CN2931754Y - 井下减速器单元 - Google Patents
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Abstract
一种井下减速器单元，在输入轴(1)和中间轴(5)的下端分别直接制有外齿轮(3)和外齿轮(7)，在中间轴和输出轴(10)的上端分别装有内齿轮(4)和内齿轮(8)，在输出轴的下端装有联轴器(19)，输入轴下端的外齿轮(3)安装在中间轴上端的内齿轮(4)内，中间轴下端的外齿轮(7)安装在输出轴上端的内齿轮(8)内。筒体(15)与筒体(12)、筒体(17)采用锥螺纹联接，轮齿弯曲强度和接触强度都较高，能满足井下机械重载运行的需要；具有结构简单、传动效率高、运行可靠性高、使用寿命长的特点。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种井下减速器单元，属石油井下机械装置设计领域。
背景技术：
石油井下减速器是石油钻井等石油井下作业工程中常用的机械装置，其作用是在原动机和工作机之间进行转速匹配，从而使石油井下机械设备处于最佳工作状态。例如，井下涡轮动力钻具的涡轮最佳转速为600转/分左右，而在应用涡轮动力钻具钻深井或硬地层时，钻头的最佳转速则为100转/分左右，有时甚至会更低，这就需要在两者之间加入合适的减速传动装置来使其最佳工作点匹配起来。
对于石油井下机械装置来说，其主要的要求应该是：1、径向尺寸要小。因其径向尺寸受到油井套管内径的严格限制，而其轴向尺寸则基本上不受限制。2、传动效率要高。因井下机械装置要连续长时间重载运行，效率低会导致能耗过多，发热量过大。目前应用最多的石油井下减速器是NGW型行星减速器。这种减速器的特点是传动零件主要沿直径方向布置，而轴线方向的尺寸则十分紧凑，其结构特点正好与井下设备的要求相反，在实际应用中常因齿轮模数过小，导致轮齿抗弯强度不足而很快损坏。此外，也有采用NN型差动机构来实现减速传动的，这种传动装置的行星轮产生的惯性力不易平衡，传动效率偏低。中国专利局公布的CN97216718.8号专利申请，采用回归式内啮合渐开线齿轮传动来设计石油井下减速器，这种减速器单级啮合传动效率较高，且发热源沿轴向分散布置，是个很好的设想。但该专利申请在结构设计上还存在着较大的缺陷：其筒体设计为无台阶的直筒，若筒壁厚了会严重影响齿轮的承载能力和轴承的使用寿命；若筒壁过薄，筒体与两端法兰型接头连接螺栓的直径的选取就会受到限制，而无法承受机器运行时产生的反力矩。因此，现有的石油井下减速器的设计方案尚有改进的必要。
发明内容：
本实用新型的目的在于提供一种新型的井下减速器单元，使之具有结构简单、传动效率高、运行可靠性高、使用寿命长的特点。
本实用新型是通过以下技术方案来实现上述目的的。
在井下减速器单元的结构中，设置有输入轴(1)、中间轴(5)和输出轴(10)。在输入轴和中间轴的下端分别直接制有外齿轮(3)和外齿轮(7)，在中间轴和输出轴的上端分别装有内齿轮(4)和内齿轮(8)，在输出轴的下端装有联轴器(19)。输入轴下端的外齿轮(3)安装在中间轴上端的内齿轮(4)内，中间轴下端的外齿轮(7)安装在输出轴上端的内齿轮(8)内。外齿轮(3)和内齿轮(4)啮合，外齿轮(7)和内齿轮(8)啮合。两对内啮合齿轮的中心距相同，且均采用短齿或超短齿制内啮合渐开线齿轮传动。输入轴(1)和输出轴(10)的轴线重合，中间轴的轴线与输入轴和输出轴的轴线偏离一个中心距。输入轴通过滚动轴承(2)支承在筒体(12)上，中间轴通过滚动轴承(6)支承在筒体(15)上，输出轴通过滚动轴承(9)支承在筒体(17)上。筒体(15)通过锥螺纹分别与筒体(12)和筒体(17)联接，使筒体(12)、筒体(15)和筒体(17)联接为一个整体。筒体(12)的上端和筒体(17)的下端通过法兰分别与法兰接头(11)和法兰接头(18)用螺钉联接。
本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：
1、井下减速器单元内的两级传动均采用短齿或超短齿制内啮合渐开线齿轮传动，弯曲强度和接触强度都较高，运行可靠性高，可满足井下机械重载运行的需要。
2、渐开线齿轮传动单级啮合效率达到0.99，两级啮合效率达到0.98，故其总体传动效率高，既可节能又不易磨损。
3、此种井下减速器单元运行时的发热源沿轴向分散布置，有利于热量的散发，可保证井下减速器单元有足够的可靠性和使用寿命。
4、筒体(15)与筒体(12)、筒体(17)采用锥螺纹联接，可使两个内齿轮安装处的筒体部分的壁厚较薄，从而可以尽可能地增大两个内齿轮的直径、提高齿轮传动的承载能力。
5、在筒体(12)的上端和筒体(17)的下端的内腔端部制有较大的台阶，从而保证它们与法兰接头的联接螺钉可选用较大的直径，以满足受载时承受平衡反力矩的需要。
附图说明：
图1为本实用新型井下减速器单元的总体结构示意图。
图2为井下减速器单元的外齿轮和内齿轮啮合结构示意图。
在图中，1、输入轴，2、滚动轴承，3、外齿轮，4、内齿轮，5、中间轴，6、滚动轴承，7、外齿轮，8、内齿轮，9、滚动轴承，10、输出轴，11、法兰接头，12、筒体，13、轴承盖，14、轴承盖，15、筒体，16、轴承盖，17、筒体，18、法兰接头，19、联轴器。
具体实施方式：
本实用新型井下减速器单元由输入轴(1)、滚动轴承(2)、外齿轮(3)、内齿轮(4)、中间轴(5)、滚动轴承(6)、外齿轮(7)、内齿轮(8)、滚动轴承(9)、输出轴(10)、法兰接头(11)、筒体(12)、轴承盖(13)、轴承盖(14)、筒体(15)、轴承盖(16)、筒体(17)、法兰接头(18)、联轴器(19)等组成。输入轴、中间轴、输出轴分别通过滚动轴承(2)、(6)、(9)支承在三个筒体(12)、(15)、(17)上，这三个筒体又通过锥螺纹联接成为一个整体。在输入轴和中间轴的下端分别直接制出外齿轮(3)和外齿轮(7)。在中间轴和输出轴的上端分别装有内齿轮(4)和内齿轮(8)。输入轴下端的外齿轮(3)安装在中间轴上端的内齿轮(4)内，中间轴下端的外齿轮(7)安装在输出轴上端的内齿轮(8)内。外齿轮(3)和内齿轮(4)啮合，外齿轮(7)和内齿轮(8)啮合。输入轴和输出轴的轴线重合，中间轴的轴线与输入轴和输出轴的轴线偏离一个中心距。两级内啮合齿轮的中心距相同，且均采用短齿或超短齿制内啮合渐开线齿轮传动。当输入轴高速转动时，输出轴则可获得较低速度的转动。三个筒体(12)、(15)、(17)之间通过锥螺纹联接，这样设计可使两个内齿轮安装处的筒体部分的壁厚较薄，从而可以尽可能地增大两个内齿轮的直径、以提高齿轮传动的承载能力。筒体(12)的上端和筒体(17)的下端通过法兰分别与法兰接头(11)和法兰接头(18)用螺钉联接。在筒体(12)的上端和筒体(17)的下端的内腔端部制有较大的台阶，使该端部的筒体部分的壁厚较厚，从而保证它们与法兰接头的联接螺钉可选用较大的直径，以满足受载时承受平衡反力矩的需要。在输出轴的下端装有联轴器(19)，前一级井下减速器单元的法兰接头(18)与后一级的法兰接头(11)用螺栓联接，前一级井下减速器单元的输出轴(10)通过联轴器(19)与后一级的输入轴(1)联接。一套石油井下减速装置可以根据需要由不同数目的井下减速器单元组成。
Claims (4)
1、一种由输入轴(1)、中间轴(5)和输出轴(10)等组成的井下减速器单元，其特征在于在输入轴和中间轴的下端分别直接制有外齿轮(3)和外齿轮(7)，在中间轴和输出轴的上端分别装有内齿轮(4)和内齿轮(8)，在输出轴的下端装有联轴器(19)，输入轴下端的外齿轮(3)安装在中间轴上端的内齿轮(4)内，中间轴下端的外齿轮(7)安装在输出轴上端的内齿轮(8)内。
2、根据权利要求1所述的井下减速器单元，其特征在于输入轴通过滚动轴承(2)支承在筒体(12)上，中间轴通过滚动轴承(6)支承在筒体(15)上，输出轴通过滚动轴承(9)支承在筒体(17)上，筒体(12)、筒体(15)和筒体(17)通过锥螺纹联接成为一个整体；筒体(12)的上端和筒体(17)的下端通过法兰分别与法兰接头(11)和法兰接头(18)用螺钉联接。
3、根据权利要求2所述的井下减速器单元，其特征在于外齿轮(3)和内齿轮(4)啮合，外齿轮(7)和内齿轮(8)啮合，两对内啮合齿轮均采用短齿或超短齿制内啮合渐开线齿轮传动。
4、根据权利要求3所述的井下减速器单元，其特征在于在筒体(12)的上端和筒体(17)的下端的内腔端部制有台阶。
Priority Applications (1)
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| CN 200620019105 CN2931754Y (zh) | 2006-04-04 | 2006-04-04 | 井下减速器单元 |
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| CN 200620019105 CN2931754Y (zh) | 2006-04-04 | 2006-04-04 | 井下减速器单元 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN108868586A (zh) * | 2018-08-21 | 2018-11-23 | 曾卫林 | 无叶片式井下动力钻具 |
| CN109058387A (zh) * | 2018-08-21 | 2018-12-21 | 曾卫林 | 同轴减速器 |
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2006
- 2006-04-04 CN CN 200620019105 patent/CN2931754Y/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN108868586A (zh) * | 2018-08-21 | 2018-11-23 | 曾卫林 | 无叶片式井下动力钻具 |
| CN109058387A (zh) * | 2018-08-21 | 2018-12-21 | 曾卫林 | 同轴减速器 |
| CN109058387B (zh) * | 2018-08-21 | 2023-08-15 | 曾卫林 | 同轴减速器 |
| CN108868586B (zh) * | 2018-08-21 | 2024-02-09 | 曾卫林 | 无叶片式井下动力钻具 |
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