專利名稱：智能皮帶輪的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及皮帶傳動機構中的皮帶輪，具體是一種用于油田游梁式抽油機 使用的智能皮帶輪。
背景技術：
我國的油田絕大部分為低能、低產油田，不像國外的油田有很強的自噴能 力，大部分油田要靠注水來壓油入井，靠抽油機(又稱磕頭機)把油從地層中
提升上來。目前我國抽油機的保有量在10萬臺以上，電動機裝機總容量在 3500MW，年耗電逾百億kW七。而目前抽油機的運行效率特別低，在我國平 均運行效率為25.96%，國外平均水平為30.05X，年節(jié)能潛力可達幾十億kW-h。 近年來，我國稠油井、含氣井、含水井逐年增多，但抽油機的工藝和實踐證明， 利用提高沖次的辦法來增加產液量是不可能的，其結果事與愿為，反而加劇了 泵和各機件的磨損，特別是在稠油井的情況下更為嚴重，同時還會大大增加檢 泵次數(shù)，因此，降低沖次、延長沖程才是增加產液量的有效方法。而目前我國 油田廣泛采用的抽油機減速器是上世紀的產品，該減速器具有結構簡單，經久 耐用的優(yōu)點，但因傳動比范圍小(只有30左右的速比)，制約著機械效率的提 高，難以滿足稠油井、含氣井、含水井的低沖次需要；另外，皮帶傳動過大(在 5-10之間)，而且皮帶傳動機構的傳動效率低且不穩(wěn)定，使得運轉中皮帶出現(xiàn) 能耗高和自身的消耗大等缺點，難以滿足長沖程、低沖次抽油機配套小功率電
動機節(jié)能要求。因此，迫切需要研制滿足長沖程、低沖次抽油機需要的、以及 配套小功率電動機節(jié)能要求的、特別是能從零速起動和對減速機負荷進行實時
檢測記錄的智能皮帶輪。

發(fā)明內容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有游梁式抽油機使用的減速器、皮帶傳動機構難以滿足 長沖程、低沖次抽油機的需要、以及配套小功率電動機節(jié)能要求的問題，提供 一種能從零速起動和對減速器負荷進行實時檢測記錄的智能皮帶輪。
本發(fā)明是采用如下技術方案實現(xiàn)的智能皮帶輪，包括由太陽輪、內齒圈、 行星架、行星齒輪構成的行星齒輪機構，以及由皮帶輪芯、皮帶輪構成的皮帶 輪，皮帶輪芯通過軸承與行星架軸向固定，太陽輪與皮帶輪芯浮動聯(lián)接，內齒 圈外繞有摩擦帶，摩擦帶一端設置有固定在減速器機體上的聯(lián)接板，另一端固 定有穿過聯(lián)接板、并通過螺母固定的螺桿。摩擦帶通過螺栓與內齒圈固定。所 述聯(lián)接板上設有/開有供螺桿穿過的卡圈。
根據(jù)行星齒輪機構的工作原理，以太陽輪為主動件時，行星架與內齒圈為 從動件，若行星架不輸出，則內齒圈輸出，打滑狀態(tài)；若內齒圈不輸出，則行 星架輸出，正常狀態(tài)；若行星架和齒圈同時輸出，則處于調速狀態(tài)。本發(fā)明在 使用時，以皮帶輪驅動主動件一太陽輪轉動，同時，將繞于內齒圈外的摩擦帶 通過螺栓與內齒圈固定，或者摩擦帶僅通過其兩端的卡固裝置(即聯(lián)接板與螺 桿、螺母)繞于內齒圈上，依靠摩擦帶與內齒圈之間的摩擦，使得內齒圈不輸 出或以一定的轉速輸出，此時，皮帶輪輸入與行星架輸出存在減速比，根據(jù)需 要減速比一般為3-5，與原抽油機專用減速器(減速比在30左右)組合使用， 減速比可在110左右，滿足抽油機長沖程、低沖次的需要；
聯(lián)接板上可安裝能檢測記錄減速器負荷的裝置，這樣，能對減速器的負荷 進行實時檢測記錄；所述能檢測記錄減速器負荷的裝置為本領域的技術人員所 公知，因此，在說明書中未作描述。
在摩擦帶未通過螺栓與內齒圈固定的基礎上，摩擦帶端部的螺桿上螺母與 聯(lián)接板之間套有壓縮彈簧，壓縮彈簧兩端設置有墊圈，通過相應的操縱機構調 節(jié)兩墊圈之間壓縮彈簧的壓縮程度，即改變繞于內齒圈上的摩擦帶的撐緊程 度，從而改變摩擦帶與內齒圈之間的摩擦系數(shù)，調整了內齒圈的轉速，即使皮 帶輪處于調速狀態(tài)；初始狀態(tài)時，需通過螺母調節(jié)壓縮彈簧的彈簧力大小為正 常壓力。
當通過操縱機構壓縮摩擦帶端部螺桿上的壓縮彈簧至摩擦帶與內齒圈沒 有磨擦力時，內齒圈輸出，這樣，可使電動機空載起動，主減速器不動(即行 星架無輸出)，內齒圈空轉(即僅內齒圈輸出)，然后通過操縱機構對壓縮彈簧 進行調整，使摩擦帶與內齒圈之間的磨擦力加大，直至將內齒圈的轉速調整為 零，主減速器起動至正常；而當主減速器超載時，內齒圈克服與摩擦帶之間的 摩擦力打滑空轉，行星架不輸出，即使得主減速器不動，實現(xiàn)保護主減速器的 目的。所述操縱機構的結構多種多樣，為本技術領域的技術人員所公知，因此， 說明書中未作描述。
另外，摩擦帶端部的聯(lián)接板上設置有超載斷電保護器，所述超載斷電保護 器包括一端與聯(lián)接板固定的殼體，殼體內設有使電動機供電線路開路的觸點， 殼體內插有支撐桿，支撐桿內插于殼體的端部固定有能使觸點短路的擋板，支 撐桿上套有位于擋板與殼體之間的壓力彈簧，支撐桿的另一端與外界物體/減 速器機體固定。即在主減速器超載時，內齒圈超載，其外繞的摩擦帶拉動超載 斷電保護器的殼體，使殼體與其內的擋板發(fā)生相對位移，擋板與觸點短路，使 電動機供電線路開路，即電動機斷電停轉，進而保護了電動機及主減速器。綜 上所述，本發(fā)明所述智能皮帶輪能實現(xiàn)如下功能1、減速功能；2、調速功能；
3、超載打滑保護功能；4、超載斷電保護功能；5、實時檢測記錄減速器負荷 的功能。具體使用時，可根據(jù)實際使用要求，選擇性實現(xiàn)上述功能1、僅具 有減速功能， 一般減速比定為3-5; 2、同時具有減速與調速功能；3、同時具 有減速和超載打滑保護功能；4、具有實時檢測記錄減速器負荷的功能；5、同 時具有上述5種功能等等。尤其是本發(fā)明所述皮帶輪所具有的超載打滑和超載 斷電這兩重保護，不單單是對自身的保護，還對抽油泵、抽油桿、抽油機三抽 設備的機械強度進行了保護。如同采油系統(tǒng)的安全保險絲。還能對抽油泵、抽 油桿、抽油機三抽設備負荷進行實時檢測記錄。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明將皮帶輪與功率大、效率高達0.99的行星齒輪機 構以合理、緊湊的結構結合在一起，使皮帶輪本身具有減速功能，并根據(jù)行星 齒輪機構的工作原理，在內齒圈外繞摩擦帶，通過在摩擦帶兩端設置相應的操 縱機構，能對內齒圈的狀態(tài)(齒圈的轉速為O還是某定值)進行調節(jié)，進而實 現(xiàn)整個皮帶輪調速和超載打滑保護的目的，使整機傳動更接近優(yōu)化、更加節(jié)能； 同時，還設置有超載斷電保護器，以在出現(xiàn)超載狀況時，能從最大程度上對整 機減速器、電機等等施以保護，還能對減速器負荷的實時檢測記錄。
經對現(xiàn)有130多種各生產廠家生產的3型、4型、5型、6型、8型、10 型、12型、14型、16型游梁式抽油機的沖次進行分析，最大沖次平均8.48次、 中間沖次平均6.82次、最小沖次平均4.85次。假設9次、7次、5次為理想沖 次，其現(xiàn)在使用減速器的傳動比大多是30左右。將這些減速器安裝上本發(fā)明 所述智能皮帶輪后，使整體減速比擴大3-5倍，達到IIO左右；電機為1460r/min， 皮帶輪的速比在1.5-2.7之間時，抽油機的沖次達到5-9次(即理想沖次)。本 發(fā)明所述皮帶不但傳動合理有利，而且還能使抽油機配套電動機功率降低兩 檔，平均節(jié)能30%。
本發(fā)明結構簡單、合理，機械效率高，能耗低，既能滿足一般油田長沖程、 低沖次抽油機使用；也能滿足稠油井、含氣井、含水井使用的長沖程、低沖次 抽油機使用；也適用于其它通用機械。


圖1為本發(fā)明所述智能皮帶輪的結構示意圖； 圖2為圖1的A-A剖視圖3為本發(fā)明所述智能皮帶輪的另一種結構示意圖； 圖4為本發(fā)明所述智能皮帶輪的第三種結構示意圖； 圖5為本發(fā)明所述智能皮帶輪的第四種結構示意圖中l(wèi)-太陽輪；2-內齒圈；3-行星架；4-行星齒輪；5-皮帶輪芯；6-皮帶 輪；7-摩擦帶；8-聯(lián)接板；9-卡圈；10-螺桿；ll-螺母；12-螺栓；13、 14-壓縮 彈簧；15-殼體;16-支撐桿;17-擋板，18、 19-軸承;20、 21-觸點；22、 23-墊圈。
具體實施方式
實施例1
如圖l、圖2所示，智能皮帶輪，包括由太陽輪l、內齒圈2、行星架3、 行星齒輪4構成的行星齒輪機構，以及由皮帶輪芯5、皮帶輪6構成的皮帶輪， 皮帶輪芯5通過軸承18、 19與行星架3軸向固定，太陽輪1與皮帶輪芯5浮 動聯(lián)接，內齒圈2外繞有摩擦帶7，摩擦帶7—端設置有固定在減速器機體上 的聯(lián)接板8，另一端固定有穿過聯(lián)接板8、并通過螺母11固定的螺桿10。摩擦 帶7通過螺栓12與內齒圈2固定。所述聯(lián)接板8上設有/開有供螺桿10穿過
的卡圈9。此時，智能皮帶輪僅具減速功能， 一般其本身減速比定為3-5，用 于減速器上，相當于減速器總傳動比乘3-5，主要用于負荷平穩(wěn)沒有超負荷的 采油井。
實施例2
如圖3所示，智能皮帶輪，包括由太陽輪l、內齒圈2、行星架3、行星齒 輪4構成的行星齒輪機構，以及由皮帶輪芯5、皮帶輪6構成的皮帶輪，皮帶 輪芯5通過軸承18、 19與行星架3軸向固定，太陽輪1與皮帶輪芯5浮動聯(lián) 接，內齒圈2外繞有摩擦帶7，摩擦帶7—端設置有固定在減速器機體上的聯(lián) 接板8，另一端固定有穿過聯(lián)接板8、并通過螺母ll固定的螺桿IO。摩擦帶7 端部的螺桿10上螺母11與聯(lián)接板8之間套有壓縮彈簧13，壓縮彈簧13兩端 設置有墊圈22、 23，通過相應的操縱機構能調節(jié)兩墊圈之間壓縮彈簧的壓縮程 度；此時，智能皮帶輪除具減速功能外，還具有調速功能可在電動機起動后 控制減速器從零起動至要求轉速；以及超載打滑保護功能，主要用于有柴油機 的和負荷不平穩(wěn)的采油井。
實施例3
如圖4所示，智能皮帶輪，包括由太陽輪l、內齒圈2、行星架3、行星齒 輪4構成的行星齒輪機構，以及由皮帶輪芯5、皮帶輪6構成的皮帶輪，皮帶 輪芯5通過軸承18、 19與行星架3軸向固定，太陽輪1與皮帶輪芯5浮動聯(lián) 接，內齒圈2外繞有摩擦帶7，摩擦帶7—端設置有固定在減速器機體上的聯(lián) 接板8，另一端固定有穿過聯(lián)接板8、并通過螺母11固定的螺桿10。摩擦帶7 通過螺栓12與內齒圈2固定；聯(lián)接板8上設置有超載斷電保護器，所述超載 斷電保護器包括一端與聯(lián)接板8固定的殼體15，殼體15內設有使電動機供電
線路開路的觸點20、 21，殼體15內插有支撐桿16，支撐桿16內插于殼體15 的端部固定有能使觸點20、 21短路的擋板17，支撐桿16上套有位于擋板17-與殼體15之間的壓縮彈簧14，支撐桿16的另一端與外界物體/減速器機體固 定。此時，智能皮帶輪除具減速功能外，還具有超載斷電保護功能當減速器 輸入轉矩超過規(guī)定扭矩(即超載)時斷電保護減速器、抽油機、抽油桿等；主 要用于負荷不平穩(wěn)有超負荷的采油井。 實施例4
如圖5所示，智能皮帶輪，包括由太陽輪l、內齒圈2、行星架3、行星齒 輪4構成的行星齒輪機構，以及由皮帶輪芯5、皮帶輪6構成的皮帶輪，皮帶 輪芯5通過軸承18、 19與行星架3軸向固定，太陽輪1與皮帶輪芯5浮動聯(lián) 接，內齒圈2外繞有摩擦帶7，摩擦帶7—端設置有固定在減速器機體上的聯(lián) 接板8，另一端固定有穿過聯(lián)接板8、并通過螺母11固定的螺桿10。摩擦帶7 端部的螺桿10上螺母11與聯(lián)接板8之間套有壓縮彈簧13，壓縮彈簧13兩端 設置有墊圈22、 23，通過相應的操縱機構能調節(jié)兩墊圈之間壓縮彈簧的壓縮程 度；聯(lián)接板8上設置有超載斷電保護器，所述超載斷電保護器包括一端與聯(lián)接 板8固定的殼體15，殼體15內設有使電動機供電線路開路的觸點20、 21，殼 體15內插有支撐桿16，支撐桿16內插于殼體15的端部固定有能使觸點20、 21短路的擋板17,支撐桿16上套有位于擋板17與殼體15之間的壓縮彈簧14， 支撐桿16的另一端與外界物體/減速器機體固定。此時，智能皮帶輪除具減速 功能外，還具有調速功能可在電動機起動后控制減速器從零起動至要求轉速； 以及超載打滑保護功能；超載斷電保護功能當減速器輸入轉矩超過規(guī)定扭矩 時斷電保護減速器、抽油機等；主要用于有柴油機的和負荷不平穩(wěn)的采油井。
權利要求
1、一種智能皮帶輪，其特征在于包括由太陽輪(1)、內齒圈(2)、行星架(3)、行星齒輪(4)構成的行星齒輪機構，以及由皮帶輪芯(5)、皮帶輪(6)構成的皮帶輪，皮帶輪芯(5)通過軸承(18、19)與行星架(3)軸向固定，太陽輪(1)與皮帶輪芯(5)浮動聯(lián)接，內齒圈(2)外繞有摩擦帶(7)，摩擦帶(7)一端設置有固定在減速器機體上的聯(lián)接板(8)，另一端固定有穿過聯(lián)接板(8)、并通過螺母(11)固定的螺桿(10)。
2、 根據(jù)權利要求1所述的智能皮帶輪，其特征在于摩擦帶(7)通過螺栓 (12)與內齒圈(2)固定。
3、 根據(jù)權利要求1所述的智能皮帶輪，其特征在于摩擦帶(7)端部的螺 桿(10)上螺母(11)與聯(lián)接板(8)之間套有壓縮彈簧(13)，壓縮彈簧(13) 兩端設置有墊圈(22、 23)。
4、 根據(jù)權利要求1或2或3所述的智能皮帶輪，其特征在于聯(lián)接板(8) 上設置有超載斷電保護器，所述超載斷電保護器包括一端與聯(lián)接板(8)固定 的殼體(15)，殼體(15)內設有使電動機供電線路開路的觸點(20、 21)，殼 體(15)內插有支撐桿(16)，支撐桿(16)內插于殼體(15)的端部固定有 能使觸點(20、 21)短路的擋板(17),支撐桿(16)上套有位于擋板(17) 與殼體(15)之間的壓縮彈簧(14)，支撐桿(16)的另一端與外界物體/減速 器機體固定。
5、 根據(jù)權利要求1或2或3所述的智能皮帶輪，其特征在于所述聯(lián)接板 (8)上設有/開有供螺桿(10)穿過的卡圈(9)。
全文摘要
本發(fā)明涉及皮帶傳動機構中的皮帶輪，具體是一種用于油田游梁式抽油機使用的智能皮帶輪。解決了現(xiàn)有游梁式抽油機使用的減速器、皮帶傳動機構難以滿足長沖程、低沖次抽油機的需要、以及配套小功率電動機節(jié)能要求的問題，該智能皮帶輪包括由太陽輪、內齒圈、行星架、行星齒輪構成的行星齒輪機構，以及由皮帶輪芯、皮帶輪構成的皮帶輪，皮帶輪芯通過軸承與行星架軸向固定，太陽輪與皮帶輪芯浮動聯(lián)接，內齒圈外繞有摩擦帶，摩擦帶一端設置有固定在減速器機體上的聯(lián)接板，另一端固定有穿過聯(lián)接板、并通過螺母固定的螺桿。本發(fā)明結構簡單、合理，機械效率高，能耗低，能滿足各類油田長沖程、低沖次抽油機的使用；也適用于其它通用機械。
文檔編號F16H55/36GK101205969SQ20071018547
公開日2008年6月25日 申請日期2007年12月20日 優(yōu)先權日2007年12月20日
發(fā)明者任曉明, 樊世耀 申請人:樊世耀;任曉明