专利名称：石油井下减速器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种石油井下减速器，属石油井下机械装置设计领域。
背景技术：
为了使石油井下机械装置在最佳工况下工作，常常需在其原动机和工作机之间配置减速传动装置。例如，井下涡轮动力钻具的涡轮最佳转速为600转/分左右，而应用这种动力钻具钻深井或硬地层时，钻头的最佳转速则为100转/分左右，有的甚至更低，这就需要在原动机和工作机两者之间加入合适的减速传动装置，使其与最佳工作点匹配起来。又例如，在由潜油电机驱动螺杆泵的采油装置中，由于电机直径受到客观条件的限制，为便于制造，电机的最佳同步转速为3000转/分。而螺杆泵中的螺杆是作行星运动的，为避免过大的振动、以延长其工作寿命，其工作转速则不宜太高，因而也需要在两者之间加入合适的减速传动装置，使其与最佳工作点相匹配。
众所周知，对石油井下机械装置的主要要求应该是1、径向尺寸要小。因其径向尺寸受到油井套管内径的严格限制，而其轴向尺寸则基本上不受限制。2、传动效率要高。因井下机械装置要连续长时间重载运行，效率低会导致能耗过多，发热量过大。目前应用最多的石油井下减速器是NGW型行星减速器。这种减速器的特点是传动零件主要沿直径方向布置，而轴线方向的尺寸则十分紧凑。其结构特点正好与井下设备的要求相反。在实际应用中常因齿轮模数过小，导致轮齿抗弯强度不足而很快损坏。此外，也有采用NN型差动机构来实现减速传动的，这种传动装置的行星轮产生的惯性力不易平衡，传动效率偏低。
因此，现有的石油井下减速器的设计方案有待进一步改进。
发明内容
为了克服上述石油井下减速器设计中的不足，本实用新型的目的在于提供一种新型的石油井下减速器，使之具有结构简单、传动效率高、运行可靠性高、使用寿命长的特点。
本实用新型是通过以下技术方案来实现上述目的的。
在石油井下减速器的结构中，设置有输入轴(1)、中间轴(4)和输出轴(7)。在输入轴和中间轴的下端分别制有外齿轮(2)和外齿轮(5)，在中间轴和输出轴的上端分别制有内齿轮(3)和内齿轮(6)。输入轴下端的外齿轮(2)安装在中间轴上端的内齿轮(3)内，中间轴下端的外齿轮(5)安装在输出轴上端的内齿轮(6)内。外齿轮(2)和内齿轮(3)啮合，外齿轮(5)和内齿轮(6)啮合。两对内啮合齿轮的中心距相同，且均采用短齿制内啮合渐开线齿轮传动。输入轴和输出轴的轴线重合，中间轴的轴线与输入轴和输出轴的轴线偏离一个中心距。输入轴通过轴承(8)支承在筒体(9)上；中间轴通过轴承(10)支承在筒体(11)上；输出轴通过轴承(13)支承在筒体(12)上。筒体(9)、筒体(11)、筒体(12)通过螺纹联接成为一个整体。
本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果1、两级传动均采用短齿制内啮合渐开线齿轮传动。内啮合的轮齿接触点的综合曲率半径大，故接触强度高。短齿制齿轮的齿高变矮，齿顶变厚，故可提高弯曲强度且不易蹦齿，可满足井下机械重载运行的需要。
2、渐开线齿轮传动单级啮合效率达到0.99，两级啮合效率达到0.98，故其总体传动效率高，既可节能又不易磨损，可满足井下机械长期重载运行的需要。
3、此种井下减速器运行时的发热源，如齿轮啮合处、轴承等，沿轴向分散布置，有利于热量的散发，可保证井下减速器有足够的可靠性和使用寿命。
图1为本实用新型石油井下减速器的总体结构示意图。
图2为石油井下减速器的外齿轮和内齿轮啮合结构示意图。
具体实施方式
在图中，1、输入轴，2、外齿轮，3、内齿轮，4、中间轴，5、外齿轮，6、内齿轮，7、输出轴，8、轴承，9、筒体，10、轴承，11、筒体，12、筒体，13、轴承。
本实用新型石油井下减速器由输入轴(1)、外齿轮(2)、内齿轮(3)、中间轴(4)、外齿轮(5)、内齿轮(6)、输出轴(7)、轴承(8)、筒体(9)、轴承(10)、筒体(11)、筒体(12)、轴承(13)等组成。
输入轴、中间轴、输出轴分别通过轴承(8)、(10)、(13)支承在三个筒体(9)、(11)、(12)上，这三个筒体又通过螺纹联接成为一个整体。在输入轴和中间轴的下端分别直接制出外齿轮(2)和外齿轮(5)，这种齿轮轴可使结构更加紧凑。在中间轴和输出轴的上端分别制有内齿轮(3)和内齿轮(6)。输入轴下端的外齿轮(2)安装在中间轴上端的内齿轮(3)内，中间轴下端的外齿轮(5)安装在输出轴上端的内齿轮(6)内。外齿轮(2)和内齿轮(3)啮合，外齿轮(5)和内齿轮(6)啮合。输入轴和输出轴的轴线重合，中间轴的轴线与输入轴和输出轴的轴线偏离一个中心距。两级内啮合齿轮的中心距相同，且均采用短齿制内啮合渐开线齿轮传动。当输入轴高速转动时，输出轴则可获得较低速度的转动。
权利要求1.一种由输入轴(1)、中间轴(4)和输出轴(7)等组成的石油井下减速器，其特征在于在输入轴和中间轴的下端分别制有外齿轮(2)和外齿轮(5)，在中间轴和输出轴的上端分别制有内齿轮(3)和内齿轮(6)，输入轴下端的外齿轮(2)安装在中间轴上端的内齿轮(3)内，中间轴下端的外齿轮(5)安装在输出轴上端的内齿轮(6)内。
2.根据权利要求1所述的石油井下减速器，其特征在于外齿轮(2)和内齿轮(3)啮合，外齿轮(5)和内齿轮(6)啮合，两对内啮合齿轮的中心距相同，且均采用短齿制内啮合渐开线齿轮传动。
3.根据权利要求2所述的石油井下减速器，其特征在于输入轴和输出轴的轴线重合，中间轴的轴线与输入轴和输出轴的轴线偏离一个中心距。
4.根据权利要求3所述的石油井下减速器，其特征在于输入轴通过轴承(8)支承在筒体(9)上，中间轴通过轴承(10)支承在筒体(11)上，输出轴通过轴承(13)支承在筒体(12)上，筒体(9)、筒体(11)和筒体(12)通过螺纹联接成为一个整体。
专利摘要一种石油井下减速器，在输入轴1和中间轴4的下端分别制有外齿轮2和外齿轮5，在中间轴和输出轴7的上端分别制有内齿轮3和内齿轮6；外齿轮2安装在内齿轮3内，外齿轮5安装在内齿轮6内；输入轴和输出轴的轴线重合，中间轴的轴线与输入轴和输出轴的轴线偏离一个中心距；两对内啮合齿轮的中心距相同，且均采用短齿制内啮合渐开线齿轮传动，轮齿弯曲强度和接触强度都较高；两级啮合传动效率可达0.98，总体效率可达0.95，能满足井下机械重载运行的需要；具有结构简单、传动效率高、运行可靠性高、使用寿命长的特点。
文档编号F16H1/20GK2839736SQ200520106900
公开日2006年11月22日 申请日期2005年9月7日 优先权日2005年9月7日
发明者黄清世, 陈小军 申请人:长江大学