[发明专利]一种换向减速机

说明书

技术领域

本发明涉及油田机械采油设备，尤其是不依赖电动机正反转换向的长行程抽油机使用的换向减速机。也适合其它需要正反转或做往复直线运动的机械使用。

背景技术

现有技术的抽油机，分为游梁抽油机和无游梁抽油机两种。典型的游梁抽油机是四连杆结构，这种抽油机利用四连杆机构将电动机的单向圆周运动转换为悬点的往复直线运动，这种结构的主要缺点一是能耗较高，二是不适合行程过长，三是无法实现精确平衡，导致电动机高配，大马拉小车。

无游梁抽油机是发展的趋势这已是业界的共识，无游梁抽油机又有电机换向和机械换向之分。目前几种主要的无游梁抽油机，如链条机、皮带机、环形齿条机等，虽都属机械换向范畴，但因结构复杂，换向冲击等原因，使耐用性变差；电机换向的无游梁机，是采用电动机正反转的方式，实现抽油机悬点的往复直线运动的，但这种频繁的电动机启停，势必造成电动机的寿命降低。这两种类型的无游梁抽油机，虽然克服了传统游梁机的不足，但也带来了新的问题，就是抽油机的耐用性变差。

业界强烈需要一种不依赖电机正反转实现换向，同时又结构简单，结实耐用的无游梁抽油机，从而可以实现任意所需要的冲程，并能兼顾节能增产需要的新产品。这就是换向减速机。换向减速机就是在动力源电动机按一个方向做旋转的情况下，通过这个换向减速机构，实现输出轮的正反向旋转，同时兼顾减速增扭的作用。

各种机理的换向减速机不断被设计出来，比较合理的是ZL201120297063.X、文献CN104295711A所设计的这种换向减速机，但结构略显复杂，传动齿轮较多，自然会使机械效率下降，使无游梁抽油机的节能效果打了折扣。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，用一种更简单直接的方法，实现换向功能，使换向减速机的结构更加合理、机械效率进一步提高、为抽油机实现长冲程大载荷提供简单的实现手段，从而提高单井效率，使油田节能增产。

本发明的换向减速机主要利用两根(一根正向旋转和一根反向旋转)中间轴，通过两组离合器的配合，交替结合、分离，使动力轮流通过两根中间轴从输入轴向输出轴传递，从而实现正反转换向功能。并在传递动力过程中，通过齿轮的大小变化组合，达到减速增扭的目的。

本换向减速机在中间轴及输入轴端设置有计量角位移的编码器，编码器能够准确地计量输出轴转过的角度，可以使抽油机的换向不再依赖外部的接触开关，而实现精确换向。

利用编码器的功能，可以使离合器在各半轴转速差最接近时结合，以减少离合器结合时的冲击和摩损。

有益的效果：采用上述发明的换向减速机生产的抽油机，将会

①、克服传统游梁抽油机的诸多缺点，减少四连杆机构机械效率的损失，从而提高整机的机械效率；

②、使抽油机容易实现天平式的精确平衡；

③、使抽油机可以精确配置电动机，避免游梁机电动机高配带来的投资增加和电机效率下降的能量损失；

④、使抽油机可以轻易实现长行程和大载荷。行程的长短只受限于井下抽油泵的行程和支撑塔架的高度与强度；

⑤、解决了链条机等换向时的冲击和易损问题，并使抽油机整机结构简单，制造成本降低；

⑥、避免了电机换向抽油机的电机频繁启停而给电机带来的损害，避免了电机损坏；

⑦、可以做到象游梁机一样的长使用寿命。

⑧、与ZL201120297063.X和CN104295711A相比，因为减少了啮合齿轮组数，所以提高了机械传动效率，可以进一步节约能源。

附图说明

图1是本发明换向减速机的三维立体结构示意图；

图2是本发明换向减速机的结构原理简图；

图3是这种减速机与抽油机圈绳滚轮的典型装配示意图。

具体实施方式

图1中共有四根轴，分别是：动力输入轴2、中间轴3、中间轴4、动力输出轴5。分别通过轴承固定在机器的壳体上。

图1中用到两组离合器(12、13)，每组离合器又分为两部分，由机构驱动其结合或分离。

图1中的皮带轮1一端连接动力源电动机(图中略)，另一端固接至输入轴2，输入轴2固接着主动齿轮6，主动齿轮6与中间轴3上固接的中间轴之输入齿轮7相啮合，中间轴3之输入齿轮7又与中间轴4之输入齿轮10相啮合；当动力源电动机按某一固定方向转动时，主动齿轮6带动齿轮7旋转，7带动10旋转，7与10转速相等，旋转方向相反。