CN104373552B - 具有皮带断折保护装置的皮带轮 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具有皮带断折保护装置的皮带轮，包括第一皮带轮、第二皮带轮、中心轴、弹出装置和轴承，第二皮带轮与第一皮带轮在轴向方向并排设置，中心轴套设于第一轮轴内并穿过第二轮缘；弹出装置包括弹性元件组、弹性元件外壳、第一支臂和第二支臂，弹性元件组套设于中心轴上，且伸缩方向为中心轴的径向，弹性元件外壳包覆在弹性元件组外侧；第一支臂的一端与弹性元件外壳的外壁相连接，另一端贯穿第一轮缘，第二支臂的一端与弹性元件外壳的外壁相连接，轴承套设于第二轮缘和弹性元件外壳之间，第二支臂贯穿内圈和保持架，外圈内壁设有多个对第二支臂定位的卡槽。本发明中的第二皮带轮为备用皮带轮，可在第一皮带轮的皮带断折后继续运转。

Description

具有皮带断折保护装置的皮带轮
技术领域
本发明涉及皮带轮，尤其是一种用于抽油机中、能够在皮带断折瞬间使备用皮带轮继续运转的具有皮带断折保护装置的皮带轮。
背景技术
在石油开采过程中，普遍采用抽油机带动有杆泵生产，皮带是抽油机中电机和减速箱之间的传动设备，在生产过程中长时间高负荷运转，易磨损，如果更换不及时，会发生皮带断折事故，对生产造成影响，对设备造成损坏，并且由于皮带断折瞬间抽油机惯性大，抽油机失控能量大，还存在很大的安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有皮带断折保护装置的皮带轮，以解决现有技术存在的皮带断折后造成抽油机失控的缺陷。
为达到上述目的，本发明提出一种具有皮带断折保护装置的皮带轮，包括：第一皮带轮，为主用皮带轮，包括第一轮轴和第一轮缘；第二皮带轮，为备用皮带轮，与所述第一皮带轮在轴向方向并排设置，所述第二皮带轮包括第二轮缘；中心轴，套设于所述第一轮轴内并穿过所述第二轮缘；弹出装置，包括：弹性元件组，为环形，套设于所述中心轴上，并位于所述第一轮缘和所述第二轮缘内侧，所述弹性元件组的伸缩方向为所述中心轴的径向；弹性元件外壳，包覆在所述弹性元件组外侧，且由多个片状体沿周向依次叠置形成；多个第一支臂，沿所述中心轴的径向设置在所述第一轮缘内侧，各所述第一支臂的一端与所述弹性元件外壳的外壁相连接，另一端贯穿所述第一轮缘，并能通过附着在所述第一轮缘上的第一皮带的挤压径向压缩所述弹性元件组；多个第二支臂，位于所述第二轮缘内侧，各所述第二支臂的一端与所述弹性元件外壳的外壁相连接；轴承，套设于所述第二轮缘和所述弹性元件外壳之间，包括内圈、外圈、以及设于所述内圈和所述外圈之间的保持架，所述第二支臂贯穿所述内圈和所述保持架，所述外圈与所述第二轮缘相连接，所述外圈内壁设有多个对所述第二支臂定位的卡槽。
如上所述的具有皮带断折保护装置的皮带轮，其中，在所述第一皮带未断折的状态下，所述第一皮带挤压所述第一支臂，所述弹性元件外壳内缩，所述弹性元件组沿径向收缩，所述第二支臂与所述卡槽之间具有间距；在所述第一皮带断折的状态下，所述第一支臂在所述弹性元件组的回复力的作用下伸出所述第一轮缘，所述弹性元件外壳扩张，所述第二支臂卡入所述卡槽。
如上所述的具有皮带断折保护装置的皮带轮，其中，所述第一轮缘上沿周向设有多个贯穿孔，所述第一支臂穿过所述贯穿孔并抵靠所述第一皮带。
如上所述的具有皮带断折保护装置的皮带轮，其中，所述弹性元件组包括均布于所述中心轴外壁的多个弹性元件，各所述弹性元件沿所述中心轴的径向设置。
如上所述的具有皮带断折保护装置的皮带轮，其中，各所述弹性元件的一端连接所述中心轴，另一端连接所述弹性元件外壳的内壁。
如上所述的具有皮带断折保护装置的皮带轮，其中，所述片状体为弹性钢片。
如上所述的具有皮带断折保护装置的皮带轮，其中，所述内圈与所述保持架上均设有供所述第二支臂贯穿的通孔，所述保持架上的滚动体与所述通孔在轴向上具有间距。
如上所述的具有皮带断折保护装置的皮带轮，其中，所述中心轴与所述第一轮轴之间、所述中心轴与所述内圈之间、以及所述外圈与所述第二轮缘之间均通过键连接。
本发明的具有皮带断折保护装置的皮带轮的特点和优点是：
1、本发明的具有皮带断折保护装置的皮带轮，其包括两个皮带轮、弹出装置和轴承，弹出装置设于连接两个皮带轮的中心轴上，且沿轴向部分贯穿两个皮带轮，在第一皮带轮(主用皮带轮)的轮缘内侧沿径向设有第一支臂，用于抵靠第一皮带，在第二皮带轮(备用皮带轮)的轮缘内侧沿径向设有第二支臂，用于贯穿轴承的内圈和弹性支架，并能卡接轴承的外圈，轴承外圈与第二皮带轮的轮缘相连接，在第一皮带断折后，第一支臂弹出，第二支臂随之弹出并卡接轴承外圈，使中心轴带动弹出装置、轴承和第二皮带轮转动，代替第一皮带轮使抽油机继续正常生产，防止抽油机因皮带断折而失控，确保人员和设备安全；
2、本发明的具有皮带断折保护装置的皮带轮，其弹性元件组外包覆有弹性元件外壳，用于连接第一支臂和第二支臂，弹性元件外壳由多个片状体依次叠置形成环形壁，在弹性元件组压缩或舒张时，弹性元件外壳的周长能随之改变。
3、本发明的具有皮带断折保护装置的皮带轮的安全性好，可靠性高，可有效降低抽油机采油过程中的安全隐患。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1是本发明中弹出装置的示意图；
图2是本发明中轴承的示意图；
图3是皮带正常工作状态下弹出装置和轴承的组合示意图；
图4是皮带断折状态下弹出装置和轴承的组合示意图；
图5是第一皮带轮的示意图；
图6是第二皮带轮的示意图；
图7是本发明的具有皮带断折保护装置的皮带轮工作状态的主视图；
图8是本发明的具有皮带断折保护装置的皮带轮工作状态的俯视图；
图9是本发明的具有皮带断折保护装置的皮带轮工作状态的左视图。
主要元件标号说明：
1 第一皮带轮 11 轮轴
12 第一轮缘 121 贯穿孔
2 第二皮带轮 21 第二轮缘
3 第三皮带轮
4 第四皮带轮
5 弹出装置 51 弹性元件 52 弹性元件外壳
53 第一支臂 54 第二支臂
6 轴承
61 内圈 611 通孔
62 外圈 621 卡槽 63 滚动体
7 中心轴 71 第一部分 72 第二部分
8 电机 9 减速箱
10 第一皮带 20第二皮带
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
如图1、图2、图5、图6所示，本发明提供一种皮带轮，该皮带轮包括第一皮带轮1、第二皮带轮2、弹出装置5、轴承6和中心轴7。
其中，第一皮带轮1为主用皮带轮，包括第一轮轴11和第一轮缘12，第二皮带轮2为备用皮带轮，与第一皮带轮1在轴向方向并排设置，第二皮带轮2包括第二轮缘21，中心轴7套设于第一轮轴11内并穿过第二轮缘21，该中心轴7为带动皮带轮转动的轴，与电机相连接。
弹出装置5包括弹性元件组、弹性元件外壳52、多个第一支臂53和多个第二支臂54，其中，弹性元件组为环形，套设于中心轴7上，并位于第一轮缘12和第二轮缘21内侧，弹性元件组与第一轮轴相邻，弹性元件组的伸缩方向为中心轴7的径向，即弹性元件组能沿径向收缩或舒张；弹性元件外壳52位于第一轮缘及第二轮缘内侧，弹性元件外壳52包覆在弹性元件组51外侧，且由多个片状体沿周向依次叠置形成，即弹性元件外壳52能随弹性元件组的径向收缩或舒张，而沿周向内缩(缩径)或扩张(扩径)；第一支臂53沿中心轴7的径向设置在第一轮缘12内侧，各第一支臂53的一端与弹性元件外壳52的外壁相连接，各第一支臂53的另一端贯穿第一轮缘12，并能通过附着在第一轮缘12上的第一皮带10的挤压，径向压缩弹性元件组；第二支臂54位于第二轮缘21内侧，各第二支臂54的一端与弹性元件外壳52的外壁相连接，各第二支臂54的另一端指向第二轮缘21。第一支臂和第二支臂可为柱形杆，且延伸方向均为弹性元件外壳的径向。
轴承6套设于第二轮缘21和弹性元件外壳52之间，包括内圈61、外圈62、以及设于内圈61和外圈62之间的保持架(图未示)，内圈61套设于弹性元件外壳52外侧，第二支臂54贯穿内圈61和保持架，外圈62与第二轮缘21相连接，外圈62内壁设有多个对第二支臂54定位的卡槽621，第二支臂54能伸入并卡接于卡槽621中，在本发明中，外圈62与第二轮缘21例如通过键连接在一起，轴承6即相当于第二皮带轮2的轮轴，中心轴7能通过带动轴承6转动，来带动第二皮带轮2转动。
在一个具体实施例中，弹出装置5沿轴向部分贯穿第一皮带轮，并部分贯穿第二皮带轮，具体是，中心轴7位于第一轮缘12内侧的部分为第一部分71，中心轴7第一部分的左侧(远离第二皮带轮2)套设有第一轮轴11，并与第一轮轴11通过键连接，以使中心轴能带动第一皮带轮转动；中心轴7位于第二轮缘21内侧的部分为第二部分72，弹性元件组贯穿第一部分的右侧(靠近第二皮带轮2)和第二部分的左侧(靠近第一皮带轮1)，位于第一部分右侧的弹性元件外壳52上沿径向连接有第一支臂53，第一支臂53贯穿第一轮缘12，并抵靠附着在第一轮缘12上的第一皮带10，位于第二部分左侧的弹性元件外壳52上沿径向连接有第二支臂54，且该处的弹性元件外壳52外侧套设有轴承6，第二支臂54贯穿轴承的内圈61、保持架；中心轴7第二部分的右侧(远离第一皮带轮1)外壁上并未套设弹性元件组，而是与轴承的内圈61通过键连接在一起。在中心轴7转动时，与中心轴7通过键连接的第一皮带轮1、轴承内圈61(连带保持架)也随之转动，轴承外圈62和第二轮缘21不转动。
如图3所示，在第一皮带1未断折的状态下，第一皮带轮1带动第一皮带10、第三皮带3轮正常转动，第一皮带10挤压第一支臂53，弹性元件外壳52缩径(沿周向收缩，周长变小)，弹性元件组沿径向收缩，第二支臂54与卡槽621之间沿径向具有间距，以防止卡槽阻碍第二支臂随轴承内圈转动，此状态下中心轴带动第一皮带轮、弹出装置、轴承内圈转动，轴承外圈不转动。
如图4所示，在第一皮带1断折的状态下，第一支臂53在弹性元件组的回复力的作用下伸出第一轮缘12，弹性元件外壳52扩径(沿周向扩张，周长变大)，第二支臂54随之伸出并卡入卡槽621，从而中心轴、内圈、保持架、第二支臂、外圈、第二轮缘连接形成一个整体，代替第一皮带轮1转动，第二皮带轮带动第二皮带20、第四皮带轮4维持抽油机正常运转。
在本实施例中，弹性元件组包括均布于中心轴7外壁的多个弹性元件51，各弹性元件51沿中心轴7的径向设置，即弹性元件51的伸缩方向为中心轴7的径向，弹性元件51沿中心轴7的周向均匀分布，呈辐射状，弹性元件51还可沿中心轴7的轴向均匀分布。各弹性元件51的一端连接在中心轴7的外壁上(即中心轴第一部分的右侧外壁，或/和中心轴第二部分的左侧外壁)，例如焊接在中心轴外壁上，另一端连接弹性元件外壳52的内壁，例如焊接在弹性元件外壳内壁上。其中，弹性元件可为强力柱形弹簧或弹片。
在一个优选的技术方案中，构成弹性元件外壳的片状体为弹性钢片，为挠性件，弹性钢片的厚度可根据需要设置。
在一个可行的技术方案中，第一轮缘12上沿周向设有多个贯穿孔121，第一支臂53穿过贯穿孔121并抵靠第一皮带10，在第一皮带10断折后，第一支臂53伸出贯穿孔，并释放对弹性元件组和弹性元件外壳52的压缩。
如图2所示，在一个具体实施例中，轴承的内圈61上设有供第二支臂54贯穿的通孔611，保持架上也对应设有供第二支臂54贯穿的通孔，保持架上设有滚动体，如同常规的轴承，在保持架上沿轴向设有两排滚动体，每排滚动体沿保持架的周向均匀分布，保持架上的通孔位于两排滚动体之间，即滚动体与通孔在轴向上具有间距，或者说滚动体的转动平面与多个卡槽621(或通孔)所在的平面分别位于两个平行的、间隔的平面内，以避免伸入通孔的第二支臂54与滚动体63发生干涉，外圈内壁上的卡槽621与该通孔相对设置，以供第二支臂卡入卡槽内。
如图7、图8、图9所示，本发明的具有皮带断折保护装置的皮带轮作为抽油机中电机8与减速箱9之间的传动设备，第一皮带轮1与第三皮带轮(可为常规皮带轮)、和第一皮带10配套使用，组成在役皮带轮组，第二皮带轮2与第四皮带轮(可为常规皮带轮)和第二皮带20配套使用，组成备用皮带轮组，在第一皮带10断折后，第一力臂53弹出，弹性元件组舒张、弹性元件外壳52扩张(扩径)，推动第二支臂54卡入卡槽621中，中心轴7带动轴承的内圈61、保持架、第二支臂54、外圈62和第二轮缘21一起转动，即带动第二皮带轮2代替第一皮带轮1继续运转，维持抽油机正常工作。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。而且需要说明的是，本发明的各组成部分并不仅限于上述整体应用，本发明的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，因此，本发明理所当然地涵盖了与本案发明点有关的其它组合及具体应用。

Claims (8)

1.一种具有皮带断折保护装置的皮带轮，其特征在于，所述皮带轮包括：
第一皮带轮，为主用皮带轮，包括第一轮轴和第一轮缘；
第二皮带轮，为备用皮带轮，与所述第一皮带轮在轴向方向并排设置，所述第二皮带轮包括第二轮缘；
中心轴，套设于所述第一轮轴内并穿过所述第二轮缘；
弹出装置，包括：
弹性元件组，为环形，套设于所述中心轴上，并位于所述第一轮缘和所述第二轮缘内侧，所述弹性元件组的伸缩方向为所述中心轴的径向；
弹性元件外壳，包覆在所述弹性元件组外侧，且由多个片状体沿周向依次叠置形成；
多个第一支臂，沿所述中心轴的径向设置在所述第一轮缘内侧，各所述第一支臂的一端与所述弹性元件外壳的外壁相连接，另一端贯穿所述第一轮缘，并能通过附着在所述第一轮缘上的第一皮带的挤压径向压缩所述弹性元件组；
多个第二支臂，位于所述第二轮缘内侧，各所述第二支臂的一端与所述弹性元件外壳的外壁相连接；
轴承，套设于所述第二轮缘和所述弹性元件外壳之间，包括内圈、外圈、以及设于所述内圈和所述外圈之间的保持架，所述第二支臂贯穿所述内圈和所述保持架，所述外圈与所述第二轮缘相连接，所述外圈内壁设有多个对所述第二支臂定位的卡槽。
2.如权利要求1所述的具有皮带断折保护装置的皮带轮，其特征在于，在所述第一皮带未断折的状态下，所述第一皮带挤压所述第一支臂，所述弹性元件外壳内缩，所述弹性元件组沿径向收缩，所述第二支臂与所述卡槽之间具有间距；
在所述第一皮带断折的状态下，所述第一支臂在所述弹性元件组的回复力的作用下伸出所述第一轮缘，所述弹性元件外壳扩张，所述第二支臂卡入所述卡槽。
3.如权利要求1所述的具有皮带断折保护装置的皮带轮，其特征在于，所述第一轮缘上沿周向设有多个贯穿孔，所述第一支臂穿过所述贯穿孔并抵靠所述第一皮带。
4.如权利要求1所述的具有皮带断折保护装置的皮带轮，其特征在于，所述弹性元件组包括均布于所述中心轴外壁的多个弹性元件，各所述弹性元件沿所述中心轴的径向设置。
5.如权利要求4所述的具有皮带断折保护装置的皮带轮，其特征在于，各所述弹性元件的一端连接所述中心轴，另一端连接所述弹性元件外壳的内壁。
6.如权利要求1所述的具有皮带断折保护装置的皮带轮，其特征在于，所述片状体为弹性钢片。
7.如权利要求1所述的具有皮带断折保护装置的皮带轮，其特征在于，所述内圈与所述保持架上均设有供所述第二支臂贯穿的通孔，所述保持架上的滚动体与所述通孔在轴向上具有间距。
8.如权利要求1所述的具有皮带断折保护装置的皮带轮，其特征在于，所述中心轴与所述第一轮轴之间、所述中心轴与所述内圈之间、以及所述外圈与所述第二轮缘之间均通过键连接。
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