專利名稱：行星差速啟動器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于油田抽油機及類似設備用的啟動器領域，特別是一種行星差速啟動器。
背景技術：
目前的抽油機及類似機械的啟動裝置普遍存在重負載啟動，輕負載運行的工作方式，即采用大功率電機，大容量變壓器的供電方式，而正常運行時電機的實際耗電僅為電機額定容量的三分之一左右，這就使變壓器、電動機的功率因數很低，無功損耗增加，電網供電質量也因此而降低，浪費電能，生產成本高。曾經采用過一些解決方法，如現場應用的外加一個固定皮帶輪減速裝置，但由于抽油機參數有變化，因此應用范圍受限；采用調頻調速電機或多速電機，則造價昂貴，電機易損壞，無功損耗問題沒有解決；還有一種用電機減速啟動皮帶輪進行啟動，其錐面離合受面積的限制及加工工藝的限制，現場應用效果不好。
發明專利申請2003101013206，“電機皮帶輪減速啟動裝置”提出一種新思路，采用行星齒輪機構、皮帶輪等機構，經分析，該裝置存在下述問題1、內置式皮帶輪，更換皮帶不方便，維護與保養不方便。
2、采用無潤滑的干式運轉，可靠性低，使用壽命短。
3、采用的浮動鍵控制杠桿太單薄，不能保證機構的可靠運行(可靠性系數僅為1.03)，由于結構空間有限，已無法改變。
4、浮動鍵與杠桿為一點鉸接，不能保證其工作時平行升降，且浮動鍵在傾斜升起并在一點開始接觸時，經常由于受力情況不好而導致鍵失去傳遞動力的功能。
5、整個裝置中使用了十二套軸承，結構復雜，加工精度要求高，制造難度大，可靠性降低。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種結構較簡單、不使用浮動鍵的、加工制造較為簡單、性能可靠的行星差速啟動器。
本實用新型的行星差速啟動器，包括輸出軸，裝在此輸出軸上的皮帶輪，箱體組件、行星機構，其特征在于由設置在所述的箱體組件內的傳動機構，與此傳動機構相連接的行星機構和離合機構，與此離合機構相連接的操作控制機構所組成，
所述的傳動機構包括用于和電機輸出軸相連接的設在箱體組件內的齒輪軸套，裝在此齒輪軸套前端的輸出軸，裝在輸出軸上的軸承，軸承右側的滑動支承座，與此齒輪軸套相嚙合的行星齒輪機構，通過軸襯和此齒輪軸套相連接的內齒圈，設在內齒圈和滑動支承座之間的傳動轂，將滑動支承座、傳動轂、內齒圈穿起來的導徑螺栓，軸承安裝在箱體組件上，所述的操縱控制機構包括安裝在箱體組件上部的操縱軸組件，在此操縱軸組件左端的位于箱體組件外的手柄組件，連接在操縱軸右端的連接片組件，與此連接片組件相連接的回轉環組件，通過導徑螺栓連接在回轉環組件上的頂柱及裝在回轉環組件上的制動爪，所述的離合機構位于操縱軸下側，包括與箱體組件相連接的彈簧座，一端裝在彈簧座內的彈簧芯軸，套在此彈簧芯軸上的彈簧，芯軸另一端穿過滑動支承座擰進推壓環中，所述的行星機構包括行星架組件，安裝在此行星架組件中的行星輪軸，裝在行星輪軸上的行星輪及裝在行星架組件端面上的棘輪，棘輪齒和制動爪相匹配。
所述的齒輪軸套與一組行星輪嚙合，所述的內齒圈與另一組行星輪嚙合，兩組行星輪互相嚙合。
所述的傳動轂內設滑移式花鍵，所述的輸出軸上同樣設置花鍵。
所述的齒輪軸套和內齒圈的齒數比等于預定的減速比。
所述的推壓環上設置三個凹槽，此凹槽的深度等于預定的離合機構移動距離，推壓環背面為波浪形。
所述的齒輪軸套和傳動轂上的齒為牙嵌齒高齒形和低齒形交替設置。
所述的頂柱前端設置鋼球，鋼球和推壓環背面相接觸。
所述的齒輪軸套和輸出軸之間，齒輪軸套和內齒圈之間、行星輪和行星輪軸之間、行星架和齒輪軸套之間分別設有粉末冶金制作的含油軸襯。
所述的制動爪為帶圓角的拐角形件，在一個端頭內側設有棘齒，在另一邊上設有長槽，在拐角形件拐角處設有轉動軸孔。
所述的行星機構棘輪通過三個螺栓連接到行星架合件上，三個螺栓之間分別用退火鐵絲連接。
本實用新型的行星差速啟動器，用箱體將傳動機構、離合機構、操縱控制機構和行星機構組合在一起，并通過螺栓將機器與電機固連之后，再將本啟動器和電機一同固連到抽油機的工作平臺上。啟動時，搬動操縱桿，使操縱軸組件拉動連片，帶動回轉環組件繞其圓心轉動，與回轉環組件連在一起的銷壓迫兩個制動爪上的長槽使之分別繞其圓心轉過預設角度，致使制動爪將行星機構中的棘輪和行星架制動；同時，回轉環組件上的頂柱則通過鑲嵌在其上的鋼球，推動離合機構并帶動傳動機構中的內齒圈、制動轂、滑動支承座向左移動，從而使傳動轂與齒輪軸套的牙嵌齒分離，此時電機輸出的運動經由傳動機構中的齒輪軸套、行星機構中的行星輪，將動力傳遞到內齒圈上，而內齒圈因與傳動轂和滑動支承座通過導徑螺栓固連，于是，動力經由傳動轂內的滑移式花鍵將動力傳遞到同樣設置了花鍵的輸出軸上。由于在此過程中，行星架已被制動，因而使得行星輪不再成為行星輪，而被迫做定軸輪傳遞運動。又由于傳動機構中的齒輪軸套和內齒圈的預設齒數差，從而使得該機構的運動輸出按預定速比減速輸出。
啟動過程結束后，扳回操縱機構的操縱桿，回轉環組件在操縱力的作用下做與前述相反方向的回轉運動，并使柱銷壓迫兩個制動棘爪，使之與行星機構的棘輪脫離，制動解除，行星架在失去回轉約束之后繞整機軸心線做空運轉，與此同時，傳動機構中的內齒圈、傳動轂、滑動支承座，在離合機構中的彈簧作用下右移復位，并使傳動機構中的傳動轂上的牙嵌齒與齒輪軸套的牙嵌齒嚙合。這時，電機輸出的動力直接經由齒輪軸套、傳動轂，將動力傳遞到具有花鍵的輸出軸上，再經輸出軸傳遞到皮帶輪，從而完成1∶1的速比和動力傳遞過程。
在復位過程中，為了確保移動的需要，在離合機構的推壓環上設置了三個個凹槽，其深度等于預定的機構移動距離。工作時，回轉環組件所轉過的角度又恰好是推壓環合件上的三個凹槽預設位置，因而也就滿足了傳動機構要求的內置移動距離。
因此，本實用新型具有以下顯著特點1、啟動過程低轉速、輸出扭矩大，在完成啟動后，通過狀態切換，實現了無噪音、無沖擊的運動參數改變，又保證了工作效率，因而可以用功率較小的電機代替較大的電機，既降低了設備投資，又減少了能耗。
2、將齒輪軸套和傳動轂上的牙嵌齒設計成高低齒形，這樣就使得兩者在運動過程中的差速結合變得無任何阻礙，即無論哪個牙嵌齒落在對方的哪個凹槽內，均可實現無噪聲地、方便地結合，且在抽油機回轉時，能有效地防止換向沖擊。
3、在頂柱上設置鋼球，改變了常規機械式變速箱鎖定銷的結構形式，降低了制造難度，但卻提高了耐用度，從而最大限度地降低了生產成本。
4、在整個結構中，僅在行星齒輪處采用滑動軸承，其余部分采用粉末冶金制作的含油軸襯，從而大大降低了制造成本。
5、由于各機構是在箱體內封閉運行，因此可采用普通油浴式潤滑，而且潤滑和冷卻效果好，提高了設備的使用壽命。
6、更換皮帶和日常維護工作都十分方便。
圖1為本實用新型的結構示意圖。
圖2為傳動機構示意圖。
圖3為齒輪軸套的結構側視圖。
圖4為圖3的A-A剖視圖。
圖5為圖4的K向展開視圖。
圖6為離合機構示意圖。
圖7為圖6的側視圖。
圖8為操縱控制機構結構示意圖。
圖9為圖8的側視圖。
圖10為制動爪示意圖。
圖11為行星機構結構示意圖。
圖12為圖11的側視圖。
具體實施方式
以下結合附圖說明本實用新型的具體實施方式
。
如圖1所示，本實用新型的行星差速啟動器，包括輸出軸11，裝在此輸出軸上的皮帶輪6，箱體組件4、行星機構5，其特征在于由設置在所述的箱體組件4內的傳動機構1，與此傳動機構1相連接的行星機構5和離合機構2，與此離合機構2相連接的操作控制機構3所組成，如圖2所示，所述的傳動機構1包括用于和電機輸出軸相連接的設在箱體組件4內的齒輪軸套18，裝在此齒輪軸套18前端的輸出軸11，裝在輸出軸11上的軸承12，軸承右側的滑動支承座13，與此齒輪軸套18相嚙合的行星齒輪機構5，通過軸襯和此齒輪軸套18相連接的內齒圈17，設在內齒圈17和滑動支承座13之間的傳動轂15，將滑動支承座13、傳動轂15、內齒圈17穿起來的導徑螺栓16，軸承12安裝在箱體組件上。圖中標號19為行星輪擋圈。
如圖8、圖9所示，所述的操縱控制機構包括安裝在箱體組件4上部的操縱軸組件32，在此操縱軸組件32左端的位于箱體組件4外的手柄組件31，連接在操縱軸右端的連接片組件33，與此連接片組件33相連接的回轉環組件36，通過導徑螺栓連接在回轉環組件36上的頂柱34及裝在回轉環組件36上的制動爪35。
如圖6、圖7所示，所述的離合機構2位于操縱軸下側，包括與箱體組件4相連接的彈簧座21，一端裝在彈簧座21內的彈簧芯軸22，套在此彈簧芯軸22上的彈簧23，芯軸另一端穿過滑動承座24擰進推壓環25中。圖7中標號26為定位器，27為螺栓。
如圖11、圖12所示，所述的行星機構5包括行星架組件53，安裝在此行星架組件53中的行星輪軸51，裝在行星輪軸51上的行星輪52及裝在行星架組件53端面上的棘輪54，棘輪齒和制動爪35相匹配。
如圖1所示，所述的齒輪軸套18與一組行星輪嚙合，所述的內齒圈17與另一組行星輪嚙合，兩組行星輪互相嚙合。
所述的傳動轂15內設滑移式花鍵14，所述的輸出軸11上同樣設置花鍵。
所述的齒輪軸套18和內齒圈的齒數比等于預定的減速比2～3。
如圖5所示，所述的推壓環上設置三個凹槽，此凹槽的深度等于預定的離合機構移動距離6～10mm，推壓環背面為波浪形。
如圖4所示，所述的齒輪軸套和傳動轂上的齒為牙嵌齒高齒形181和低齒形182交替設置。
如圖8所示，所述的頂柱前端設置鋼球，鋼球和推壓環背面相接觸。
如圖1所示，所述的齒輪軸套和輸出軸之間、齒輪軸套和內齒圈之間、行星輪和行星輪軸之間、行星架和齒輪套之間、分別設有粉末冶金制作的含油軸襯。
如圖10所示，所述的制動爪35為帶圓角的拐角形件，在一個端頭內側設有棘齒353，在另一邊上設有長槽351，在拐角形件拐角處設有轉動軸孔352。
如圖12所示，所述的行星機構棘輪通過三個螺栓連接到行星架組件上，三個螺栓56之間分別用退火鐵絲55連接。
在具體實施中，除皮帶輪和手柄組件外，整個機構都裝在箱體組件內進行封閉式運行，箱體內采用普通的油浴式(飛濺式)潤滑，提高了潤滑和冷卻效果，提高了運行效率和設備壽命。
權利要求1.一種行星差速啟動器，包括輸出軸，裝在此輸出軸上的皮帶輪，箱體組件、行星機構，其特征在于由設置在所述的箱體組件內的傳動機構，與此傳動機構相連接的行星機構和離合機構，與此離合機構相連接的操作控制機構所組成，所述的傳動機構包括用于和電機輸出軸相連接的設在箱體組件內的齒輪軸套，裝在此齒輪軸套前端的輸出軸，裝在輸出軸上的軸承，軸承右側的滑動支承座，與此齒輪軸套相嚙合的行星齒輪機構，通過軸襯和此齒輪軸套相連接的內齒圈，設在內齒圈和滑動支承座之間的傳動轂，將滑動支承座、傳動轂、內齒圈穿起來的導徑螺栓，軸承安裝在箱體組件上，所述的操縱控制機構包括安裝在箱體組件上部的操縱軸組件，在此操縱軸組件左端的位于箱體組件外的手柄組件，連接在操縱軸右端的連接片組件，與此連接片組件相連接的回轉環組件，通過導徑螺栓連接在回轉環組件上的頂柱及裝在回轉環組件上的制動爪，所述的離合機構位于操縱軸下側，包括與箱體組件相連接的彈簧座，一端裝在彈簧座內的彈簧芯軸，套在此彈簧芯軸上的彈簧，芯軸另一端穿過滑動支承座擰進推壓環中，所述的行星機構包括行星架組件，安裝在此行星架組件中的行星輪軸，裝在行星輪軸上的行星輪及裝在行星架組件端面上的棘輪，棘輪齒和制動爪相匹配。
2.根據權利要求1所述的行星差速啟動器，其特征在于所述的齒輪軸套與一組行星輪嚙合，所述的內齒圈與另一組行星輪嚙合，兩組行星輪互相嚙合。
3.根據權利要求1所述的行星差速啟動器，其特征在于所述的傳動轂內設滑移式花鍵，所述的輸出軸上同樣設置花鍵。
4.根據權利要求1所述的行星差速啟動器，其特征在于所述的齒輪軸套和內齒圈的齒數比等于預定的減速比2～3。
5.根據權利要求1所述的行星差速啟動器，其特征在于所述的推壓環上設置三個凹槽，此凹槽的深度等于預定的離合機構移動距離6～10mm，推壓環背面為波浪形。
6.根據權利要求1所述的行星差速啟動器，其特征在于所述的齒輪軸套和傳動轂上的齒為牙嵌齒高齒形和低齒形交替設置。
7.根據權利要求1所述的行星差速啟動器，其特征在于所述的頂柱前端設置鋼球，鋼球和推壓環背面相接觸。
8.根據權利要求1所述的行星差速啟動器，其特征在于所述的齒輪軸套和輸出軸之間、齒輪軸套和內齒圈之間、行星輪和行星輪軸之間、行星架和齒輪軸套之間分別設有粉末冶金制作的含油軸襯。
9.根據權利要求1所述的行星差速啟動器，其特征在于所述的制動爪為帶圓角的拐角形件，在一個端頭內側設有棘齒，在另一邊上設有長槽，在拐角形件拐角處設有轉動軸孔。
10.根據權利要求1所述的行星差速啟動器，其特征在于所述的行星機構棘輪通過三個螺栓連接到行星架組件上，三個螺栓之間分別用退火鐵絲連接。
專利摘要本實用新型屬于油田抽油機及類似機械用的啟動器領域，特別是一種行星差速啟動器。包括輸出軸、皮帶輪，箱體組件，行星機構，其特征在于由設置在箱體內的傳動機構、行星機構、離合機構、操控機構所組成，傳動機構包括齒輪軸套、輸出軸及其軸承、滑動支座、內齒圈、傳動轂、導徑螺栓，操控機構包括操縱軸組件、手柄組件、連接片、頂柱、回轉環組件、制動爪，離合機構包括彈簧芯軸、彈簧座、彈簧、推壓環，行星機構包括行星輪架組件、行星輪、棘輪、行星輪軸。由于實現了差速啟動，因此可以采用功率較小的電機，節約電能并降低了設備投資費用，減少了無功損耗。由于結構合理，因此維修方便，使用壽命長。
文檔編號F16H1/28GK2918884SQ20062009042
公開日2007年7月4日 申請日期2006年4月17日 優先權日2006年4月17日
發明者馮文利, 劉國慶 申請人:馮文利