu)成的皮帶輪，皮帶 輪芯5通過軸承18、 19與行星架3軸向固定，太陽輪1與皮帶輪芯5浮動聯(lián) 接，內(nèi)齒圈2外繞有摩擦帶7，摩擦帶7—端設(shè)置有固定在減速器機(jī)體上的聯(lián) 接板8，另一端固定有穿過聯(lián)接板8、并通過螺母ll固定的螺桿IO。摩擦帶7 端部的螺桿10上螺母11與聯(lián)接板8之間套有壓縮彈簧13，壓縮彈簧13兩端 設(shè)置有墊圈22、 23，通過相應(yīng)的操縱機(jī)構(gòu)能調(diào)節(jié)兩墊圈之間壓縮彈簧的壓縮程 度；此時，智能皮帶輪除具減速功能外，還具有調(diào)速功能可在電動機(jī)起動后 控制減速器從零起動至要求轉(zhuǎn)速；以及超載打滑保護(hù)功能，主要用于有柴油機(jī) 的和負(fù)荷不平穩(wěn)的采油井。實(shí)施例3如圖4所示，智能皮帶輪，包括由太陽輪l、內(nèi)齒圈2、行星架3、行星齒 輪4構(gòu)成的行星齒輪機(jī)構(gòu)，以及由皮帶輪芯5、皮帶輪6構(gòu)成的皮帶輪，皮帶 輪芯5通過軸承18、 19與行星架3軸向固定，太陽輪1與皮帶輪芯5浮動聯(lián) 接，內(nèi)齒圈2外繞有摩擦帶7，摩擦帶7—端設(shè)置有固定在減速器機(jī)體上的聯(lián) 接板8，另一端固定有穿過聯(lián)接板8、并通過螺母11固定的螺桿10。摩擦帶7 通過螺栓12與內(nèi)齒圈2固定；聯(lián)接板8上設(shè)置有超載斷電保護(hù)器，所述超載 斷電保護(hù)器包括一端與聯(lián)接板8固定的殼體15,殼體15內(nèi)設(shè)有使電動機(jī)供電線路開路的觸點(diǎn)20、 21，殼體15內(nèi)插有支撐桿16，支撐桿16內(nèi)插于殼體15 的端部固定有能使觸點(diǎn)20、 21短路的擋板17，支撐桿16上套有位于擋板17 與殼體15之間的壓綣彈簧14，支撐桿16的另一端與外界物體/減速器機(jī)體固 定。此時，智能皮帶輪除具減速功能外，還具有超載斷電保護(hù)功能當(dāng)減速器 輸入轉(zhuǎn)矩超過規(guī)定扭矩(即超載)時斷電保護(hù)減速器、抽油機(jī)、抽油桿等；主 要用于負(fù)荷不平穩(wěn)有超負(fù)荷的采油井。 實(shí)施例4如圖5所示，智能皮帶輪，包括由太陽輪l、內(nèi)齒圈2、行星架3、行星齒 輪4構(gòu)成的行星齒輪機(jī)構(gòu)，以及由皮帶輪芯5、皮帶輪6構(gòu)成的皮帶輪，皮帶 輪芯5通過軸承18、 19與行星架3軸向固定，太陽輪1與皮帶輪芯5浮動聯(lián) 接，內(nèi)齒圈2外繞有摩擦帶7，摩擦帶7—端設(shè)置有固定在減速器機(jī)體上的聯(lián) 接板8，另一端固定有穿過聯(lián)接板8、并通過螺母11固定的螺桿10。摩擦帶7 端部的螺桿10上螺母11與聯(lián)接板8之間套有壓縮彈簧13,壓縮彈簧13兩端 設(shè)置有墊圈22、 23，通過相應(yīng)的操縱機(jī)構(gòu)能調(diào)節(jié)兩墊圈之間壓縮彈簧的壓縮程 度；聯(lián)接板8上設(shè)置有超載斷電保護(hù)器，所述超載斷電保護(hù)器包括一端與聯(lián)接 板8固定的殼體15，殼體15內(nèi)設(shè)有使電動機(jī)供電線路開路的觸點(diǎn)20、 21，殼 體15內(nèi)插有支撐桿16，支撐桿16內(nèi)插于殼體15的端部固定有能使觸點(diǎn)20、 21短路的擋板17，支撐桿16上套有位于擋板17與殼體15之間的壓癩彈簧14， 支撐桿16的另一端與外界物體/減速器機(jī)體固定。此時，智能皮帶輪除具減速 功能外，還具有調(diào)速功能可在電動機(jī)起動后控制減速器從零起動至要求轉(zhuǎn)速； 以及超載打滑保護(hù)功能；超載斷電保護(hù)功能當(dāng)減速器輸入轉(zhuǎn)矩超過規(guī)定扭矩 時斷電保護(hù)減速器、抽油機(jī)等；主要用于有柴油機(jī)的和負(fù)荷不平穩(wěn)的采油井。
權(quán)利要求1、一種智能皮帶輪，其特征在于包括由太陽輪(1)、內(nèi)齒圈(2)、行星架(3)、行星齒輪(4)構(gòu)成的行星齒輪機(jī)構(gòu)，以及由皮帶輪芯(5)、皮帶輪(6)構(gòu)成的皮帶輪，皮帶輪芯(5)通過軸承(18、19)與行星架(3)軸向固定，太陽輪(1)與皮帶輪芯(5)浮動聯(lián)接，內(nèi)齒圈(2)外繞有摩擦帶(7)，摩擦帶(7)一端設(shè)置有固定在減速器機(jī)體上的聯(lián)接板(8)，另一端固定有穿過聯(lián)接板(8)、并通過螺母(11)固定的螺桿(10)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能皮帶輪，其特征在于摩擦帶(7)通過螺栓 (12)與內(nèi)齒圈(2)固定。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能皮帶輪，其特征在于摩擦帶(7)端部的螺 桿(10)上螺母(11)與聯(lián)接板(8)之間套有壓縮彈簧(13)，壓縮彈簧(13) 兩端設(shè)置有墊圈(22、 23)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的智能皮帶輪，其特征在于聯(lián)接板(8) 上設(shè)置有超載斷電保護(hù)器，所述超載斷電保護(hù)器包括一端與聯(lián)接板(8)固定 的殼體(15)，殼體(15)內(nèi)設(shè)有使電動機(jī)供電線路開路的觸點(diǎn)(20、 21)，殼 體(15)內(nèi)插有支撐桿(16)，支撐桿(16)內(nèi)插于殼體(15)的端部固定有 能使觸點(diǎn)(20、 21)短路的擋板(17)，支撐桿(16)上套有位于擋板(17) 與殼體(15)之間的壓喊彈簧(14)，支撐桿(16)的另一端與外界物體/減速 器機(jī)體固定。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的智能皮帶輪，其特征在于所述聯(lián)接板 (8)上設(shè)有/開有供螺桿(10)穿過的卡圈(9)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及皮帶傳動機(jī)構(gòu)中的皮帶輪，具體是一種用于油田游梁式抽油機(jī)使用的智能皮帶輪。解決了現(xiàn)有游梁式抽油機(jī)使用的減速器、皮帶傳動機(jī)構(gòu)難以滿足長沖程、低沖次抽油機(jī)的需要、以及配套小功率電動機(jī)節(jié)能要求的問題，該智能皮帶輪包括由太陽輪、內(nèi)齒圈、行星架、行星齒輪構(gòu)成的行星齒輪機(jī)構(gòu)，以及由皮帶輪芯、皮帶輪構(gòu)成的皮帶輪，皮帶輪芯通過軸承與行星架軸向固定，太陽輪與皮帶輪芯浮動聯(lián)接，內(nèi)齒圈外繞有摩擦帶，摩擦帶一端設(shè)置有固定在減速器機(jī)體上的聯(lián)接板，另一端固定有穿過聯(lián)接板、并通過螺母固定的螺桿。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、合理，機(jī)械效率高，能耗低，能滿足各類油田長沖程、低沖次抽油機(jī)的使用；也適用于其它通用機(jī)械。
文檔編號F16H35/10GK201129434SQ200720138348
公開日2008年10月8日 申請日期2007年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月20日
發(fā)明者任曉明, 樊世耀 申請人:樊世耀;任曉明