專利名稱：油田柴油機或電動機驅動抽油機安全節能變速器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于采油設備技術領域，特別涉及一種油田柴油機或電動機驅動抽油機安全節能變速器。
背景技術：
隨著油田偏遠區域的開發，許多采油區塊因缺乏電力系統，常采用柴油機作為動力驅動抽油機，操作上采用先啟動柴油機再掛皮帶，經常發生操作工手指被夾傷，甚至夾斷手指出現重大安全事故。生產要安全，做好安全防范工作的同時使用高性能的安全產品才能從根本上避免安全事故的發生；電動機驅動的抽油機在抽油桿下行時，產生的扭矩負荷與電機旋轉的方向相同，使電機不僅處于無效做功狀態，反而要克服負荷扭矩做負功，造成能源浪費，能源是國家的重要資源，用最少的消耗獲取最大的采油量，就必須使用各種節能 措施，主要包括使用節能設備及合理的采油工藝。
實用新型內容本實用新型為了解決現有技術中的不足之處，提供一種油田柴油機或電動機驅動抽油機安全節能變速器。為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案油田柴油機或電動機驅動抽油機安全節能變速器，包括箱體以及分別與箱體轉動連接的輸入軸和輸出軸，所述箱體外設有分別與輸入軸和輸出軸外端傳動連接的帶離合器的動力輸入機構和動力輸出機構，箱體內設有撥桿換擋機構和無聲棘齒單向傳動機構，輸入軸、撥桿換擋機構、無聲棘齒單向傳動機構和輸出軸依次傳動連接。所述撥桿換擋機構包括與箱體連接的殼體，鉸接在殼體上并伸入到殼體內的換擋撥桿、與換擋撥桿內端連接的撥叉、與輸入軸同軸并通過滾針軸承轉動連接的主中間軸、設在主中間軸上的換擋滑動齒套、套在主中間軸上并與主中間軸轉動連接的主中間軸二檔齒輪、副中間軸以及設在副中間軸上的副中間軸常合齒輪和副中間軸二檔齒輪；撥叉與換擋滑動齒套的外圓周環槽連接，撥叉上通過定位螺栓設有具有三個檔位的換擋滑桿，殼體上設有對應于換擋滑桿的檔位的定位壓簧，輸入軸內側設有位于箱體內的主動齒輪，主動齒輪與副中間軸常合齒輪嚙合傳動，副中間軸二檔齒輪與主中間軸二檔齒輪嚙合傳動，主動齒輪內端外圓周上和主中間軸二檔齒輪上分別設有與換擋滑動齒套內圈傳動連接的外花鍵。所述無聲棘齒單向傳動機構包括固定設在主中間軸上的連接盤、與輸出軸固定連接的輸出軸連接套、輸出軸連接套外圓周固定設置的內棘輪以及轉動設在主中間軸上并設在連接盤和輸出軸連接套之間的棘爪座，棘爪座通過端面弧形齒與連接盤的端面弧形槽配合傳動連接，棘爪座邊緣對稱設有兩個與內棘輪單向配合傳動的棘爪，連接盤上設有弧狀槽，棘爪上設有伸入到弧狀槽內的圓柱銷。所述帶離合器的動力輸入機構包括具有空心結構且外側敞口的輸入皮帶輪，輸入皮帶輪內設有與輸入軸連接配合的內花鍵摩擦片以及與輸入皮帶輪內壁連接配合的外卡槽摩擦片，輸入皮帶輪外端部通過壓緊螺母和端蓋固定在輸入軸上，輸入皮帶輪內側穿設有彈簧桿，彈簧桿上設有頂壓外卡槽摩擦片和內花鍵摩擦片的彈簧，彈簧桿內端連接有鉸接在輸入皮帶輪上的離合壓桿，離合壓桿另一端設有套在輸入軸上的離合撥桿座，離合撥桿座上設有離合軸承和離合撥桿。所述動力輸出機構包括輸出皮帶輪，輸出皮帶輪通過輸出帶輪連接座與輸入軸傳動連接，輸出皮帶輪通過快速更換防盜螺栓與輸出帶輪連接座可拆卸連接。采用上述技術方案，本實用新型通過離合器式輸入皮帶輪實現無負載啟動后將動力傳給撥桿換擋機構，撥桿換擋機構經無聲棘齒單向傳動機構后通過動力輸出皮帶輪傳給抽油機減速箱實現抽油機運轉，從根本上避免夾斷手指等重大安全事故的發生；若是采用電動機驅動的抽油機，離合器的空載啟動可降低抽油機原配電動機功率，從而有效降低了電能的消耗。可以根據采油工藝的要求，輕松、高效的改變抽油機的沖次。采用無聲棘齒單向動力輸出機構，可消除抽油機下行動能對柴油機的不利影響；采用電動機驅動的抽油機運用單向動力輸出機構的設置，可消除抽油機下行動能對電網反發電造成的電能損耗，同時消除了棘齒傳動噪聲，大大降低了對四周村民的噪聲污染。
圖I是本實用新型的結構示意圖；圖2是圖I當中B-B剖視圖；圖3是圖I當中C-C剖視圖。
具體實施方式
如圖I、圖2和圖3所示，本實用新型的油田柴油機或電動機驅動抽油機安全節能變速器，包括箱體42以及分別與箱體42轉動連接的輸入軸14和輸出軸24，箱體42外設有分別與輸入軸14和輸出軸24外端傳動連接的帶離合器的動力輸入機構50和動力輸出機構53，箱體42內設有撥桿換擋機構51和無聲棘齒單向傳動機構52，輸入軸14、撥桿換擋機構51、無聲棘齒單向傳動機構52和輸出軸24依次傳動連接。撥桿換擋機構51包括與箱體42連接的殼體43，鉸接在殼體43上并伸入到殼體43內的換擋撥桿37、與換擋撥桿37內端連接的撥叉36、與輸入軸14同軸并通過滾針軸承22轉動連接的主中間軸21、設在主中間軸21上的換擋滑動齒套19、套在主中間軸21上并與主中間軸21轉動連接的主中間軸二檔齒輪20、副中間軸18以及設在副中間軸18上的副中間常合齒輪16和副中間軸二檔齒輪17 ；撥叉36與換擋滑動齒套的外圓周環槽連接，撥叉36上通過定位螺栓35設有具有三個檔位的換擋滑桿33，殼體43上設有對應于換擋滑桿33的檔位的定位壓簧34，輸入軸14內側設有位于箱體42內的主動齒輪44，主動齒輪44與副中間軸常合齒輪16嚙合傳動，副中間軸二檔齒輪17與主中間軸二檔齒輪20嚙合傳動，主動齒輪44內端外圓周上和主中間軸二檔齒輪20上分別設有與換擋滑動齒套19內圈傳動連接的外花鍵45。無聲棘齒單向傳動機構52包括固定設在主中間軸21上的連接盤32、與輸出軸24固定連接的輸出軸連接套29、輸出軸連接套29外圓周固定設置的內棘輪30以及轉動設在主中間軸21上并設在連接盤32和輸出軸連接套29之間的棘爪座31，棘爪座31通過端面弧形齒46與連接盤32的端面弧形槽47配合傳動連接，棘爪座31邊緣對稱設有兩個與內棘輪30單向配合傳動的棘爪40，連接盤32上設有弧狀槽48，棘爪40上設有伸入到弧狀槽48內的圓柱銷49。帶離合器的動力輸入機構50包括具有空心結構且外側敞口的輸入皮帶輪9，輸入皮帶輪9內設有與輸入軸14連接配合的內花鍵摩擦片7以及與輸入皮帶輪9內壁連接配合的外卡槽摩擦片8，輸入皮帶輪9外端部通過壓緊螺母13和端蓋11固定在輸入軸14上，輸入皮帶輪9內側穿設有彈簧桿5，彈簧桿5上設有頂壓外卡槽摩擦片8和內花鍵摩擦片7的彈簧6，彈簧6桿內端連接有鉸接在輸入皮帶輪9上的離合壓桿4，離合壓桿4另一端設有套在輸入軸14上的離合撥桿座3，離合撥桿座3上設有離合軸承2和離合撥桿I。動力輸出機構53包括輸出皮帶輪41，輸出皮帶輪41通過輸出帶輪連接座26與輸入軸24傳動連接，輸出皮帶輪41通過快速更換防盜螺栓28與輸出帶輪連接座26可拆卸 連接。輸出皮帶輪41采用可方便更換外圈式，能額外實現小范圍變速以適應采用工藝參數的微動。工作使用時，拉動離合拔桿1，圧裝在離合拔桿I上的離合軸承2同步相對于離合拔桿座3向前推動離合壓桿4，使穿在彈簧桿5上的彈簧6收緊，內花鍵磨擦片7與外卡槽磨擦片8分離實現空載啟動；然后慢松離合拔桿1，內花鍵磨擦片7與外卡槽磨擦片8結合，動力由輸入皮帶輪9傳輸給輸入軸14，輸入軸14上的主動齒輪44帶動副中間軸常合齒輪16，副中間軸常合齒輪16通過副中間軸18帶動上的副中間軸二檔齒輪17，副中間軸二檔齒輪17帶動主中間軸二檔齒輪20轉動；撥動換擋撥桿37，通過撥叉36驅動換擋滑動齒套19沿主中間軸21向左或向右移動，當向左移動時，主動齒輪44內端外圓周上的外花鍵45與換擋滑動齒套19內圈傳動連接，輸入軸14就直接與主中間軸21傳動連接，當向右移動時，主中間軸二檔齒輪20側部上的外花鍵45與換擋滑動齒套19內圈傳動連接，主中間軸二檔齒輪20帶動主中間軸21轉動；主中間軸21再通過無聲棘齒單向傳動機構52帶動輸出軸24轉動，輸出軸24通過輸出皮帶輪41帶動抽油機運行。抽油機的抽油桿上行時，主中間軸21帶動連接盤32，又通過連接盤32和棘爪座31的相對轉動，使在棘爪座31上的棘爪40 —體的圓柱銷49在連接盤32端面的弧狀槽48中滑動，實現在棘爪座31上主動伸出，帶動內棘輪30轉動，內棘輪30再經過輸出軸連接套29將動力傳給輸出軸24 ;抽油桿下行時，出現輸出軸24的實際轉速超過電動機傳給它的轉速，這時內棘輪30的轉速超過棘爪座31，棘爪座31上的棘爪40通過自身的圓柱銷49在連接盤32端面的弧狀槽48中滑動，使棘爪座31相對32號發生相對轉動，棘爪座31上的棘爪40被動收回并無法主動伸出，實現無聲傳動。
權利要求1.油田柴油機或電動機驅動抽油機安全節能變速器，包括箱體以及分別與箱體轉動連接的輸入軸和輸出軸，其特征在于所述箱體外設有分別與輸入軸和輸出軸外端傳動連接的帶離合器的動力輸入機構和動力輸出機構，箱體內設有撥桿換擋機構和無聲棘齒單向傳動機構，輸入軸、撥桿換擋機構、無聲棘齒單向傳動機構和輸出軸依次傳動連接。
2.根據權利要求I所述的油田柴油機或電動機驅動抽油機安全節能變速器，其特征在于所述撥桿換擋機構包括與箱體連接的殼體，鉸接在殼體上并伸入到殼體內的換擋撥桿、與換擋撥桿內端連接的撥叉、與輸入軸同軸并通過滾針軸承轉動連接的主中間軸、設在主中間軸上的換擋滑動齒套、套在主中間軸上并與主中間軸轉動連接的主中間軸二檔齒輪、副中間軸以及設在副中間軸上的副中間軸常合齒輪和副中間軸二檔齒輪； 撥叉與換擋滑動齒套的外圓周環槽連接，撥叉上通過定位螺栓設有具有三個檔位的換擋滑桿，殼體上設有對應于換擋滑桿的檔位的定位壓簧，輸入軸內側設有位于箱體內的主動齒輪，主動齒輪與副中間軸常合齒輪嚙合傳動，副中間軸二檔齒輪與主中間軸二檔齒輪嚙合傳動，主動齒輪內端外圓周上和主中間軸二檔齒輪上分別設有與換擋滑動齒套內圈傳動連接的外花鍵。
3.根據權利要求2所述的油田柴油機或電動機驅動抽油機安全節能變速器，其特征在于所述無聲棘齒單向傳動機構包括固定設在主中間軸上的連接盤、與輸出軸固定連接的輸出軸連接套、輸出軸連接套外圓周固定設置的內棘輪以及轉動設在主中間軸上并設在連接盤和輸出軸連接套之間的棘爪座，棘爪座通過端面弧形齒與連接盤的端面弧形槽配合傳動連接，棘爪座邊緣對稱設有兩個與內棘輪單向配合傳動的棘爪，連接盤上設有弧狀槽，棘爪上設有伸入到弧狀槽內的圓柱銷。
4.根據權利要求I或2或3所述的油田柴油機或電動機驅動抽油機安全節能變速器，其特征在于所述帶離合器的動力輸入機構包括具有空心結構且外側敞口的輸入皮帶輪，輸入皮帶輪內設有與輸入軸連接配合的內花鍵摩擦片以及與輸入皮帶輪內壁連接配合的外卡槽摩擦片，輸入皮帶輪外端部通過壓緊螺母和端蓋固定在輸入軸上，輸入皮帶輪內側穿設有彈簧桿，彈簧桿上設有頂壓外卡槽摩擦片和內花鍵摩擦片的彈簧，彈簧桿內端連接有鉸接在輸入皮帶輪上的離合壓桿，離合壓桿另一端設有套在輸入軸上的離合撥桿座，離合撥桿座上設有離合軸承和離合撥桿。
5.根據權利要求I或2或3所述的油田柴油機或電動機驅動抽油機安全節能變速器，其特征在于所述動力輸出機構包括輸出皮帶輪，輸出皮帶輪通過輸出帶輪連接座與輸入軸傳動連接，輸出皮帶輪通過快速更換防盜螺栓與輸出帶輪連接座可拆卸連接。
專利摘要本實用新型公開了一種油田柴油機或電動機驅動抽油機安全節能變速器，包括箱體以及分別與箱體轉動連接的輸入軸和輸出軸，所述箱體外設有分別與輸入軸和輸出軸外端傳動連接的帶離合器的動力輸入機構和動力輸出機構，箱體內設有撥桿換擋機構和無聲棘齒單向傳動機構，輸入軸、撥桿換擋機構、無聲棘齒單向傳動機構和輸出軸依次傳動連接。本實用新型從根本上避免夾斷手指等重大安全事故的發生；若是采用電動機驅動的抽油機，離合器的空載啟動可降低抽油機原配電動機功率，從而有效降低了電能的消耗，也大大降低了對四周村民的噪聲污染。
文檔編號E21B43/00GK202544818SQ20122014194
公開日2012年11月21日 申請日期2012年4月6日 優先權日2012年4月6日
發明者凌晨, 彭耕, 梁光俊, 田冠華, 趙中華, 郭韜 申請人:田冠華