[实用新型]柔性摩擦换向轮

说明书

技术领域

 本实用新型涉及一种柔性摩擦换向轮机构，具体地说，是指一种起缓冲作用的摩擦换向轮。

背景技术

摩擦换向抽油机由于其机械效率高和对野外恶劣工作环境的良好适应性等优点，近年来得到广泛应用，但由于开关磁阻电机的频繁换向，升降机械在换向瞬间产生很大的加速度，加之较大的载荷，系统内部瞬间产生很大的转动惯量和冲击，使得系统的功率需求波动幅度大，动力源一直工作在不稳定状态下。这将严重影响摩擦换向抽油机的机械效率和使用寿命。

传统的实心金属材料换向轮机构，不能起到减小冲击载荷的作用。至今尚未有通过在摩擦换向轮中加入机械缓冲元件的方法，达到在保证摩擦换向抽油机工作效率的同时，减轻载荷冲击、提高机械效率、延长系统使用寿命的目的。

发明内容

发明目的

本实用新型的目的在于提供一种起缓冲作用的柔性摩擦换向轮，在摩擦换向抽油机换向时，达到在保证系统工作效率的同时，减缓速度突变、减小电机的瞬间启动力矩、减轻冲击、降低并稳定电机的工作功率、节能降耗、延长系统使用寿命的效果。

技术方案

一种柔性摩擦换向轮，主要由内轮体、弹簧、主轴和外轮体组成，其特征在于：内轮体外表面呈现等间距均匀分布外凸扇形块形状，内轮体内表面与主轴固定联接，外轮体内表面呈现等间距均匀分布外凸的扇形块形状，外轮体安装在内轮体的外部，内轮体上突出的扇形块依次交叉固定在外轮体上的突出扇形块的间隙中，相邻的内轮体与外轮体上的扇形块部分通过弹簧两端连接；内轮体与外轮体之间的载荷和运动形式通过弹簧传递。

主轴、内轮体和外轮体同轴安装的。

内轮体与其外表面上突出的扇形块是一体的，外轮体与其内表面上突出的扇形块是一体的。

外轮体上的突出扇形块与内轮体上的突出扇形块是交错排列的，内轮体上的突出扇形块与外轮体上的突出扇形块个数相同，即扇形块在内轮体或外轮体上是均匀且相互成对分布的。

内轮体外表面上突出的扇形块侧面与相邻的外轮体内表面上突出的扇形块侧面之间有间隙，此间隙大小相等。

相邻带扇形块的外轮体上的突出扇形块与内轮体上突出扇形块之间的间隙距离与弹簧长度相适配，弹簧放置在换向轮径向端面中心，在同一间距间安放一个或多个弹簧。

内轮体外表面上扇形块的最大外径表面与外轮体内表面没有突出扇形块的表面之间有距离，外轮体内表面上突出扇形块的最小外径表面与内轮体外表面没有突出扇形块的表面之间有距离。

优点及效果

本实用新型所述的柔性摩擦换向轮采用创新的结构，该结构具有以下优点：

（1）减缓速度突变。摩擦换向轮通过加入螺旋弹簧缓冲元件，在开关磁阻电动机瞬间正反转变换时，通过弹簧装置储存的能量起到缓冲作用，使摩擦换向轮在保证系统工作效率的同时，延长了速度变换时间，即减缓速度突变。

（2）减小电动机瞬间启动力矩。加入螺旋弹簧缓冲元件，减缓了速度突变，相应减小了摩擦换向轮的角加速度。已知换向时的启动力矩增量为转动惯量和角加速度的乘积，角加速度减小，也就是减小了电机的瞬时启动力矩。

（3）减轻冲击，提高整个系统的机械效率。加入螺旋弹簧元件后，系统在正、反转变换时，转动惯量减小，启动瞬时的转动力矩减小，即达到了减轻了对工作系统各个机械零部件（如减速器轴上的针轮轴承、钢丝绳等）的冲击的作用。

（4）延长系统使用寿命。系统动力源一直工作在不稳定状态下，影响电机使用寿命，加入螺旋弹簧缓冲元件后，将明显改善电机的工作状态，同时电动机瞬间启动力矩减小，使抽油机机械结构所受的冲击波动幅度减小，则延长了系统的使用寿命。

（5）有效降低电机的功率需求，具有节能降耗效果。对于摩擦换向抽油机，总的热损失是电流和功率波动量的函数，而这种波动量又与抽油机扭矩的变化成一定的比例关系。加入螺旋弹簧缓冲元件后，扭矩变化相对均匀得多，电机功率与力矩成正比，则所需电机功率降低，这就意味着它的热能损失较小，效率较高，能耗降低。

（6）结构简单。利用弹簧的变形能，当弹簧受到压力时，通过其变形将一部分能量转换成其变形能，其结构简单，安全可靠。

附图说明

图1是本实用新型整体结构剖视图；

图2是本实用新型整体主要结构运动示意图。

附图标记说明：

1.内轮体；2.弹簧；2-1.左侧与内轮体外表面上突出扇形块连接的弹簧；2-2.左侧与外轮体内表面上突出扇形块连接的弹簧；3.主轴；4.外轮体。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：