CN109412315A - 一种油田开采机械设备用电动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油田开采电机设备技术领域，且公开了一种油田开采机械设备用电动机，包括电机本体，所述集电环的外表面设有碳刷。该油田开采机械设备用电动机，通过固定架、支撑套筒设置，可以为固定架及碳刷提供足够压紧力，确保碳刷与集电环之间有效的接触，同时对于固定板、加压弹簧及密封活塞Ⅱ的设置，密封活塞Ⅰ在压紧弹簧的弹力作用下会向下移动，并接通两组L型通孔，从而补充碳刷与集电环之间的接触压力，防止出现接触不良，而导致集电环发生环火烧损的情况，与现有的技术相比，压紧弹簧提供的弹力大小是稳定不变，使得集电环与碳刷之间不会出现过度磨损或接触不良的情况，有效的延长了集电环及碳刷的使用寿命。

Description

一种油田开采机械设备用电动机

技术领域

本发明涉及油田开采电机设备技术领域，具体为一种油田开采机械设备用电动机。

背景技术

电动机是一种利用定子绕组产生旋转磁场并作用于转子形成动力旋转扭矩的设备，其主要是为了将电能转化为机械能，而集电环和碳刷是电动机的重要组成部分，是一种可以在电机的固定部分与转动部分之间传递能量和信号的装置，而碳刷作为一种以碳为主要制作成分的滑动接触件，其本身就是容易发生磨损的，需要定期的进行维护更换。

而现有的碳刷一般是卡在金属支架上的，并通过压簧将其压紧且与集电环的表面之间发生接触，但是碳刷作为一种易磨损的滑动接触件，在使用的过程中会逐渐变短，而压簧的弹力根据胡克定律则会随着碳刷磨损量的增加而逐渐衰减，进而导致后半端的碳刷在使用的过程中与集电环的表面之间接触不良，最终造成集电环发生环火烧损的事故，而若从一开始就增大压簧的弹力，则会导致碳刷的前半段与集电环之间的压力过大，从而增加了前半段的碳刷在使用时的机械磨损，降低了其正常的使用寿命，故现有的碳刷在固定压紧时，由于压簧的弹力大小会随着碳刷的磨损变短而发生改变，无论压簧的初始弹力过大还是过小，都会对碳刷本身或集电环造成损伤，进而降低了碳刷或集电环的使用寿命。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明提供了一种油田开采机械设备用电动机，具备对碳刷的压力均衡、不会造成碳刷与集电环之间压力过大或接触不良的优点，解决了现有的碳刷在固定压紧时，由于压簧的弹力大小会随着碳刷的磨损变短而发生改变，无论压簧的初始弹力过大还是过小，都会对碳刷本身或集电环造成损伤，进而降低碳刷或集电环使用寿命的问题。

(二)技术方案

本发明提供如下技术方案：一种油田开采机械设备用电动机，包括电机本体，所述电机本体输出轴的外表面固定套接有集电环，所述集电环的外表面设有碳刷，且集电环的外表面与碳刷的一端活动连接，所述碳刷的另一端设有固定架，且固定架的内壁与碳刷外表面的一侧卡接，所述固定架的一端设有支撑套筒，所述支撑套筒的内壁与固定架的一端活动套接，所述支撑套筒内腔的中部固定安装有固定套筒，所述固定套筒内腔的底部设有压紧弹簧，且固定套筒的底端通过压紧弹簧与密封活塞Ⅰ的顶端活动连接，所述密封活塞Ⅰ的外表面与固定套筒的内壁接触，所述支撑套筒内腔的顶部活动套接有密封活塞Ⅱ，所述密封活塞Ⅱ的顶端设有加压弹簧，且密封活塞Ⅱ的顶端通过加压弹簧与固定板的底端活动连接，所述固定板的外表面与支撑套筒的内壁接触，所述固定板的顶端设有调节螺杆，且固定板的顶端与调节螺杆的一端活动套接，所述调节螺杆的另一端贯穿并延伸至支撑套筒的顶部，且调节螺杆的外表面与支撑套筒顶端的内部螺纹连接，所述支撑套筒外表面的底部固定安装有固定架，且固定架的一侧固定安装有刮板，所述刮板的另一侧与集电环的外表面接触，所述固定架的另一侧设有接线端子，所述接线端子的内部与碳刷的一端电连接。所述支撑套筒的内腔设为凸台结构，且支撑套筒较大内径的内壁固定安装有固定套筒，同时支撑套筒的较小内径与固定套筒的内径大小相同。所述固定套筒的两侧开设有L型通孔，且密封活塞Ⅰ在相对应的圆周位置上同样开设有L型通孔，但固定套筒与密封活塞Ⅰ之间相对应的L型通孔在上下位置上相错开。

优选的，所述加压弹簧的弹性模量大于压紧弹簧的弹性模量，且压紧弹簧的初始长度小于固定套筒的底端与密封活塞Ⅰ顶端间的距离，同时压紧弹簧的弹性强度等于碳刷与集电环之间的接触压力。

优选的，所述刮板的数目设为两组，且两组刮板均匀对称的分布在集电环的两侧，同时刮板外侧的弧度大小与集电环的弧度相吻合，且刮板的外侧紧贴在集电环的外表面上。

优选的，所述固定架顶端的底部到支撑套筒内腔底部间的距离小于碳刷的有效使用长度。

(三)有益效果

本发明具备以下有益效果：

该油田开采机械设备用电动机，通过固定架、支撑套筒、固定套筒、压紧弹簧及密封活塞Ⅰ的设置，可以为固定架及碳刷提供足够压紧力，确保碳刷与集电环之间有效的接触，同时对于固定板、加压弹簧及密封活塞Ⅱ的设置，在碳刷发生磨损变短时，密封活塞Ⅰ在压紧弹簧的弹力作用下会向下移动，并接通两组L型通孔，从而补充碳刷与集电环之间的接触压力，防止出现接触不良，而导致集电环发生环火烧损的情况，与现有的技术相比，压紧弹簧提供的弹力大小是稳定不变，使得集电环与碳刷之间不会出现过度磨损或接触不良的情况，有效的延长了集电环及碳刷的使用寿命。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明结构集电环与碳刷的连接示意图；

图3为本发明结构支撑套筒的内部结构示意图；

图4为本发明结构图4的A处放大示意图；

图5为本发明结构B-B处的截面剖视图。

图中：1、电机本体；2、集电环；3、碳刷；4、固定架；5、支撑套筒；6、固定套筒；7、压紧弹簧；8、密封活塞Ⅰ；9、密封活塞Ⅱ；10、加压弹簧；11、固定板；12、调节螺杆；13、固定架；14、刮板；15、接线端子。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，一种油田开采机械设备用电动机，包括电机本体1，电机本体1输出轴的外表面固定套接有集电环2，集电环2的外表面设有碳刷3，且集电环2的外表面与碳刷3的一端活动连接，碳刷3的另一端设有固定架4，且固定架4的内壁与碳刷3外表面的一侧卡接，固定架4的一端设有支撑套筒5，支撑套筒5的内壁与固定架4的一端活动套接，支撑套筒5内腔的中部固定安装有固定套筒6，固定套筒6内腔的底部设有压紧弹簧7，且固定套筒6的底端通过压紧弹簧7与密封活塞Ⅰ8的顶端活动连接，密封活塞Ⅰ8的外表面与固定套筒6的内壁接触，支撑套筒5内腔的顶部活动套接有密封活塞Ⅱ9，密封活塞Ⅱ9的顶端设有加压弹簧10，且密封活塞Ⅱ9的顶端通过加压弹簧10与固定板11的底端活动连接，固定板11的外表面与支撑套筒5的内壁接触，固定板11的顶端设有调节螺杆12，且固定板11的顶端与调节螺杆12的一端活动套接，调节螺杆12的另一端贯穿并延伸至支撑套筒5的顶部，且调节螺杆12的外表面与支撑套筒5顶端的内部螺纹连接，支撑套筒5外表面的底部固定安装有固定架13，且固定架13的一侧固定安装有刮板14，刮板14的另一侧与集电环2的外表面接触，固定架13的另一侧设有接线端子15，接线端子15的内部与碳刷3的一端电连接，密封活塞Ⅱ9、密封活塞Ⅰ8与位于支撑套筒5的内腔中的固定架4的外表面均设有橡胶垫片，用以增加密封活塞Ⅱ9、密封活塞Ⅰ8、固定架4与支撑套筒5之间的摩擦力，防止该装置在使用的过程中，密封活塞Ⅰ8与固定架4之间密闭的空间或密封活塞Ⅱ9与固定套筒6之间密闭的空间发生漏气的问题，有效的提高了该装置在使用过程中的稳定性及可靠性。

本技术方案中，支撑套筒5的内腔设为凸台结构，且支撑套筒5较大内径的内壁固定安装有固定套筒6，同时支撑套筒5的较小内径与固定套筒6的内径大小相同，对于支撑套筒5内腔中凸台结构的设置，增加了支撑套筒5与固定套筒6固定连接时的密封性，同时保证了密封活塞Ⅰ8在上下运动时活动的流畅性，确保密封活塞Ⅰ8在活动的过程中不会发生卡塞的现象。

本技术方案中，固定套筒6的两侧开设有L型通孔，且密封活塞Ⅰ8在相对应的圆周位置上同样开设有L型通孔，但固定套筒6与密封活塞Ⅰ8之间相对应的L型通孔在上下位置上相错开，对于固定套筒6及密封活塞Ⅰ8上L型通孔及其位置的设置，可以利用密封活塞Ⅰ8的移动来连接或断开L型通孔，从而利用加压弹簧10来对密封活塞Ⅰ8与固定架4之间内腔的压力进行调节，防止因碳刷3的磨损变短而导致其与集电环2之间的压力变小，最终导致集电环2与碳刷3之间接触不良的问题，可以有效的为碳刷3提供一个稳定有效的压力。

本技术方案中，加压弹簧10的弹性模量大于压紧弹簧7的弹性模量，且压紧弹簧7的初始长度小于固定套筒6的底端与密封活塞Ⅰ8顶端间的距离，同时压紧弹簧7的弹性强度等于碳刷3与集电环2之间的接触压力。

本技术方案中，刮板14的数目设为两组，且两组刮板14均匀对称的分布在集电环2的两侧，同时刮板14外侧的弧度大小与集电环2的弧度相吻合，且刮板14的外侧紧贴在集电环2的外表面上，对于对称排布的两组刮板14的设置，无论电机的正反转，都可以集电环2表面上的积碳进行清理，防止因集电环2表面上的积碳过多而导致集电环2与碳刷3接触时电阻过大而产生电火花的现象，有效的提高集电环2与碳刷3在滑动摩擦时的稳定性。

本技术方案中，固定架4顶端的底部到支撑套筒5内腔底部间的距离小于碳刷3的有效使用长度，对于固定架4顶端的底部到支撑套筒5内腔底部间距离的设置，可以有效的控制碳刷3的使用长度，防止碳刷3因摩擦过短而导致其顶端的金属材质与集电环2之间发生摩擦损伤的情况。

工作原理，当电动机启动工作时，集电环2与碳刷3之间就会发生滚动摩擦，在碳刷3在使用的过程中由于磨损而变短时，在压紧弹簧7的弹力作用下会带动密封活塞Ⅰ8向下移动，压缩密封活塞Ⅰ8与固定架4之间的内腔，并带动固定架4及碳刷3向下移动并保持始碳刷3与集电环2之间始终保持接触的状态，同时向下移动的密封活塞Ⅰ8会连通与固定套筒6之间的L型通孔，在加压弹簧10的弹力作用下将固定套筒6与密封活塞Ⅱ9之间内腔中的空气压缩到密封活塞Ⅰ8与固定架4之间的内腔中，同时带动密封活塞Ⅰ8向上移动并压缩压紧弹簧7，而且向上移动的密封活塞Ⅰ8会切断与固定套筒6上的L型通孔的连通，从而保证压紧弹簧7的形变量不会因碳刷3的磨损而发生改变，进而确保了集电环2与碳刷3之间的压力保持不变；

当碳刷3因磨损过度需要进行更换时，首先转动调节螺杆12带动固定板11向上移动的同时松动加压弹簧10，然后断开碳刷3的一端与接线端子15之间的电连接，取出损坏的碳刷3，之后将新的碳刷3放入到固定架4的内腔中，并与接线端子15的内部电连接，然后向上挤压固定架4，带动密封活塞Ⅰ8向上移动压缩压紧弹簧7，使得支撑套筒5上的L型通孔与密封活塞Ⅰ8与固定架4之间的内腔连通，将密封活塞Ⅰ8与固定架4之间内腔中的空气排入到固定套筒6与密封活塞Ⅱ9之间的内腔中并压缩加压弹簧10，在碳刷3移动到合适的位置时，松开固定架4，同时在压紧弹簧7的弹力作用下带动密封活塞Ⅰ8向下移动封闭固定套筒6上的L型通孔，之后再反向转动调节螺杆12带动固定板11向下移动给加压弹簧10施压蓄能，从而完成对碳刷3的更换。

Claims (4)

1.一种油田开采机械设备用电动机，包括电机本体(1)，其特征在于：所述电机本体(1)输出轴的外表面固定套接有集电环(2)，所述集电环(2)的外表面设有碳刷(3)，且集电环(2)的外表面与碳刷(3)的一端活动连接，所述碳刷(3)的另一端设有固定架(4)，且固定架(4)的内壁与碳刷(3)外表面的一侧卡接，所述固定架(4)的一端设有支撑套筒(5)，所述支撑套筒(5)的内壁与固定架(4)的一端活动套接，所述支撑套筒(5)内腔的中部固定安装有固定套筒(6)，所述固定套筒(6)内腔的底部设有压紧弹簧(7)，且固定套筒(6)的底端通过压紧弹簧(7)与密封活塞Ⅰ(8)的顶端活动连接，所述密封活塞Ⅰ(8)的外表面与固定套筒(6)的内壁接触，所述支撑套筒(5)内腔的顶部活动套接有密封活塞Ⅱ(9)，所述密封活塞Ⅱ(9)的顶端设有加压弹簧(10)，且密封活塞Ⅱ(9)的顶端通过加压弹簧(10)与固定板(11)的底端活动连接，所述固定板(11)的外表面与支撑套筒(5)的内壁接触，所述固定板(11)的顶端设有调节螺杆(12)，且固定板(11)的顶端与调节螺杆(12)的一端活动套接，所述调节螺杆(12)的另一端贯穿并延伸至支撑套筒(5)的顶部，且调节螺杆(12)的外表面与支撑套筒(5)顶端的内部螺纹连接，所述支撑套筒(5)外表面的底部固定安装有固定架(13)，且固定架(13)的一侧固定安装有刮板(14)，所述刮板(14)的另一侧与集电环(2)的外表面接触，所述固定架(13)的另一侧设有接线端子(15)，所述接线端子(15)的内部与碳刷(3)的一端电连接；

所述支撑套筒(5)的内腔设为凸台结构，且支撑套筒(5)较大内径的内壁固定安装有固定套筒(6)，同时支撑套筒(5)的较小内径与固定套筒(6)的内径大小相同；

所述固定套筒(6)的两侧开设有L型通孔，且密封活塞Ⅰ(8)在相对应的圆周位置上同样开设有L型通孔，但固定套筒(6)与密封活塞Ⅰ(8)之间相对应的L型通孔在上下位置上相错开。

2.根据权利要求1所述的一种油田开采机械设备用电动机，其特征在于：所述加压弹簧(10)的弹性模量大于压紧弹簧(7)的弹性模量，且压紧弹簧(7)的初始长度小于固定套筒(6)的底端与密封活塞Ⅰ(8)顶端间的距离，同时压紧弹簧(7)的弹性强度等于碳刷(3)与集电环(2)之间的接触压力。

3.根据权利要求1所述的一种油田开采机械设备用电动机，其特征在于：所述刮板(14)的数目设为两组，且两组刮板(14)均匀对称的分布在集电环(2)的两侧，同时刮板(14)外侧的弧度大小与集电环(2)的弧度相吻合，且刮板(14)的外侧紧贴在集电环(2)的外表面上。

4.根据权利要求1所述的一种油田开采机械设备用电动机，其特征在于：所述固定架(4)顶端的底部到支撑套筒(5)内腔底部间的距离小于碳刷(3)的有效使用长度。