专利名称：行星差速启动器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于油田抽油机及类似设备用的启动器领域，特别是一种行星差速启动器。
背景技术：
目前的抽油机及类似机械的启动装置普遍存在重负载启动，轻负载运行的工作方式，即采用大功率电机，大容量变压器的供电方式，而正常运行时电机的实际耗电仅为电机额定容量的三分之一左右，这就使变压器、电动机的功率因数很低，无功损耗增加，电网供电质量也因此而降低，浪费电能，生产成本高。曾经采用过一些解决方法，如现场应用的外加一个固定皮带轮减速装置，但由于抽油机参数有变化，因此应用范围受限；采用调频调速电机或多速电机，则造价昂贵，电机易损坏，无功损耗问题没有解决；还有一种用电机减速启动皮带轮进行启动，其锥面离合受面积的限制及加工工艺的限制，现场应用效果不好。
发明专利申请2003101013206，“电机皮带轮减速启动装置”提出一种新思路，采用行星齿轮机构、皮带轮等机构，经分析，该装置存在下述问题1、内置式皮带轮，更换皮带不方便，维护与保养不方便。
2、采用无润滑的干式运转，可靠性低，使用寿命短。
3、采用的浮动键控制杠杆太单薄，不能保证机构的可靠运行(可靠性系数仅为1.03)，由于结构空间有限，已无法改变。
4、浮动键与杠杆为一点铰接，不能保证其工作时平行升降，且浮动键在倾斜升起并在一点开始接触时，经常由于受力情况不好而导致键失去传递动力的功能。
5、整个装置中使用了十二套轴承，结构复杂，加工精度要求高，制造难度大，可靠性降低。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种结构较简单、不使用浮动键的、加工制造较为简单、性能可靠的行星差速启动器。
本实用新型的行星差速启动器，包括输出轴，装在此输出轴上的皮带轮，箱体组件、行星机构，其特征在于由设置在所述的箱体组件内的传动机构，与此传动机构相连接的行星机构和离合机构，与此离合机构相连接的操作控制机构所组成，
所述的传动机构包括用于和电机输出轴相连接的设在箱体组件内的齿轮轴套，装在此齿轮轴套前端的输出轴，装在输出轴上的轴承，轴承右侧的滑动支承座，与此齿轮轴套相啮合的行星齿轮机构，通过轴衬和此齿轮轴套相连接的内齿圈，设在内齿圈和滑动支承座之间的传动毂，将滑动支承座、传动毂、内齿圈穿起来的导径螺栓，轴承安装在箱体组件上，所述的操纵控制机构包括安装在箱体组件上部的操纵轴组件，在此操纵轴组件左端的位于箱体组件外的手柄组件，连接在操纵轴右端的连接片组件，与此连接片组件相连接的回转环组件，通过导径螺栓连接在回转环组件上的顶柱及装在回转环组件上的制动爪，所述的离合机构位于操纵轴下侧，包括与箱体组件相连接的弹簧座，一端装在弹簧座内的弹簧芯轴，套在此弹簧芯轴上的弹簧，芯轴另一端穿过滑动支承座拧进推压环中，所述的行星机构包括行星架组件，安装在此行星架组件中的行星轮轴，装在行星轮轴上的行星轮及装在行星架组件端面上的棘轮，棘轮齿和制动爪相匹配。
所述的齿轮轴套与一组行星轮啮合，所述的内齿圈与另一组行星轮啮合，两组行星轮互相啮合。
所述的传动毂内设滑移式花键，所述的输出轴上同样设置花键。
所述的齿轮轴套和内齿圈的齿数比等于预定的减速比。
所述的推压环上设置三个凹槽，此凹槽的深度等于预定的离合机构移动距离，推压环背面为波浪形。
所述的齿轮轴套和传动毂上的齿为牙嵌齿高齿形和低齿形交替设置。
所述的顶柱前端设置钢球，钢球和推压环背面相接触。
所述的齿轮轴套和输出轴之间，齿轮轴套和内齿圈之间、行星轮和行星轮轴之间、行星架和齿轮轴套之间分别设有粉末冶金制作的含油轴衬。
所述的制动爪为带圆角的拐角形件，在一个端头内侧设有棘齿，在另一边上设有长槽，在拐角形件拐角处设有转动轴孔。
所述的行星机构棘轮通过三个螺栓连接到行星架合件上，三个螺栓之间分别用退火铁丝连接。
本实用新型的行星差速启动器，用箱体将传动机构、离合机构、操纵控制机构和行星机构组合在一起，并通过螺栓将机器与电机固连之后，再将本启动器和电机一同固连到抽油机的工作平台上。启动时，搬动操纵杆，使操纵轴组件拉动连片，带动回转环组件绕其圆心转动，与回转环组件连在一起的销压迫两个制动爪上的长槽使之分别绕其圆心转过预设角度，致使制动爪将行星机构中的棘轮和行星架制动；同时，回转环组件上的顶柱则通过镶嵌在其上的钢球，推动离合机构并带动传动机构中的内齿圈、制动毂、滑动支承座向左移动，从而使传动毂与齿轮轴套的牙嵌齿分离，此时电机输出的运动经由传动机构中的齿轮轴套、行星机构中的行星轮，将动力传递到内齿圈上，而内齿圈因与传动毂和滑动支承座通过导径螺栓固连，于是，动力经由传动毂内的滑移式花键将动力传递到同样设置了花键的输出轴上。由于在此过程中，行星架已被制动，因而使得行星轮不再成为行星轮，而被迫做定轴轮传递运动。又由于传动机构中的齿轮轴套和内齿圈的预设齿数差，从而使得该机构的运动输出按预定速比减速输出。
启动过程结束后，扳回操纵机构的操纵杆，回转环组件在操纵力的作用下做与前述相反方向的回转运动，并使柱销压迫两个制动棘爪，使之与行星机构的棘轮脱离，制动解除，行星架在失去回转约束之后绕整机轴心线做空运转，与此同时，传动机构中的内齿圈、传动毂、滑动支承座，在离合机构中的弹簧作用下右移复位，并使传动机构中的传动毂上的牙嵌齿与齿轮轴套的牙嵌齿啮合。这时，电机输出的动力直接经由齿轮轴套、传动毂，将动力传递到具有花键的输出轴上，再经输出轴传递到皮带轮，从而完成1∶1的速比和动力传递过程。
在复位过程中，为了确保移动的需要，在离合机构的推压环上设置了三个个凹槽，其深度等于预定的机构移动距离。工作时，回转环组件所转过的角度又恰好是推压环合件上的三个凹槽预设位置，因而也就满足了传动机构要求的内置移动距离。
因此，本实用新型具有以下显著特点1、启动过程低转速、输出扭矩大，在完成启动后，通过状态切换，实现了无噪音、无冲击的运动参数改变，又保证了工作效率，因而可以用功率较小的电机代替较大的电机，既降低了设备投资，又减少了能耗。
2、将齿轮轴套和传动毂上的牙嵌齿设计成高低齿形，这样就使得两者在运动过程中的差速结合变得无任何阻碍，即无论哪个牙嵌齿落在对方的哪个凹槽内，均可实现无噪声地、方便地结合，且在抽油机回转时，能有效地防止换向冲击。
3、在顶柱上设置钢球，改变了常规机械式变速箱锁定销的结构形式，降低了制造难度，但却提高了耐用度，从而最大限度地降低了生产成本。
4、在整个结构中，仅在行星齿轮处采用滑动轴承，其余部分采用粉末冶金制作的含油轴衬，从而大大降低了制造成本。
5、由于各机构是在箱体内封闭运行，因此可采用普通油浴式润滑，而且润滑和冷却效果好，提高了设备的使用寿命。
6、更换皮带和日常维护工作都十分方便。
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为传动机构示意图。
图3为齿轮轴套的结构侧视图。
图4为图3的A-A剖视图。
图5为图4的K向展开视图。
图6为离合机构示意图。
图7为图6的侧视图。
图8为操纵控制机构结构示意图。
图9为图8的侧视图。
图10为制动爪示意图。
图11为行星机构结构示意图。
图12为图11的侧视图。
具体实施方式
以下结合附图说明本实用新型的具体实施方式
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如图1所示，本实用新型的行星差速启动器，包括输出轴11，装在此输出轴上的皮带轮6，箱体组件4、行星机构5，其特征在于由设置在所述的箱体组件4内的传动机构1，与此传动机构1相连接的行星机构5和离合机构2，与此离合机构2相连接的操作控制机构3所组成，如图2所示，所述的传动机构1包括用于和电机输出轴相连接的设在箱体组件4内的齿轮轴套18，装在此齿轮轴套18前端的输出轴11，装在输出轴11上的轴承12，轴承右侧的滑动支承座13，与此齿轮轴套18相啮合的行星齿轮机构5，通过轴衬和此齿轮轴套18相连接的内齿圈17，设在内齿圈17和滑动支承座13之间的传动毂15，将滑动支承座13、传动毂15、内齿圈17穿起来的导径螺栓16，轴承12安装在箱体组件上。图中标号19为行星轮挡圈。
如图8、图9所示，所述的操纵控制机构包括安装在箱体组件4上部的操纵轴组件32，在此操纵轴组件32左端的位于箱体组件4外的手柄组件31，连接在操纵轴右端的连接片组件33，与此连接片组件33相连接的回转环组件36，通过导径螺栓连接在回转环组件36上的顶柱34及装在回转环组件36上的制动爪35。
如图6、图7所示，所述的离合机构2位于操纵轴下侧，包括与箱体组件4相连接的弹簧座21，一端装在弹簧座21内的弹簧芯轴22，套在此弹簧芯轴22上的弹簧23，芯轴另一端穿过滑动承座24拧进推压环25中。图7中标号26为定位器，27为螺栓。
如图11、图12所示，所述的行星机构5包括行星架组件53，安装在此行星架组件53中的行星轮轴51，装在行星轮轴51上的行星轮52及装在行星架组件53端面上的棘轮54，棘轮齿和制动爪35相匹配。
如图1所示，所述的齿轮轴套18与一组行星轮啮合，所述的内齿圈17与另一组行星轮啮合，两组行星轮互相啮合。
所述的传动毂15内设滑移式花键14，所述的输出轴11上同样设置花键。
所述的齿轮轴套18和内齿圈的齿数比等于预定的减速比2～3。
如图5所示，所述的推压环上设置三个凹槽，此凹槽的深度等于预定的离合机构移动距离6～10mm，推压环背面为波浪形。
如图4所示，所述的齿轮轴套和传动毂上的齿为牙嵌齿高齿形181和低齿形182交替设置。
如图8所示，所述的顶柱前端设置钢球，钢球和推压环背面相接触。
如图1所示，所述的齿轮轴套和输出轴之间、齿轮轴套和内齿圈之间、行星轮和行星轮轴之间、行星架和齿轮套之间、分别设有粉末冶金制作的含油轴衬。
如图10所示，所述的制动爪35为带圆角的拐角形件，在一个端头内侧设有棘齿353，在另一边上设有长槽351，在拐角形件拐角处设有转动轴孔352。
如图12所示，所述的行星机构棘轮通过三个螺栓连接到行星架组件上，三个螺栓56之间分别用退火铁丝55连接。
在具体实施中，除皮带轮和手柄组件外，整个机构都装在箱体组件内进行封闭式运行，箱体内采用普通的油浴式(飞溅式)润滑，提高了润滑和冷却效果，提高了运行效率和设备寿命。
权利要求1.一种行星差速启动器，包括输出轴，装在此输出轴上的皮带轮，箱体组件、行星机构，其特征在于由设置在所述的箱体组件内的传动机构，与此传动机构相连接的行星机构和离合机构，与此离合机构相连接的操作控制机构所组成，所述的传动机构包括用于和电机输出轴相连接的设在箱体组件内的齿轮轴套，装在此齿轮轴套前端的输出轴，装在输出轴上的轴承，轴承右侧的滑动支承座，与此齿轮轴套相啮合的行星齿轮机构，通过轴衬和此齿轮轴套相连接的内齿圈，设在内齿圈和滑动支承座之间的传动毂，将滑动支承座、传动毂、内齿圈穿起来的导径螺栓，轴承安装在箱体组件上，所述的操纵控制机构包括安装在箱体组件上部的操纵轴组件，在此操纵轴组件左端的位于箱体组件外的手柄组件，连接在操纵轴右端的连接片组件，与此连接片组件相连接的回转环组件，通过导径螺栓连接在回转环组件上的顶柱及装在回转环组件上的制动爪，所述的离合机构位于操纵轴下侧，包括与箱体组件相连接的弹簧座，一端装在弹簧座内的弹簧芯轴，套在此弹簧芯轴上的弹簧，芯轴另一端穿过滑动支承座拧进推压环中，所述的行星机构包括行星架组件，安装在此行星架组件中的行星轮轴，装在行星轮轴上的行星轮及装在行星架组件端面上的棘轮，棘轮齿和制动爪相匹配。
2.根据权利要求1所述的行星差速启动器，其特征在于所述的齿轮轴套与一组行星轮啮合，所述的内齿圈与另一组行星轮啮合，两组行星轮互相啮合。
3.根据权利要求1所述的行星差速启动器，其特征在于所述的传动毂内设滑移式花键，所述的输出轴上同样设置花键。
4.根据权利要求1所述的行星差速启动器，其特征在于所述的齿轮轴套和内齿圈的齿数比等于预定的减速比2～3。
5.根据权利要求1所述的行星差速启动器，其特征在于所述的推压环上设置三个凹槽，此凹槽的深度等于预定的离合机构移动距离6～10mm，推压环背面为波浪形。
6.根据权利要求1所述的行星差速启动器，其特征在于所述的齿轮轴套和传动毂上的齿为牙嵌齿高齿形和低齿形交替设置。
7.根据权利要求1所述的行星差速启动器，其特征在于所述的顶柱前端设置钢球，钢球和推压环背面相接触。
8.根据权利要求1所述的行星差速启动器，其特征在于所述的齿轮轴套和输出轴之间、齿轮轴套和内齿圈之间、行星轮和行星轮轴之间、行星架和齿轮轴套之间分别设有粉末冶金制作的含油轴衬。
9.根据权利要求1所述的行星差速启动器，其特征在于所述的制动爪为带圆角的拐角形件，在一个端头内侧设有棘齿，在另一边上设有长槽，在拐角形件拐角处设有转动轴孔。
10.根据权利要求1所述的行星差速启动器，其特征在于所述的行星机构棘轮通过三个螺栓连接到行星架组件上，三个螺栓之间分别用退火铁丝连接。
专利摘要本实用新型属于油田抽油机及类似机械用的启动器领域，特别是一种行星差速启动器。包括输出轴、皮带轮，箱体组件，行星机构，其特征在于由设置在箱体内的传动机构、行星机构、离合机构、操控机构所组成，传动机构包括齿轮轴套、输出轴及其轴承、滑动支座、内齿圈、传动毂、导径螺栓，操控机构包括操纵轴组件、手柄组件、连接片、顶柱、回转环组件、制动爪，离合机构包括弹簧芯轴、弹簧座、弹簧、推压环，行星机构包括行星轮架组件、行星轮、棘轮、行星轮轴。由于实现了差速启动，因此可以采用功率较小的电机，节约电能并降低了设备投资费用，减少了无功损耗。由于结构合理，因此维修方便，使用寿命长。
文档编号F16H1/28GK2918884SQ20062009042
公开日2007年7月4日 申请日期2006年4月17日 优先权日2006年4月17日
发明者冯文利, 刘国庆 申请人:冯文利