具有額速制動器的驅動裝置的製作方法

2023-09-23 09:18:40 2

專利名稱：具有額速制動器的驅動裝置的製作方法
技術領域：
本發明一般地說是涉及深井潛水泵的驅動裝置，具體地說是涉及用於這種驅動裝置的一種齒輪箱制動器。
位於井下的潛水旋轉泵通過一個大約4，000英尺長的管系和地面上的驅動裝置相連接。這種裝置在美國專利4，372，379號(Kulhanek等人)中已經公開。
地面驅動裝置包括一個通過管系裝置來驅動旋轉泵的電機。萬一旋轉泵發熱，例如，由於油麵比較低泵可能發熱滯塞。當出現這種情況時，由於管系過長電機還在繼續驅動管系旋轉，結果在管系上產生一個扭矩使管系扭曲。當達到轉動極限時，電機停止轉動，此時，在管系上產生的扭矩能夠反向作用，引起管系解轉，使電機驅動軸反轉。當產生反轉時，反轉的力將引起地面上的驅動裝置損壞，在極限情況下，能引起驅動輪完全損壞。
此外，由於用於連接驅動裝置制動系統是一個單獨的系統，不但人們易於接近而且潮氣易浸入，因而帶來了易損壞問題。這些問題特別嚴重。因此，必須將制動系統長時間放在不易接近的地方。
同樣，還需考慮這種齒輪箱軸承的充分潤滑問題。
雖然人們已經使用了各種類型的制動器，但均未能滿意地解決上述問題。本發明採用了已知技術中沒有的方法解決了上述問題。
本發明提供一種齒輪箱，該齒輪箱把杆系驅動裝置的輸入軸和輸出軸連接起來，並裝有制動器，用來使由於潛水泵滯塞所引起的高速反向旋轉的杆系減速。
本發明還提供一種具有潤滑流道系統的剖分式殼體或蛤殼式齒輪箱，該系統由被連接的齒輪箱端面上的相配合的流道部分組成，當齒輪箱各部分連接在一起時，相配合的部分相結合就構成了油液輸送流道。
本發明的一個目的是提供一種輸入軸和輸出軸能垂直安裝的齒輪箱和一個安裝在齒輪箱中避免損壞的制動器。
本發明的另一個目的是提供一種離心制動器，該制動器裝在齒輪箱中並對高速旋轉的輸入軸起制動作用。
本發明再一個目的是提供一種裝有輸入軸承和輸出軸承的剖分殼體式齒輪箱、一種在相配合的各齒輪箱部分的相結合的槽裡形成的和油室相通的螺旋流道及一個潤滑流道裝置，該裝置位於所述的螺旋流道和所述的軸承之間並使其相通，所述的潤滑流道裝置在相配合的各齒輪箱部分裡的相結合的槽中形成，靠輸出軸的旋轉將潤滑油從油室泵送至軸承。


圖1是通過驅動裝置齒輪箱所作的垂直剖視圖;
圖2是通過輸出軸殼體和輸入軸殼體所作的局部側剖視圖;
圖3是改進的剖分式殼體結構的齒輪箱縮小的立面視圖;
圖4是圖3所示的齒輪箱的平面圖;
圖5是沿圖45-5線所作的垂直剖視圖;
圖6是沿圖46-6線所作的側剖視圖;
圖7是潛水泵的原理圖。
下面參照附圖，其中圖1和圖2表示一種驅動裝置，總的以數字20表示。參見圖中的序號有助於我們更好地理解這種驅動裝置。這種驅動裝置包括一個將輸入軸24和輸出軸26以垂直方式連接的齒輪箱22。輸入軸24包括一個由電機(圖7)驅動的皮帶輪28，輸出軸26和一串傳動杆10相連、杆系10和潛水泵相連，這類潛水泵可參閱本文結合參照的美國專利4，372，379號所公開的內容。
齒輪箱22包括用於安裝輸出軸26的輸出軸殼體部分32和輸入軸殼體部分34。輸出軸26包括一個由上、下軸承38和40支承的外軸36，其上裝有圓錐齒輪42。在上軸承38的上方設有密封件43。輸出軸26還包括一個同軸內軸44，其上端通過接頭37和鎖緊螺母39和外軸36相連並隨外軸旋轉。所述接頭37和鎖緊螺母39與輸出軸內軸的螺紋端相連，所述的內軸44向下伸入並位於齒輪箱22下部的一個單獨的支承連接器100內，齒輪箱22通過螺栓組102和支承連接器100相固連。輸入軸24由內、外軸承50和52支承，其端部裝有小錐齒輪54。
一個豎直油管46同軸地裝在外軸36和內軸44之間。豎直油管46下端有一個環狀物48固定安裝在輸出軸殼體部分32上。環狀物48用來密封輸出軸外軸36的內表面和豎直油管46之間的油液。
輸出軸殼體部分32上裝有端蓋56，用多個螺栓58與之相連並形成油室60。一個圓筒形防塵罩61安裝在輸出軸26的外端並和端蓋56相連。輸入軸殼體部分34上裝有端蓋62，由多個螺栓72與之相連並形成無油離心制動室66。無油室66由內、外密封件68、70密封。內、外密封件安裝在輸入軸殼體部分34上並在所述的殼體部分和輸入軸之間漲開。
安裝在制動室中的離心制動器80包括一個通過鍵連接件84固接在輸入軸24上的輪轂82，若干個和輪轂82為一體的從其上徑向向外延伸的臂86，所述的臂86形成了制動塊室87。每個制動塊室包括一個制動塊88，制動塊包括一個用螺栓94與簧片92相連接的內平面90，所述的簧片92延伸到每個徑向臂86的肩部96之間。制動塊88還包括外弧形面98，其上固定有制動墊99，制動墊99和輸入軸殼體部分34的制動室圓筒內臂101摩擦接合且徑向尺寸一致。
在典型的裝置中，輸出軸圓錐齒輪42和輸入軸小錐齒輪54的齒輪傳動比是3∶1，輸入軸轉速常達1500轉/分。萬一潛水旋轉泵滯塞或卡死，長達4，000英尺的杆系由於其上端的電機繼續驅動其旋轉，就會產生扭力作用在杆繫上。在某一瞬間，當電機不能繼續提供足夠的動力來轉動杆系時，會進一步導致杆系反轉並高速解轉。其速度之大會超過輸入軸的工作速度，從而使離心制動塊88克服簧片92的阻力外移，使制動墊99和制動室壁101接合，將輸入軸的旋轉速度降至容許的速度。當達到這一速度時，制動作用停止，制動塊返回到原始位置時墊99和內壁101之間留有一定間隙。
齒輪箱並不限於圖1和圖2所示的結構，還可以是圖3-6所示的剖分式或蛤殼式結構。
這類齒輪箱在圖3和圖4中用數字122表示，它作成由多個緊固件126連接在一起的兩個相互配合的部分124。這種結構不需要端蓋，利用齒輪箱122的內側通過簡單地對半剖分殼體124便可實現;另一方面，齒輪箱零件的結構布置基本上與圖1和圖2所示的那類裝置相同。圖3-6相應的參照號碼表示圖1和圖2所示的相應的零件。
如圖5和圖6所示，輸入軸24裝在齒輪箱殼體部分134中，輸出軸26裝在齒輪箱殼體部分132中。
殼體部分132形成一個油室160，但不需要端蓋，類似地，殼體部分134形成無油離心制動室166，同樣也不需要端蓋。一個離心制動器80如上述實施例所描述的那樣裝入制動室166中。圓錐齒輪和小錐齒輪連接方式與上文所述相同，輸入軸用軸承50和52支承並裝有密封件68和70;輸出軸26由軸承38和40支承。兩個軸的軸承安裝在齒輪箱結合部分內的相配合的半圓形槽中。
下面將對上述剖分式殼體的特點加以描述，該殼體備有潤滑輸入軸軸承50、52及輸出軸軸承38、40的裝置。
如圖5所示，各齒輪箱部分124的端面有一個潤滑流道系統，總的以數字200表示。該潤滑系統由相配合的半圓形流道部分組成當齒輪箱殼體部分連接在一起時，相配合的半圓形流道相互結合形成油液輸送流道。油液從油室160分別送至輸入和輸出軸承50、52和38、40。中間油池202設在輸出軸下軸承40的下方;下油池204設在輸出軸26端部以下。油池202和204由螺旋流道206相連接，該流道在相配合的齒輪箱殼體部分中形成並位於油池之間。通過這種結構，輸出軸26在轉動時對油液加壓使油液從螺旋流道206泵入油液潤滑流道系統200。
如圖5所示，潤滑流道系統200包括一個從螺旋流道206延伸到輸出軸上軸承38的第一支路210，軸承38由密封件43和45在頂部和底部進行密封;一個通向輸入軸軸承52的第二支路212，支路218將輸入軸軸承50和52相互連繫起來並通過軸承50到油室160中。很顯然，流道系統200的支路沒有和制動室166相接通，密封件68和70用來防止潤滑油進入所述的制動室。
從上文所述可以看出實現了發明的各種目的和要點並獲得了許多優點。本文雖然只對本發明的最佳實施例作了說明，但不難看出，對那些熟悉該技術的人員來說，可以對其進行各種變化和改進，但不超出本發明的範圍。
權利要求
1.一種連接馬達和潛水泵的驅動裝置，通過一個水平輸入軸與馬達相連、通過一個隨輸入軸低速轉的垂直輸出軸經管系與潛水泵相連，本發明的特徵在於(a)一個齒輪箱包括一個安裝輸入軸的第一殼體部分和一個安裝輸出軸的第二殼體部分，第一殼體部分包括一個制動器安裝室，該室有一個和制動塊相接合的表面，(b)一個由殼體內的輸入軸帶動的制動塊，當輸入軸以高於臨界速度的轉速旋轉時，所述的制動塊和所述的制動塊接合表面相接合，(c)當輸入軸以低於臨界速度的轉速旋轉時，使制動塊脫開的裝置。
2.根據權利要求1所述的驅動裝置，其特徵在於所述的脫開裝置包括一個彈簧。
3.一種連接馬達和潛水泵的驅動裝置，通過一個水平輸入軸與馬達相連，通過一個隨輸入軸低速旋轉的垂直輸出軸經管系與潛水泵相連，本發明的特徵在於(a)一個齒輪箱包括一個安裝輸入軸的第一殼體部分和一個安裝輸出軸的第二殼體部分，第一殼體部分包括一個制動器安放室，該室中有一個和制動器塊相接合的表面，(b)一個在殼體內和所述的輸入軸相固連的輪轂，包括若干個向外延伸的指狀物，每個指狀物劃定一個重物室的界線。(c)一個彈性地安裝在各室中的制動塊，當輸入軸高於臨界速度旋轉時，各制動塊和所述的制動塊接合表面相接合。
全文摘要
一種安裝在齒輪箱中的驅動裝置制動器，該齒輪箱將由馬達驅動的輸入軸和輸出軸相連接，輸出軸通過管系與潛水泵相連。齒輪箱包括形成油室的輸出軸殼體部分和形成無油離心制動室的輸入軸殼體部分。當輸入軸轉速足夠高時，較快轉動的輸入軸帶動具有重物的離心制動器同制動室壁摩擦接合，產生制動作用降低了輸入軸的旋轉速度。
文檔編號F16D59/00GK1031589SQ8810202
公開日1989年3月8日 申請日期1988年3月14日 優先權日1987年3月13日
發明者華萊士·愛德華斯 申請人:優越傳動裝置公司