一种行星变速器和混砂车的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种行星变速器和混砂车，内齿圈固定在上端盖和下端盖之间，行星架上盖和输出轴连接，行星轮两端分别安装在行星架上盖和输出轴上，太阳轮位于行星架上盖和输出轴之间，太阳轮与行星轮啮合，行星轮与内齿圈啮合；在行星架上盖上开设有行星架内花键，在输入轴上开设有输入轴外花键，在太阳轮上开设有太阳轮内花键，花键套套在输入轴上，花键套的内花键与输入轴外花键配合；驱动装置驱动花键套上下移动，当花键套位于上方时，花键套的外花键与行星架内花键配合，当花键套位于下方时，花键套的外花键与太阳轮内花键配合。本实用新型行星变速器整体尺寸小、输出转矩大、换挡操控性好。混砂车实现对油井压裂过程中砂比变化大。
【专利说明】
一种行星变速器和混砂车
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及机械领域，特别涉及一种行星变速器和混砂车。
【背景技术】
[0002]随着原油开采率的不断增大，特别是经多年的开采，我国不少油田已进入采油的中晚期阶段。由于油井生产层渗透率大幅度下降，压裂已成为目前开采低渗透率油田的最有效措施之一。
[0003]压裂机组是压裂施工的必备设备，而混砂车又是机组中的主要配套设备。混砂车性能是否可靠，是决定施工成败的关键。一台性能优良的混砂车要求设计精良，结构合理，布局紧凑，牢固耐用。而良好的大排量可调速的螺旋输砂器，以保证压裂时供砂充分。可是，在压裂的喷砂射孔阶段和压裂支撑阶段，其砂比是不同的；为此，与螺旋输砂器相配的液压马达速比要求范围较宽，以达到在喷砂射孔阶段和压裂支撑阶段的不同砂比。
[0004]如图1所示，目前，混砂车采用液压马达101直接驱动螺旋输砂器100，螺旋输砂器100与液压马达101之间没有变速器。然而，现有的混砂车在作业要求小砂比时，在液压马达转速较低时会出现启动转矩不足而转动顿措，严重时会出现螺旋输砂器卡死的现象。这在油井压裂过程中，会严重影响作业的顺利进行。
【实用新型内容】
[0005]有鉴于此，本实用新型提出的行星变速器，整体尺寸小、输出转矩大、换挡容易、操控性好。本实用新型提出的混砂车，采用本实用新型的行星变速器，实现对油井压裂过程中砂比变化大，且持续可靠的输砂。
[0006]—方面，本实用新型提供了一种行星变速器，包括上端盖、下端盖、内齿圈、行星架上盖、太阳轮、行星轮、花键套、输入轴、输出轴、驱动装置；内齿圈固定在上端盖和下端盖之间，行星架上盖和输出轴连接，行星轮两端分别安装在行星架上盖和输出轴上，太阳轮位于行星架上盖和输出轴之间，太阳轮与行星轮啮合，行星轮与内齿圈啮合;在行星架上盖上开设有行星架内花键，在输入轴上开设有输入轴外花键，在太阳轮上开设有太阳轮内花键，花键套套在输入轴上，花键套的内花键与输入轴外花键配合;驱动装置驱动花键套上下移动，当花键套位于上方时，花键套的外花键与行星架内花键配合，当花键套位于下方时，花键套的外花键与太阳轮内花键配合。
[0007]进一步地，在上端盖上安装有第四轴承，行星架上盖的上端与第四轴承配合，在行星架上盖上安装有第一轴向定位环，第一轴向定位环位于行星架内花键上方，第一轴向定位环用于对花键套向上移动进行定位。
[0008]进一步地，在输入轴上开设有径向孔，在径向孔内安装有弹簧，在弹簧两端各设置有定位件;在花键套内壁上设置有两个环形沟槽，两个环形沟槽上下方向布置在花键套内壁上，定位件抵靠在环形沟槽内。
[0009]进一步地，在输出轴上安装有第二轴向定位环，在花键套上安装有滑动轴承，输入轴下端与第二轴向定位环配合，输入轴上端与滑动轴承配合，第二轴向定位环用于对输入轴下端定位。
[0010]进一步地，包括行星架隔板，行星架隔板位于行星架上盖和输出轴之间，行星架隔板两端分别通过螺栓固定在行星架上盖和输出轴上。
[0011]进一步地，在行星架上盖和输出轴上分别安装有第三轴承，行星轮两端分别与第三轴承配合。
[0012]进一步地，驱动装置包括拨叉支座、换挡拨叉、换挡拨叉轴;拨叉支座安装在上端盖上，换挡拨叉轴与换挡拨叉固定连接，换挡拨叉和换挡拨叉轴安装在拨叉支座上;在花键套上设置有拨叉槽，换挡拨叉端部位于拨叉槽内。
[0013]进一步地，在拨叉支座上安装有输入轴端盖，在下端盖上安装有输出轴密封端盖，在输入轴端盖上安装有第一轴承和第一密封圈，在下端盖上安装有第二轴承，在输出轴密封端盖上安装有第二密封圈；第一轴承和第一密封圈套在输入轴上，第二轴承和第二密封圈套在输出轴上。
[0014]本实用新型提出的行星变速器，整体尺寸小、输出转矩大、换挡容易、操控性好。
[0015]另外，本实用新型还提供一种混砂车，包括上述的行星变速器。
[0016]进一步地，包括液压马达和螺旋输砂装置，行星变速器的输入轴与液压马达的主轴连接，行星变速器的输出轴与螺旋输砂装置的转轴连接。
[0017]本实用新型提出一种混砂车，采用本实用新型的行星变速器，实现对油井压裂过程中砂比变化大，且持续可靠的输砂。
【附图说明】
[0018]构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0019]图1为现有技术混砂车的螺旋输砂装置示意图；
[0020]图2为本实用新型混砂车的螺旋输砂装置示意图；
[0021 ]图3为本实用新型行星变速器在第一挡位状态示意图；
[0022]图4为本实用新型行星变速器在第二挡位状态示意图。
【具体实施方式】
[0023]需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并接合实施例来详细说明本实用新型。
[0024]下面接合图2至图4，对本实用新型的优选作进一步详细说明。
[0025]如图3所示，本实用新型优选的一种行星变速器，包括两个挡位。如图3所示，花键套17位于上方，花键套17的外花键与行星架内花键36配合，花键套17的外花键与太阳轮内花键34脱开，此时行星变速器处于第一挡位状态，第一挡位传动路线是:输入轴32—一行星架上盖13——输出轴I，第一挡位的速比为I，也即为没有变速。
[0026]如图4所示，花键套17在驱动装置的驱动下，花键套17位于下方，花键套17的外花键与太阳轮内花键34配合，花键套17的外花键与行星架内花键36脱开，此时行星变速器处于第二挡位状态，第二挡位传动路线是:输入轴32--太阳轮29--行星轮10和内齿圈
11一一行星架上盖13和输出轴I。第二挡位的速比大于I，第二挡位的速比可以根据实际情况进行设计。
[0027]本实用新型的驱动装置可以采用手动、电动、液压、气压等方式驱动花键套17上下移动，实现换挡。
[0028]现对本实用新型的行星变速器结构进行详细说明，如图3所示，本实用新型优选的一种行星变速器，其内齿圈11两端分别通过圆周方向的多个螺栓8固定在上端盖12和下端盖7上。
[0029]在上端盖12和下端盖7围成的内腔中安装有行星架上盖13和输出轴I，在上端盖12上安装有第四轴承14，行星架上盖13的上端与第四轴承14配合，行星架上盖13可以自转，本实施例的第四轴承14为深沟球轴承，但也可以采用其它类型的球轴承或滚子轴承或滑动轴承21。3个行星架隔板31位于行星架上盖13和输出轴I之间，3个行星架隔板31两端分别通过螺栓30固定在行星架上盖13和输出轴I上，3个行星架隔板31使行星架上盖13和输出轴I固定。
[0030]在上端盖12和下端盖7围成的内腔中安装有3个行星轮10，在行星架上盖13和输出轴I的圆周上分别安装有3个第三轴承9，3个行星轮10的轴两端分别与行星架上盖13及输出轴I的第三轴承9配合，行星轮10可以自转，本实施例的第三轴承9采用圆柱滚子轴承，但也可以采用其它类型的球轴承或滚子轴承或滑动轴承21。
[0031]在上端盖12和下端盖7围成的内腔中安装有一个太阳轮29，太阳轮29位于中间，3个行星轮10分别与太阳轮29常啮合，最外围是一个大的内齿圈11，内齿圈11与3个行星轮10啮合，3个行星轮10位于内齿圈11和太阳轮29之间。
[0032]为了使换挡操控性好，换挡容易。在行星架上盖13上开设有行星架内花键36，在输入轴32上开设有输入轴外花键35，在太阳轮29上开设有太阳轮内花键34，花键套17套在输入轴32上，花键套17的内花键与输入轴外花键35配合，驱动装置驱动花键套17上下移动。如图4所示，当花键套17位于上方时，花键套17的外花键与行星架内花键36配合，花键套17的外花键与太阳轮内花键34脱开。如图4所示，当花键套17位于下方时，花键套17的外花键与太阳轮内花键34配合，花键套17的外花键与行星架内花键36脱开。
[0033]为了对花键套17向上和向下移动定位，在行星架上盖13上安装有第一轴向定位环15，第一轴向定位环15位于行星架内花键36上方，第一轴向定位环15对花键套17向上移动进行定位。当花键套17向下移动时，由于输出轴I的上端面位于花键套17下方，花键套17下端面与输出轴I端面贴合时，花键套17不能继续向下移动。
[0034]为了使行星变速箱换挡顺畅，换挡操控性好，在输入轴32上设计有一径向孔，径向孔为通孔，在其内部安装有弹簧16，弹簧16的两端各安装有一个定位件27，本实施例的定位件27为钢珠，但也可以采用钢球或者其它结构。在花键套17内壁上开设有两个环形沟槽，两个环形沟槽上下方向布置在花键套17内壁上，定位件27抵靠在环形沟槽内。如图3所示，当行星变速箱处于第一挡位时，定位件27抵靠在下方的环形沟槽内。如图4所示，当行星变速箱处于第二挡位时，定位件27抵靠在上方的环形沟槽内。花键套17沿输入轴32滑动过程，花键套17使定位件27向输入轴32的径向孔移动，弹簧16压缩。因此，花键套17上下移动必然克服弹簧16阻止，花键套17才能移动，防止行星变速器自已跳挡和脱挡。[0035 ]为了对输入轴3 2进行轴向定位，在输出轴I的轴向开设有凹槽，在凹槽内安装有第二轴向定位环2，在花键套17上安装有滑动轴承21，输入轴32下端与第二轴向定位环2配合，输入轴32上端与滑动轴承21配合。第二轴向定位环2不仅起到了轴向定位作用，还起到了滑动轴承21作用，轴入轴可以相对花键套17和输出轴I自由转动，花键套17也可以相对轴入轴上下移动。
[0036]本实施例的驱动装置包括拨叉支座28、换挡拨叉24、换挡拨叉轴26;拨叉支座28通过螺栓固定在上端盖12上，换挡拨叉轴26通过半圆键26与换挡拨叉24连接，换挡拨叉24和换挡拨叉轴26安装在拨叉支座28上;在花键套17上设置有拨叉槽，换挡拨叉24端部位于拨叉槽内。换挡拨叉轴26旋转，换挡拨叉24带动花键套17上下移动。
[0037]为了密封，输入轴端盖23通过螺栓18和垫圈19固定在拨叉支座28上，输出轴密封端盖33通过螺栓5和垫圈6固定在下端盖7上。在输入轴端盖23上安装有第一轴承20和第一密封圈22，在下端盖7上安装有第二轴承4，在输出轴密封端盖33上安装有第二密封圈3;第一轴承20和第一密封圈22套在输入轴32上，第二轴承4和第二密封圈3套在输出轴I上。本实施例的第二轴承4为深沟球轴承，本实施例的第一轴承20为调心轴承。第一轴承20和第二轴承4也可以采用其它类型的球轴承或滚子轴承或滑动轴承21。本实施例的第一密封圈22和第二密封圈3均为唇形密封圈，但也可以采用O型密封圈。
[0038]如图2所示，本实用新型还提供了一种混砂车，包括上述的行星变速器102，行星变速器102的输入轴与液压马达1I的主轴连接，行星变速器102的输出轴与螺旋输砂装置100的转轴连接。由于上述的行星变速器102具有两个挡位，液压马达101通过行星变速器102变速后，驱动螺旋输砂装置100旋转。该混砂车可满足对油井压裂过程中砂比变化大工况，且持续可靠的输砂。
[0039]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种行星变速器，其特征在于:包括上端盖(12)、下端盖(7)、内齿圈(11)、行星架上盖(13)、太阳轮(29)、行星轮(10)、花键套(17)、输入轴(32)、输出轴(1)、驱动装置；内齿圈(11)固定在上端盖(12)和下端盖(7)之间，行星架上盖(13)和输出轴(I)连接，行星轮(10)两端分别安装在行星架上盖(13)和输出轴(I)上，太阳轮(29)位于行星架上盖(13)和输出轴(I)之间，太阳轮(29)与行星轮(10)啮合，行星轮(10)与内齿圈(11)啮合;在行星架上盖(13)上开设有行星架内花键(36)，在输入轴(32)上开设有输入轴外花键(35)，在太阳轮(29)上开设有太阳轮内花键(34)，花键套(17)套在输入轴(32)上，花键套(17)的内花键与输入轴外花键(35)配合;驱动装置驱动花键套(17)上下移动，当花键套(17)位于上方时，花键套(17)的外花键与行星架内花键(36)配合，当花键套(17)位于下方时，花键套(17)的外花键与太阳轮内花键(34)配合。2.根据权利要求1所述的行星变速器，其特征在于:在上端盖(12)上安装有第四轴承(14)，行星架上盖(13)的上端与第四轴承(14)配合，在行星架上盖(13)上安装有第一轴向定位环(15)，第一轴向定位环(15)位于行星架内花键(36)上方，第一轴向定位环(15)用于对花键套(17)向上移动进行定位。3.根据权利要求1所述的行星变速器，其特征在于:在输入轴(32)上开设有径向孔，在径向孔内安装有弹簧(16)，在弹簧(16)两端各设置有定位件(27);在花键套(I7)内壁上设置有两个环形沟槽，两个环形沟槽上下方向布置在花键套(17)内壁上，定位件(27)抵靠在环形沟槽内。4.根据权利要求1所述的行星变速器，其特征在于:在输出轴(I)上安装有第二轴向定位环(2)，在花键套(17)上安装有滑动轴承(21)，输入轴(32)下端与第二轴向定位环(2)配合，输入轴(32)上端与滑动轴承(21)配合，第二轴向定位环(2)用于对输入轴(32)下端定位。5.根据权利要求1所述的行星变速器，其特征在于:包括行星架隔板(31)，行星架隔板(31)位于行星架上盖(13)和输出轴(I)之间，行星架隔板(31)两端分别通过螺栓固定在行星架上盖(13)和输出轴(I)上。6.根据权利要求5所述的行星变速器，其特征在于:在行星架上盖(13)和输出轴(I)上分别安装有第三轴承(9)，行星轮(10)两端分别与第三轴承(9)配合。7.根据权利要求1至6任意一项所述的行星变速器，其特征在于:驱动装置包括拨叉支座(28)、换挡拨叉(24)、换挡拨叉轴(26);拨叉支座(28)安装在上端盖(I2)上，换挡拨叉轴(26)与换挡拨叉(24)固定连接，换挡拨叉(24)和换挡拨叉轴(26)安装在拨叉支座(28)上；在花键套(17)上设置有拨叉槽，换挡拨叉(24)端部位于拨叉槽内。8.根据权利要求7所述的行星变速器，其特征在于:在拨叉支座(28)上安装有输入轴端盖(23)，在下端盖(7)上安装有输出轴密封端盖(33)，在输入轴端盖(23)上安装有第一轴承(20)和第一密封圈(22)，在下端盖(7)上安装有第二轴承(4)，在输出轴密封端盖(33)上安装有第二密封圈(3);第一轴承(20)和第一密封圈(22)套在输入轴(32)上，第二轴承(4)和第二密封圈(3)套在输出轴(I)上。9.一种混砂车，其特征在于，包括如权利要求1至8任意一项所述的行星变速器(102)。10.根据权利要求9所述的混砂车，其特征在于，包括液压马达(101)和螺旋输砂装置(100)，行星变速器(102)的输入轴与液压马达(101)的主轴连接，行星变速器(102)的输出轴与螺旋输砂装置(100)的转轴连接。
【文档编号】F16H57/031GK205503879SQ201521111152
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2015年12月29日
【发明人】王初亮, 杨豫川, 何红
【申请人】三重型能源装备有限公司, 三一重型能源装备有限公司