CN102777547A

CN102777547A - 正、反转输出转换装置

Info

Publication number: CN102777547A
Application number: CN2012102871205A
Authority: CN
Inventors: 宋嗣新; 徐贵东
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-08-13
Filing date: 2012-08-13
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2032-08-13
Also published as: CN102777547B

Abstract

本发明公开了一种正、反转输出转换装置，本发明的结构能实现输入转向不变，而输出可以依据需要随时变换转动方向；本发明可实现驱动电机单项旋转，而输出的转向可以随时变换，降低了电机的耗电量；本发明可以用于各个领域，特别可以用于油田的抽油机。

Description

正、反转输出转换装置

技术领域

本发明涉及一种正、反转输出转换装置。

背景技术

目前油田上使用最多的抽油机是游梁式抽油机，游梁式抽油机的悬点载荷为周期性变载荷，悬点载荷在减速器曲柄轴上的扭矩曲线与曲柄平衡的正弦曲线差别很大，使曲柄轴上的净扭矩曲线波动很大，甚至出现负值。而普通的三相异步电动机输出的转速和扭矩基本上恒定不变，为满足峰值扭矩的要求，抽油机不得不配用较大功率的电动机，这就造成了运行过程中大多数情况下电动机处于轻载状态，运行效率和功率因数都很低。因此，普遍认为游梁式抽油机工作效率不高的主要原因是其载荷特性与所用的普通三相异步电动机的工作特性不匹配。

游梁抽油机在运行过程中，曲柄的角度是时刻变化的，不同的角度平衡效果是不同的。当相位角在大于90°的情况下，有功电流为负，这就是发电状态，平衡效越差，发电越多。但是从电动机原理上看，在电动和发电的转换过程中电动机正好处在效率最低段整个过程中能量转换的效率特别低。

游梁式抽油机有杆抽油泵全系统的总效率在国内一般地区平均只有12%～ 23% ，先进地区至今也不到30%。美国的常规型抽油机系统效率较高，但也仅有46%。系统效率低下，能耗大，耗电就多，因此，节能成为有杆抽油系统的一个亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种正、反转输出转换装置，本发明的输入转向不变，而输出可以依据需要随时变换转动方向。本发明可实现驱动电机单项旋转，而输出的转向可以随时变换，降低了电机的耗电量。本发明可以用于油田的抽油机。

本发明的长轴扭矩输入端通过第一滚针轴承作用在摩擦环支撑架上，第一滚针轴承一端作用在第一滚针轴承挡环上，第一滚针轴承另一端通过滚针轴承堵盖固定，滚针轴承堵盖通过螺栓固定在摩擦环支撑架上，摩擦环支撑架上的较细端外套设第一螺旋推块与第二螺旋推块，第一主动推块与第二主动推块分别设有第一凸台和第二凸台，第一凸台和第二凸台的侧面与涡轮侧面相贴合，第一主动推块与第二主动推块与涡轮用销轴连接在一起；第一主动推块上的第一凸台与第一螺旋推块上的螺旋凸台高位挤压在一起，第一螺旋推块外套设第一固定块，第一螺旋推块具有螺旋凸台高位、滑槽和螺旋凸台低位，第一固定块上与第一螺旋推块上的滑槽相对应的有一个内定位槽，第一螺旋推块滑动块的一端镶嵌在第一螺旋推块上的滑槽里，另一端则镶嵌在第一固定块上的滑槽相对应的内定位槽内；在离合器箱体固定槽与第一固定块的外定位槽内镶嵌有第一固定块制动块，第一螺钉通过第一固定块制动块上的螺钉阶梯孔穿过第一固定块上的螺钉孔，与第一螺旋推块滑动块上的螺纹孔旋和在一起，第二螺旋推块、第二固定块与离合器箱体之间的连接关系和第一螺旋推块、第一固定块与离合器箱体之间的连接关系相同；第一固定块的一侧挤压在离合器箱体堵盖的凸缘上，第一固定块另一端顶在第二推力轴承的一侧上，第二固定块的一端固定在离合器箱体第一轴肩上，第二固定块另一端则固定在第三推力轴承上；第一螺旋推块的螺旋凸台高位与第一主动推块上的第一凸台挤压在一起，第一螺旋推块的里侧顶在第一推力轴承上，第一推力轴承挤压着第二圆螺母，第二圆螺母挤压着第一圆螺母，第一圆螺母与第二圆螺母通过螺纹与摩擦环支撑架固接在一起，第二螺旋推块的结构与第一螺旋推块的结构相同，第二螺旋推块具有螺旋凸台高位、滑槽和螺旋凸台低位，第二螺旋推块上的螺旋凸台高位与第二主动推块上的第二凸台对应接触；第二螺旋推块的另一侧与第四推力轴承挤压接触，第四推力轴承的另一侧作用在，摩擦环支撑架轴肩上；第三推力轴承的一侧顶在第二螺旋推块上，另一侧顶在涡轮的一侧上，第二推力轴承的一侧顶在第一螺旋推块上，另一侧顶在涡轮的另一侧上，涡轮与摩擦环支撑架之间装有第一滑动轴承，摩擦环支撑架穿设在支撑盘内，支撑盘通过第一圆锥轴承作用在第一离合器箱体轴承座上，第一圆锥轴承内圈的一侧顶靠在支撑盘第三轴肩上，另一侧顶靠在第一定位套，第一定位套和第一制动垫通过第三圆螺母固定在支撑盘上，第一圆锥轴承的外环一侧顶靠在离合器箱体第二轴肩上，里侧通过第二堵盖固定，第二堵盖通过螺栓固定在离合器箱体上，支撑盘、第一摩擦片和卷筒支撑架通过螺钉固接在一起，摩擦环与摩擦环支撑架固接在一起；摩擦环楔形一端挤压在第一摩擦片的楔形槽内，卷筒与卷筒支撑架固连接在一起；第二摩擦片与摩擦片支撑架固接在一起，长轴在摩擦片支撑架内穿过，通过第二滚针轴承与摩擦片支撑架转动连接，长轴端部通过调心轴承与变速箱体转动连接，在卷筒支撑架和摩擦片支撑架之间设置有第二圆锥滚子轴承、第二定位套、第三圆锥滚子轴承、第四圆螺母、第三定位套和外螺纹圆螺母；第二圆锥滚子轴承的内圈一端顶靠在第五摩擦片支撑架轴肩上，另一端则顶靠在第二定位套的一端上，第二圆锥滚子轴承的外圈顶在第四卷筒支撑架轴肩上，第三圆锥滚子轴承的内圈一端顶靠在第二定位套的另一端，另一端顶靠在第四圆螺母上，第四圆螺母旋合在摩擦片支撑架上，第三圆锥滚子轴承的外圈顶靠在第三定位套上，第三定位套的另一端顶靠在外螺纹圆螺母，外螺纹圆螺母旋合在卷筒支撑架上，第一齿轮与卷筒支撑架固接在一起，卷筒支撑架和第二变速箱体轴承座之间设置了第四圆锥滚子轴承，第三堵盖固定在变速箱体的一端；第二齿轮与摩擦片支撑架固接在一起，第二齿轮与第三齿轮啮合在一起，第三齿轮与轴固接在一起，第四齿轮与轴通过第二滑动轴承滑动连接，第四齿轮与第五齿轮啮合，第五齿轮与第一齿轮啮合，单向环通过花键与轴滑动连接，单向环上的第二啮合牙与第四齿轮上的第一啮合牙啮合；环形推动环设有四个柱，每个柱上都有弹簧，弹簧连同环形推动环上的四个柱一起安装在变速箱体的弹簧镶嵌孔内，环形推动环套设在单向环上。

本发明的有益效果是：本发明的输入转向不变，而输出可以依据需要随时变换转动方向。本发明可实现驱动电机单项旋转，而输出的转向可以随时变换，降低了电机的耗电量。

附图说明

图1是本发明的立体示意图。

图2是本发明的俯视图。

图3是本发明的剖视图。

图4是本发明的另一个剖视图。

图5是本发明的立体分解示意图。

图6是本发明的环形推动环立体示意图。

图7是本发明的单向环立体示意图。

图8是本发明的第四齿轮立体示意图。

图9是本发明的第一螺旋推块和第二螺旋推块立体示意图。

图10是本发明的第一主动推块和第二主动推块立体示意图。

图11是本发明的第一固定块立体示意图。

具体实施方式

请参阅图1至图11所示，本实施例的长轴A扭矩输入端20通过第一滚针轴承21作用在摩擦环支撑架22上，第一滚针轴承21一端作用在第一滚针轴承挡环23上，第一滚针轴承21另一端通过滚针轴承堵盖24固定，滚针轴承堵盖24通过螺栓固定在摩擦环支撑架22上，摩擦环支撑架22上的较细端外套设第一螺旋推块25与第二螺旋推块26，第一主动推块27与第二主动推块28分别设有第一凸台29和第二凸台30，第一凸台29和第二凸台30的侧面与涡轮31侧面相贴合，第一主动推块27与第二主动推块28与涡轮31用销轴连接在一起；第一主动推块27上的第一凸台29与第一螺旋推块25上的螺旋凸台高位251挤压在一起，第一螺旋推块25外套设第一固定块32，第一螺旋推块25具有螺旋凸台高位251、滑槽252和螺旋凸台低位253，第一固定块32上与第一螺旋推块25上的滑槽252相对应的有一个内定位槽321，第一螺旋推块滑动块90的一端镶嵌在第一螺旋推块25上的滑槽252里，另一端则镶嵌在第一固定块32上的滑槽相对应的内定位槽321内；在离合器箱体固定槽91与第一固定块32的外定位槽322内镶嵌有第一固定块制动块92，第一螺钉93通过第一固定块制动块92上的螺钉阶梯孔穿过第一固定块32上的螺钉孔，与第一螺旋推块滑动块90上的螺纹孔旋和在一起，第二螺旋推块26、第二固定块33与离合器箱体46之间的连接关系和第一螺旋推块25、第一固定块32与离合器箱体46之间的连接关系相同；第一固定块32的一侧挤压在离合器箱体堵盖89的凸缘47上，第一固定块32另一端顶在第二推力轴承43的一侧上，第二固定块33的一端固定在离合器箱体第一轴肩34上，第二固定块33另一端则固定在第三推力轴承44上；第一螺旋推块25的螺旋凸台高位251与第一主动推块27上的第一凸台29挤压在一起，第一螺旋推块25的里侧则顶在第一推力轴承42上，第一推力轴承42挤压着第二圆螺母41，第二圆螺母41挤压着第一圆螺母40，第一圆螺母40与第二圆螺母41通过螺纹与摩擦环支撑架22固接在一起，第二螺旋推块26的结构与第一螺旋推块25的结构相同，第二螺旋推块26具有螺旋凸台高位261、滑槽262和螺旋凸台低位263，第二螺旋推块26上的螺旋凸台高位261与第二主动推块28上的第二凸台30对应接触；第二螺旋推块26的另一侧与第四推力轴承48挤压接触，第四推力轴承48的另一侧作用在摩擦环支撑架轴肩49上；第三推力轴承44的一侧顶在第二螺旋推块26上，另一侧顶在涡轮31的一侧上，第二推力轴承43的一侧顶在第一螺旋推块25上，另一侧顶在涡轮31的另一侧上，涡轮31与摩擦环支撑架22之间装有第一滑动轴承50，摩擦环支撑架22穿设在支撑盘51内，支撑盘51通过第一圆锥轴承39作用在第一离合器箱体轴承座52上，第一圆锥轴承39内圈的一侧顶靠在支撑盘第三轴肩53上，另一侧顶靠在第一定位套38，第一定位套38和第一制动垫37通过第三圆螺母36固定在支撑盘51上，第一圆锥轴承39的外环一侧顶靠在离合器箱体第二轴肩35上，里侧通过第二堵盖54固定，第二堵盖54通过螺栓固定在离合器箱体46上，支撑盘51、第一摩擦片55和卷筒支撑架56通过螺钉固接在一起，摩擦环57与摩擦环支撑架22固接在一起；摩擦环57楔形一端挤压在第一摩擦片55的楔形槽内，卷筒58与卷筒支撑架固56连接在一起；第二摩擦片59与摩擦片支撑架60固接在一起，长轴A在摩擦片支撑架60内穿过，通过第二滚针轴承83与摩擦片支撑架60转动连接，长轴A端部通过调心轴承62与变速箱体63转动连接，在卷筒支撑架56和摩擦片支撑架60之间设置有第二圆锥滚子轴承61、第二定位套64、第三圆锥滚子轴承65、第四圆螺母66、第三定位套67和外螺纹圆螺母68；第二圆锥滚子轴承61的内圈一端顶靠在第五摩擦片支撑架轴肩69上，另一端则顶靠在第二定位套64的一端上，第二圆锥滚子轴承61的外圈顶在第四卷筒支撑架轴肩70上，第三圆锥滚子轴承65的内圈一端顶靠在第二定位套64的另一端，另一端顶靠在第四圆螺母66上，第四圆螺母66旋合在摩擦片支撑架60上，第三圆锥滚子轴承65的外圈顶靠在第三定位套67上，第三定位套67的另一端顶靠在外螺纹圆螺母68，外螺纹圆螺母68旋合在卷筒支撑架56上，第一齿轮71与卷筒支撑架56固接在一起，卷筒支撑架56和第二变速箱体轴承座76之间设置了第四圆锥滚子轴承77，第三堵盖78固定在变速箱体63的一端；第二齿轮72与摩擦片支撑架60固接在一起，第二齿轮72与第三齿轮73啮合在一起，第三齿轮73与轴79固接在一起，第四齿轮74与轴79通过第二滑动轴承80滑动连接，第四齿轮74与第五齿轮75啮合，第五齿轮75与第一齿轮71啮合，单向环81通过花键与轴79滑动连接，单向环81上的第二啮合牙811与第四齿轮74上的第一啮合牙741啮合；环形推动环82设有四个柱821，每个柱821上都有弹簧84，弹簧84连同环形推动环82上的四个柱821一起安装在变速箱体63的弹簧镶嵌孔85内，环形推动环82套设在单向环81上。

本发明的工作过程：

正转输出：

长轴A顺时针转动，离合控制电机86顺时针旋转时，离合控制电机86扭矩由蜗杆传递到涡轮31，涡轮31带动第一主动推块27旋转，旋转过程中，第一主动推块27的第一凸台29由第一螺旋推块25向上的螺旋凸台低位253移动到螺旋凸台高位251，同时第二主动推块28的第二凸台30由第二螺旋推块26上的螺旋凸台高位261移动到螺旋凸台低位263，第一主动推块27上的第一凸台29推动第一螺旋推块25向下移动，推动第一推力轴承42、第一推力轴承42、第二圆螺母41、第二圆螺母41带动摩擦环支撑架22向下移动，摩擦环支撑架22带动摩擦环87向下移动，使摩擦环87与第一摩擦片55紧紧地挤压在一起，使二者不能产生相对转动，第一摩擦片55带动卷筒支撑架56和卷筒58同时顺时针旋转，第二凸台30由第二螺旋推块26上的螺旋凸台高位261移动到螺旋凸台低位263，与此同时摩擦环87与第二摩擦片59分离。

反转输出：

长轴A顺时针转动，离合控制电机86逆时针旋转时，离合控制电机86扭矩由蜗杆88传递到涡轮31，涡轮31带动第二主动推块28旋转，旋转过程中第二主动推块28上的第二凸台30由第二螺旋推块26向上的螺旋凸台低位263移动到螺旋凸台高位261时，就会推动第二固定块33向上移动，第二螺旋推块26推动第四推力轴承48，第四推力轴承48推动摩擦环支撑架22，摩擦环支撑架22带动摩擦环87与第二摩擦片59紧紧挤压在一起，使二者不发生相对转动，第二摩擦片59带动摩擦片支撑架60旋转，摩擦片支撑架60带动第二齿轮72一起转动，第二齿轮72通过第三齿轮73把扭矩传递给轴79，轴79通过花键把扭矩传递给单向环81，单向环81上的第二啮合牙811与第四齿轮74上的第一啮合牙741啮合，扭矩由此传递给第四齿轮74，第四齿轮74通过第五齿轮75把扭矩传递给第一齿轮71，第一齿轮71带动卷筒支撑架56和卷筒58一同旋转，由于有换向作用的第五齿轮75，所以卷筒58的旋转方向是逆时针的，同时第一凸台29由第一螺旋推块25向上的螺旋凸台高位251移动到螺旋凸台低位253，此时，第一摩擦片55与摩擦环87分离。

Claims

1.一种正、反转输出转换装置，其特征在于：长轴（A）扭矩输入端（20）通过第一滚针轴承（21）作用在摩擦环支撑架（22）上，第一滚针轴承（21）一端作用在第一滚针轴承挡环（23）上，第一滚针轴承（21）另一端通过滚针轴承堵盖（24）固定，滚针轴承堵盖（24）通过螺栓固定在摩擦环支撑架（22）上，摩擦环支撑架（22）上的较细端外套设第一螺旋推块（25）与第二螺旋推块（26），第一主动推块（27）与第二主动推块（28）分别设有第一凸台（29）和第二凸台（30），第一凸台（29）和第二凸台（30）的侧面与涡轮（31）侧面相贴合，第一主动推块（27）与第二主动推块（28）与涡轮（31）用销轴连接在一起；第一主动推块（27）上的第一凸台（29）与第一螺旋推块（25）上的螺旋凸台高位（251）挤压在一起，第一螺旋推块（25）外套设第一固定块（32），第一螺旋推块（25）具有螺旋凸台高位（251）、滑槽（252）和螺旋凸台低位（253），第一固定块（32）上与第一螺旋推块（25）上的滑槽（252）相对应的有一个内定位槽（321），第一螺旋推块滑动块（90）的一端镶嵌在第一螺旋推块（25）上的滑槽（252）里，另一端则镶嵌在第一固定块（32）上的滑槽相对应的内定位槽（321）内；在离合器箱体固定槽（91）与第一固定块（32）的外定位槽（322）内镶嵌有第一固定块制动块（92），第一螺钉（93）通过第一固定块制动块（92）上的螺钉阶梯孔穿过第一固定块（32）上的螺钉孔，与第一螺旋推块滑动块（90）上的螺纹孔旋和在一起，第二螺旋推块（26）、第二固定块（33）与离合器箱体（46）之间的连接关系和第一螺旋推块（25）、第一固定块（32）与离合器箱体（46）之间的连接关系相同；第一固定块（32）的一侧挤压在离合器箱体堵盖（89）的凸缘（47）上，第一固定块（32）另一端顶在第二推力轴承（43）的一侧上，第二固定块（33）的一端固定在离合器箱体第一轴肩（34）上，第二固定块（33）另一端则固定在第三推力轴承（44）上；第一螺旋推块（25）的螺旋凸台高位（251）与第一主动推块（27）上的第一凸台（29）挤压在一起，第一螺旋推块（25）的里侧则顶在第一推力轴承（42）上，第一推力轴承（42）挤压着第二圆螺母（41），第二圆螺母（41）挤压着第一圆螺母（40），第一圆螺母（40）与第二圆螺母（41）通过螺纹与摩擦环支撑架（22）固接在一起，第二螺旋推块（26）的结构与第一螺旋推块（25）的结构相同，第二螺旋推块（26）具有螺旋凸台高位（261）、滑槽（262）和螺旋凸台低位（263），第二螺旋推块（26）上的螺旋凸台高位（261）与第二主动推块（28）上的第二凸台（30）对应接触；第二螺旋推块（26）的另一侧与第四推力轴承（48）挤压接触，第四推力轴承（48）的另一侧作用在摩擦环支撑架轴肩（49）上；第三推力轴承（44）的一侧顶在第二螺旋推块（26）上，另一侧顶在涡轮（31）的一侧上，第二推力轴承（43）的一侧顶在第一螺旋推块（25）上，另一侧顶在涡轮（31）的另一侧上，涡轮（31）与摩擦环支撑架（22）之间装有第一滑动轴承（50），摩擦环支撑架（22）穿设在支撑盘（51）内，支撑盘（51）通过第一圆锥轴承（39）作用在第一离合器箱体轴承座（52）上，第一圆锥轴承（39）内圈的一侧顶靠在支撑盘第三轴肩（53）上，另一侧顶靠在第一定位套（38），第一定位套（38）和第一制动垫（37）通过第三圆螺母（36）固定在支撑盘（51）上，第一圆锥轴承（39）的外环一侧顶靠在离合器箱体第二轴肩（35）上，里侧通过第二堵盖（54）固定，第二堵盖（54）通过螺栓固定在离合器箱体（46）上，支撑盘（51）、第一摩擦片（55）和卷筒支撑架（56）通过螺钉固接在一起，摩擦环（57）与摩擦环支撑架（22）固接在一起；摩擦环（57）楔形一端挤压在第一摩擦片（55）的楔形槽内，卷筒（58）与卷筒支撑架固（56）连接在一起；第二摩擦片（59）与摩擦片支撑架（60）固接在一起，长轴（A）在摩擦片支撑架（60）内穿过，通过第二滚针轴承（83）与摩擦片支撑架（60）转动连接，长轴（A）端部通过调心轴承（62）与变速箱体（63）转动连接，在卷筒支撑架（56）和摩擦片支撑架（60）之间设置有第二圆锥滚子轴承（61）、第二定位套（64）、第三圆锥滚子轴承（65）、第四圆螺母（66）、第三定位套（67）和外螺纹圆螺母（68）；第二圆锥滚子轴承（61）的内圈一端顶靠在第五摩擦片支撑架轴肩（69）上，另一端则顶靠在第二定位套（64）的一端上，第二圆锥滚子轴承（61）的外圈顶在第四卷筒支撑架轴肩（70）上，第三圆锥滚子轴承（65）的内圈一端顶靠在第二定位套（64）的另一端，另一端顶靠在第四圆螺母（66）上，第四圆螺母（66）旋合在摩擦片支撑架（60）上，第三圆锥滚子轴承（65）的外圈顶靠在第三定位套（67）上，第三定位套（67）的另一端顶靠在外螺纹圆螺母（68），外螺纹圆螺母（68）旋合在卷筒支撑架（56）上，第一齿轮（71）与卷筒支撑架（56）固接在一起，卷筒支撑架（56）和第二变速箱体轴承座（76）之间设置了第四圆锥滚子轴承（77），第三堵盖（78）固定在变速箱体（63）的一端；第二齿轮（72）与摩擦片支撑架（60）固接在一起，第二齿轮（72）与第三齿轮（73）啮合在一起，第三齿轮（73）与轴（79）固接在一起，第四齿轮（74）与轴（79）通过第二滑动轴承（80）滑动连接，第四齿轮（74）与第五齿轮（75）啮合，第五齿轮（75）与第一齿轮（71）啮合，单向环（81）通过花键与轴（79）滑动连接，单向环（81）上的第二啮合牙（811）与第四齿轮（74）上的第一啮合牙（741）啮合；环形推动环（82）设有四个柱（821），每个柱（821）上都有弹簧（84），弹簧（84）连同环形推动环（82）上的四个柱（821）一起安装在变速箱体（63）的弹簧镶嵌孔（85）内，环形推动环（82）套设在单向环（81）上。