专利名称：油田柴油机或电动机驱动抽油机安全节能变速器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于采油设备技术领域，特别涉及一种油田柴油机或电动机驱动抽油机安全节能变速器。
背景技术：
随着油田偏远区域的开发，许多采油区块因缺乏电力系统，常采用柴油机作为动力驱动抽油机，操作上采用先启动柴油机再挂皮带，经常发生操作工手指被夹伤，甚至夹断手指出现重大安全事故。生产要安全，做好安全防范工作的同时使用高性能的安全产品才能从根本上避免安全事故的发生；电动机驱动的抽油机在抽油杆下行时，产生的扭矩负荷与电机旋转的方向相同，使电机不仅处于无效做功状态，反而要克服负荷扭矩做负功，造成能源浪费，能源是国家的重要资源，用最少的消耗获取最大的采油量，就必须使用各种节能 措施，主要包括使用节能设备及合理的采油工艺。
实用新型内容本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种油田柴油机或电动机驱动抽油机安全节能变速器。为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案油田柴油机或电动机驱动抽油机安全节能变速器，包括箱体以及分别与箱体转动连接的输入轴和输出轴，所述箱体外设有分别与输入轴和输出轴外端传动连接的带离合器的动力输入机构和动力输出机构，箱体内设有拨杆换挡机构和无声棘齿单向传动机构，输入轴、拨杆换挡机构、无声棘齿单向传动机构和输出轴依次传动连接。所述拨杆换挡机构包括与箱体连接的壳体，铰接在壳体上并伸入到壳体内的换挡拨杆、与换挡拨杆内端连接的拨叉、与输入轴同轴并通过滚针轴承转动连接的主中间轴、设在主中间轴上的换挡滑动齿套、套在主中间轴上并与主中间轴转动连接的主中间轴二档齿轮、副中间轴以及设在副中间轴上的副中间轴常合齿轮和副中间轴二档齿轮；拨叉与换挡滑动齿套的外圆周环槽连接，拨叉上通过定位螺栓设有具有三个档位的换挡滑杆，壳体上设有对应于换挡滑杆的档位的定位压簧，输入轴内侧设有位于箱体内的主动齿轮，主动齿轮与副中间轴常合齿轮啮合传动，副中间轴二档齿轮与主中间轴二档齿轮啮合传动，主动齿轮内端外圆周上和主中间轴二档齿轮上分别设有与换挡滑动齿套内圈传动连接的外花键。所述无声棘齿单向传动机构包括固定设在主中间轴上的连接盘、与输出轴固定连接的输出轴连接套、输出轴连接套外圆周固定设置的内棘轮以及转动设在主中间轴上并设在连接盘和输出轴连接套之间的棘爪座，棘爪座通过端面弧形齿与连接盘的端面弧形槽配合传动连接，棘爪座边缘对称设有两个与内棘轮单向配合传动的棘爪，连接盘上设有弧状槽，棘爪上设有伸入到弧状槽内的圆柱销。所述带离合器的动力输入机构包括具有空心结构且外侧敞口的输入皮带轮，输入皮带轮内设有与输入轴连接配合的内花键摩擦片以及与输入皮带轮内壁连接配合的外卡槽摩擦片，输入皮带轮外端部通过压紧螺母和端盖固定在输入轴上，输入皮带轮内侧穿设有弹簧杆，弹簧杆上设有顶压外卡槽摩擦片和内花键摩擦片的弹簧，弹簧杆内端连接有铰接在输入皮带轮上的离合压杆，离合压杆另一端设有套在输入轴上的离合拨杆座，离合拨杆座上设有离合轴承和离合拨杆。所述动力输出机构包括输出皮带轮，输出皮带轮通过输出带轮连接座与输入轴传动连接，输出皮带轮通过快速更换防盗螺栓与输出带轮连接座可拆卸连接。采用上述技术方案，本实用新型通过离合器式输入皮带轮实现无负载启动后将动力传给拨杆换挡机构，拨杆换挡机构经无声棘齿单向传动机构后通过动力输出皮带轮传给抽油机减速箱实现抽油机运转，从根本上避免夹断手指等重大安全事故的发生；若是采用电动机驱动的抽油机，离合器的空载启动可降低抽油机原配电动机功率，从而有效降低了电能的消耗。可以根据采油工艺的要求，轻松、高效的改变抽油机的冲次。采用无声棘齿单向动力输出机构，可消除抽油机下行动能对柴油机的不利影响；采用电动机驱动的抽油机运用单向动力输出机构的设置，可消除抽油机下行动能对电网反发电造成的电能损耗，同时消除了棘齿传动噪声，大大降低了对四周村民的噪声污染。
图I是本实用新型的结构示意图；图2是图I当中B-B剖视图；图3是图I当中C-C剖视图。
具体实施方式
如图I、图2和图3所示，本实用新型的油田柴油机或电动机驱动抽油机安全节能变速器，包括箱体42以及分别与箱体42转动连接的输入轴14和输出轴24，箱体42外设有分别与输入轴14和输出轴24外端传动连接的带离合器的动力输入机构50和动力输出机构53，箱体42内设有拨杆换挡机构51和无声棘齿单向传动机构52，输入轴14、拨杆换挡机构51、无声棘齿单向传动机构52和输出轴24依次传动连接。拨杆换挡机构51包括与箱体42连接的壳体43，铰接在壳体43上并伸入到壳体43内的换挡拨杆37、与换挡拨杆37内端连接的拨叉36、与输入轴14同轴并通过滚针轴承22转动连接的主中间轴21、设在主中间轴21上的换挡滑动齿套19、套在主中间轴21上并与主中间轴21转动连接的主中间轴二档齿轮20、副中间轴18以及设在副中间轴18上的副中间常合齿轮16和副中间轴二档齿轮17 ；拨叉36与换挡滑动齿套的外圆周环槽连接，拨叉36上通过定位螺栓35设有具有三个档位的换挡滑杆33，壳体43上设有对应于换挡滑杆33的档位的定位压簧34，输入轴14内侧设有位于箱体42内的主动齿轮44，主动齿轮44与副中间轴常合齿轮16啮合传动，副中间轴二档齿轮17与主中间轴二档齿轮20啮合传动，主动齿轮44内端外圆周上和主中间轴二档齿轮20上分别设有与换挡滑动齿套19内圈传动连接的外花键45。无声棘齿单向传动机构52包括固定设在主中间轴21上的连接盘32、与输出轴24固定连接的输出轴连接套29、输出轴连接套29外圆周固定设置的内棘轮30以及转动设在主中间轴21上并设在连接盘32和输出轴连接套29之间的棘爪座31，棘爪座31通过端面弧形齿46与连接盘32的端面弧形槽47配合传动连接，棘爪座31边缘对称设有两个与内棘轮30单向配合传动的棘爪40，连接盘32上设有弧状槽48，棘爪40上设有伸入到弧状槽48内的圆柱销49。带离合器的动力输入机构50包括具有空心结构且外侧敞口的输入皮带轮9，输入皮带轮9内设有与输入轴14连接配合的内花键摩擦片7以及与输入皮带轮9内壁连接配合的外卡槽摩擦片8，输入皮带轮9外端部通过压紧螺母13和端盖11固定在输入轴14上，输入皮带轮9内侧穿设有弹簧杆5，弹簧杆5上设有顶压外卡槽摩擦片8和内花键摩擦片7的弹簧6，弹簧6杆内端连接有铰接在输入皮带轮9上的离合压杆4，离合压杆4另一端设有套在输入轴14上的离合拨杆座3，离合拨杆座3上设有离合轴承2和离合拨杆I。动力输出机构53包括输出皮带轮41，输出皮带轮41通过输出带轮连接座26与输入轴24传动连接，输出皮带轮41通过快速更换防盗螺栓28与输出带轮连接座26可拆卸 连接。输出皮带轮41采用可方便更换外圈式，能额外实现小范围变速以适应采用工艺参数的微动。工作使用时，拉动离合拔杆1，圧装在离合拔杆I上的离合轴承2同步相对于离合拔杆座3向前推动离合压杆4，使穿在弹簧杆5上的弹簧6收紧，内花键磨擦片7与外卡槽磨擦片8分离实现空载启动；然后慢松离合拔杆1，内花键磨擦片7与外卡槽磨擦片8结合，动力由输入皮带轮9传输给输入轴14，输入轴14上的主动齿轮44带动副中间轴常合齿轮16，副中间轴常合齿轮16通过副中间轴18带动上的副中间轴二档齿轮17，副中间轴二档齿轮17带动主中间轴二档齿轮20转动；拨动换挡拨杆37，通过拨叉36驱动换挡滑动齿套19沿主中间轴21向左或向右移动，当向左移动时，主动齿轮44内端外圆周上的外花键45与换挡滑动齿套19内圈传动连接，输入轴14就直接与主中间轴21传动连接，当向右移动时，主中间轴二档齿轮20侧部上的外花键45与换挡滑动齿套19内圈传动连接，主中间轴二档齿轮20带动主中间轴21转动；主中间轴21再通过无声棘齿单向传动机构52带动输出轴24转动，输出轴24通过输出皮带轮41带动抽油机运行。抽油机的抽油杆上行时，主中间轴21带动连接盘32，又通过连接盘32和棘爪座31的相对转动，使在棘爪座31上的棘爪40 —体的圆柱销49在连接盘32端面的弧状槽48中滑动，实现在棘爪座31上主动伸出，带动内棘轮30转动，内棘轮30再经过输出轴连接套29将动力传给输出轴24 ;抽油杆下行时，出现输出轴24的实际转速超过电动机传给它的转速，这时内棘轮30的转速超过棘爪座31，棘爪座31上的棘爪40通过自身的圆柱销49在连接盘32端面的弧状槽48中滑动，使棘爪座31相对32号发生相对转动，棘爪座31上的棘爪40被动收回并无法主动伸出，实现无声传动。
权利要求1.油田柴油机或电动机驱动抽油机安全节能变速器，包括箱体以及分别与箱体转动连接的输入轴和输出轴，其特征在于所述箱体外设有分别与输入轴和输出轴外端传动连接的带离合器的动力输入机构和动力输出机构，箱体内设有拨杆换挡机构和无声棘齿单向传动机构，输入轴、拨杆换挡机构、无声棘齿单向传动机构和输出轴依次传动连接。
2.根据权利要求I所述的油田柴油机或电动机驱动抽油机安全节能变速器，其特征在于所述拨杆换挡机构包括与箱体连接的壳体，铰接在壳体上并伸入到壳体内的换挡拨杆、与换挡拨杆内端连接的拨叉、与输入轴同轴并通过滚针轴承转动连接的主中间轴、设在主中间轴上的换挡滑动齿套、套在主中间轴上并与主中间轴转动连接的主中间轴二档齿轮、副中间轴以及设在副中间轴上的副中间轴常合齿轮和副中间轴二档齿轮； 拨叉与换挡滑动齿套的外圆周环槽连接，拨叉上通过定位螺栓设有具有三个档位的换挡滑杆，壳体上设有对应于换挡滑杆的档位的定位压簧，输入轴内侧设有位于箱体内的主动齿轮，主动齿轮与副中间轴常合齿轮啮合传动，副中间轴二档齿轮与主中间轴二档齿轮啮合传动，主动齿轮内端外圆周上和主中间轴二档齿轮上分别设有与换挡滑动齿套内圈传动连接的外花键。
3.根据权利要求2所述的油田柴油机或电动机驱动抽油机安全节能变速器，其特征在于所述无声棘齿单向传动机构包括固定设在主中间轴上的连接盘、与输出轴固定连接的输出轴连接套、输出轴连接套外圆周固定设置的内棘轮以及转动设在主中间轴上并设在连接盘和输出轴连接套之间的棘爪座，棘爪座通过端面弧形齿与连接盘的端面弧形槽配合传动连接，棘爪座边缘对称设有两个与内棘轮单向配合传动的棘爪，连接盘上设有弧状槽，棘爪上设有伸入到弧状槽内的圆柱销。
4.根据权利要求I或2或3所述的油田柴油机或电动机驱动抽油机安全节能变速器，其特征在于所述带离合器的动力输入机构包括具有空心结构且外侧敞口的输入皮带轮，输入皮带轮内设有与输入轴连接配合的内花键摩擦片以及与输入皮带轮内壁连接配合的外卡槽摩擦片，输入皮带轮外端部通过压紧螺母和端盖固定在输入轴上，输入皮带轮内侧穿设有弹簧杆，弹簧杆上设有顶压外卡槽摩擦片和内花键摩擦片的弹簧，弹簧杆内端连接有铰接在输入皮带轮上的离合压杆，离合压杆另一端设有套在输入轴上的离合拨杆座，离合拨杆座上设有离合轴承和离合拨杆。
5.根据权利要求I或2或3所述的油田柴油机或电动机驱动抽油机安全节能变速器，其特征在于所述动力输出机构包括输出皮带轮，输出皮带轮通过输出带轮连接座与输入轴传动连接，输出皮带轮通过快速更换防盗螺栓与输出带轮连接座可拆卸连接。
专利摘要本实用新型公开了一种油田柴油机或电动机驱动抽油机安全节能变速器，包括箱体以及分别与箱体转动连接的输入轴和输出轴，所述箱体外设有分别与输入轴和输出轴外端传动连接的带离合器的动力输入机构和动力输出机构，箱体内设有拨杆换挡机构和无声棘齿单向传动机构，输入轴、拨杆换挡机构、无声棘齿单向传动机构和输出轴依次传动连接。本实用新型从根本上避免夹断手指等重大安全事故的发生；若是采用电动机驱动的抽油机，离合器的空载启动可降低抽油机原配电动机功率，从而有效降低了电能的消耗，也大大降低了对四周村民的噪声污染。
文档编号E21B43/00GK202544818SQ20122014194
公开日2012年11月21日 申请日期2012年4月6日 优先权日2012年4月6日
发明者凌晨, 彭耕, 梁光俊, 田冠华, 赵中华, 郭韬 申请人:田冠华