三重防反转控制齿轮直驱装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及油田采油举升设备的三重防反转控制齿轮直驱装置。该装置由电机及减速器组成，减速器中的主动齿轮轴上通过键固定速度控制器。该装置能够在电机停机或反转时，对反转速度能够得到有效的控制并有效释放反转能量，保证驱动装置的反转控制安全可靠。
【专利说明】三重防反转控制齿轮直驱装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及油田采油举升设备的驱动装置，具体为一种齿轮直驱二级减速螺杆泵地面驱动装置，特别适合用于各种井况的三重防反转控制齿轮直驱装置。
【背景技术】
[0002]螺杆泵停机或卡泵时，贮存在杆柱中的弹性变形能会迅速释放，使杆柱快速反转；同时，在油管及外输管线内的液体与套管内井液压差作用下，螺杆泵会形成液压马达效应，使转子及连接的杆柱快速反转，杆柱变形越大，油套压差越大，杆柱反转速度越快，持续时间越长，直到油套压差恢复平衡为止。螺杆泵的反转不仅会使杆柱脱扣、光杆甩弯，地面驱动装置零部件损坏，而且会危及现场操作人员的人身安全，为油田生产埋下安全隐患。目前普通螺杆泵驱动装置防反转结构采用棘轮棘爪式结构，棘爪安装在固定芯轴上自由转动，棘轮和棘爪通常做成外啮合，棘爪放在棘轮四周，用弹簧来保证棘爪与棘轮的正常的啮合。驱动装置正常工作时，在一定转速条件下，棘爪在离心力作用下克服弹簧拉力与棘轮相对分开。当驱动装置反转时，棘爪在弹簧力的作用下与棘轮啮合，阻止主轴反转。这种防反转结构的最大缺点是反转制动冲击载荷大，很容易造成反转制动失效，而且反转力矩不能自动释放，需要人工手动释放，给现场操作者带来极大安全隐患。
实用新型内容
[0003]为了更好的控制驱动装置反转，避免现场操作安全隐患的发生，本实用新型提供一种三重防反转控制齿轮直驱装置。该装置能够在电机停机或反转时，反转速度能够得到有效的控制并有效释放反转能量，保证驱动装置的反转控制安全可靠。
[0004]本实用新型的技术方案是:一种三重防反转控制齿轮直驱装置，包括电机及减速器，所述减速器壳体内固定主动齿轮轴、从动齿轮轴及驱动轴，所述从动齿轮轴上固定一级从动齿轮，驱动轴上固定二级从动齿轮，所述的电机通过联轴器与主动齿轮轴连接，主动齿轮轴上的轮齿依次与一级从动齿轮及二级从动齿轮啮合，其中，所述的主动齿轮轴上通过键固定速度控制器。
[0005]所述的速度控制器主要由单向离合器、扶正轴承及速度控制器刹车蹄组成，所述的单向离合器通过键固定在速度控制器内部，扶正轴承直接置于速度控制器之内的台阶孔上并固定在主动齿轮轴上，速度控制器刹车蹄通过销轴固定在速度控制器的外周。
[0006]所述驱动轴上固定圆锥滚子轴承，驱动轴的两端分别固定扶正轴承和扶正轴承进行扶正，且驱动轴的输出端固定用于与井下杆柱连接的支撑套。
[0007]上述主动齿轮轴的两端分别固定圆锥滚子轴承及圆锥滚子轴承进行扶正；上述的从动齿轮轴两端分别固定圆锥滚子轴承和圆锥滚子轴承进行扶正。
[0008]本实用新型的有益效果是:上述方案中，首先采用二级齿轮减速，运转平稳，传动比大，调速范围广；刹车时采用电磁刹车、能耗制动和内置式速度控制器三级控制三重防反转控制，反转控制可靠性好、安全性高；本实用新型安装方便，作业简单。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型的结构示意图。
[0010]图中 1-圆锥滚子轴承，2-圆锥滚子轴承，3-扶正轴承，4-键，5-单向离合器，6-刹车蹄，7-速度控制器，8-壳体，9-主动齿轮轴，10-圆锥滚子轴承，11-电机，12-圆锥滚子轴承，13-从动齿轮轴，14-一级从动齿轮，15-上支撑套，16- O型密封圈，17 -扶正轴承，18-驱动轴，19- 二级从动齿轮，20-圆锥滚子轴承，21-扶正轴承。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图对本实用新型作进一步说明:
[0012]由图1所示，该三重防反转控制齿轮直驱装置，包括电机11及减速器，所述减速器壳体8壁上通过轴承固定主动齿轮轴9、从动齿轮轴13及驱动轴18，所述的从动齿轮轴13上固定一级从动齿轮14，驱动轴18上固定二级从动齿轮19，所述的电机11通过联轴器与主动齿轮轴9连接，主动齿轮轴9上的轮齿依次与一级从动齿轮14及二级从动齿轮19啮合，其中，所述的主动齿轮轴9上通过键4固定速度控制器7。
[0013]所述的速度控制器7主要由单向离合器5、扶正轴承3及刹车速度控制器刹车蹄6组成，
[0014]所述的单向离合器5通过键固定在速度控制器7内部，扶正轴承3直接置于速度控制器7之内的台阶孔上，外圈与速度控制器7固定，扶正轴承3的内圈固定在主动齿轮轴9上，并绕主动齿轮轴9旋转，速度控制器刹车蹄6通过销轴固定在速度控制器7的外周。
[0015]所述驱动轴上固定圆锥滚子轴承20，整个装置及井下杆柱产生的轴向力通过圆锥滚子轴承20进行承载，驱动轴18的两端还分别固定扶正轴承17和扶正轴承21进行扶正，且驱动轴18的输出端固定用于与井下杆柱连接的支撑套15，驱动轴18和上支撑套15间通过O型密封圈16进行密封，上支撑套15带有与光杆的连接装置。
[0016]此外，上述主动齿轮轴9的两端分别固定圆锥滚子轴承2及圆锥滚子轴承10进行扶正；而从动齿轮轴13两端分别固定圆锥滚子轴承I和圆锥滚子轴承12进行扶正。
[0017]上述电机11为永磁无刷直流电机，其产生的动力通过主动齿轮轴9上的轮齿传递到一级从动齿轮14上，再经过从动齿轮轴13上的轮齿与二级从动齿轮19啮合，将动力传递到驱动轴18上，驱动轴18再通过上支撑套15及上支撑套和光杆间连接装置将永磁无刷直流电机11产生的动力传递给井下杆柱，实现井下螺杆泵运转。
[0018]螺杆泵正常工作时，速度控制器7在单向离合器5的作用下不随主动齿轮轴9 一起转动。螺杆泵反转时，在单向离合器5的作用下，速度控制器7和主动齿轮轴9 一起反向旋转，由永磁无刷直流电机11端盖内部安装的电控器检测反转扭矩的大小和反电动势等参数，永磁无刷直流电机11施加比反转扭矩略小的正向扭矩，使反转能量缓慢释放，直至反转速度降到某一数值时，永磁无刷直流电机11直接切入能耗制动，杆柱反转势能驱动电机反转发电，发出的电能消耗在永磁无刷直流电机11外挂的制动电阻上，从而产生制动力，控制杆柱反转的速度直至停止。如果供电系统不正常，导致电磁刹车蹄6和能耗制动同时失去作用，在反转速度达到一定数值时，速度控制器7上的电磁刹车蹄6开始张开与减速箱体接触产生摩擦力，转速越高，离心力越大，对箱体的正压力越大，产生的摩擦力越大，从而控制螺杆泵的反转速度，逐渐将螺杆泵反转能量释放掉。
【权利要求】
1.一种三重防反转控制齿轮直驱装置，包括电机(11)及减速器，所述减速器壳体(8)内固定主动齿轮轴(9)、从动齿轮轴(13)及驱动轴(18)，所述的从动齿轮轴(13)上固定一级从动齿轮(14)，驱动轴(18)上固定二级从动齿轮(19)，所述的电机(11)通过联轴器与主动齿轮轴(9)连接,主动齿轮轴(9)上的轮齿依次与一级从动齿轮(14)及二级从动齿轮(19)啮合，其特征在于:所述的主动齿轮轴(9)上通过键(4)固定速度控制器(7)。
2.根据权利要求1所述的三重防反转控制齿轮直驱装置，其特征在于:所述的速度控制器(7)主要由单向离合器(5)、扶正轴承(3)及速度控制器刹车蹄(6)组成，所述的单向离合器(5 )通过键固定在速度控制器(7 )内部，扶正轴承(3 )直接置于速度控制器(7 )之内的台阶孔上并固定在主动齿轮轴(9)上，速度控制器刹车蹄(6)通过销轴固定在速度控制器(7)的外周。
3.根据权利要求1所述的三重防反转控制齿轮直驱装置，其特征在于:所述驱动轴(18)上固定圆锥滚子轴承(20)，驱动轴(18)的两端分别固定扶正轴承(17)和扶正轴承(21)进行扶正，且驱动轴(18)的输出端固定用于与井下杆柱连接的支撑套(15)。
4.根据权利要求1所述的三重防反转控制齿轮直驱装置，其特征在于:上述主动齿轮轴(9)的两端分别固定圆锥滚子轴承(2)及圆锥滚子轴承(10)进行扶正；而从动齿轮轴(13)两端分别固定圆锥滚子轴承(I)和圆锥滚子轴承(12)进行扶正。
【文档编号】F16H1/06GK204041018SQ201420365487
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年7月3日 优先权日:2014年7月3日
【发明者】孙双, 朴雪峰, 殷红雯, 史万苹, 邹玉平, 于晓燕, 张宇达, 于茜茜 申请人:中国石油天然气集团公司, 大庆石油管理局, 大庆油田力神泵业有限公司