游梁抽油机的刹车制动装置的制作方法

本实用新型属于采油设备领域，尤其涉及一种游梁抽油机的刹车制动装置。

背景技术：

游梁抽油机是目前国内各油田广泛采用的抽油机机型，为实现抽油机操作性能，在抽油机减速器高速轴上设置有刹车。目前使用的刹车有外抱式和内涨式两种不同型式，分别靠刹瓦与制动轮或刹车蹄与制动轮毂之间的摩擦力制动。为防止打滑、溜车，原刹车部位设置有保险装置。外抱式刹车保险采用拧紧刹瓦锁紧螺母的方式锁紧(见图6)。这种方式在使用时，操作者本身处于抽油机方箱与抽油机曲柄旋转半径之间的危险位置，无论是在锁紧保险时，还是在解锁过程中，操作者都处在极度危险状态。内涨式刹车保险则是采用安全挂钩的方式(见图7)。此方式是在刹车轮毂的外缘凸台上开有不小于5度的自锁角燕尾槽，挂钩是与燕尾槽形相配合的燕尾形状。在使用时燕尾形挂钩与燕尾槽锁紧后，刹车保险锁紧牢固，安全可靠，但存在的问题是：在使用挂钩时，要反复启停抽油机，找到燕尾槽的合适位置，才能使挂钩挂入燕尾槽；当原刹车失效后，安全挂钩与燕尾槽之间承受了较大的制动力，在解锁时，安全挂钩难以打开。要打开挂钩就必须使挂钩与燕尾槽之间产生相对位移。目前操作者习惯性采用手盘减速器大皮带轮上的皮带，使连接在减速器主动轴上的刹车轮毂产生转动，从而打开安全挂钩，还有采用榔头敲、撬杠撬的方式，使安全挂钩脱离轮毂燕尾槽，实现解锁。操作者在解锁过程中，操作位置处于抽油机曲柄旋转半径内，危险性极大。为了操作方便，启停抽油机作业时，常常只拉刹车，不锁保险，造成在作业过程中，抽油机打滑、溜车现象时有发生。申请人以专利文献公开号201507290u公开了一种游梁抽油机齿盘式刹车保险装置,包括依次连接的操作机构、传动机构、保险机构、刹车轮或制动轮,其特征是:所述保险机构包括制动板和齿盘,所述齿盘固联在刹车轮或刹车毂上,所述制动板一端铰接在制动轴上,另一端与立杆铰接,所述制动板上设有销座,销座内设有与齿盘齿牙啮合的制动销。使用中发现存在很多问题。其中：制动副包括齿盘和定位盘，齿盘滑动配合套装在定位盘外圆上，齿盘啮合齿板，使其做上下移动实现制动副制动。由于定位盘在与刹车毂安装过程中，经常会发生变形，造成齿盘与定位盘配合变形，齿盘转动受阻，制动副锁紧困难；或定位盘与齿盘之间因装配间隙过大，齿盘总成随刹车轮或刹车轮毂转动时，发生异响；齿盘与制动齿的齿顶尖均采用锐角齿合，使用过程中出现齿尖打成平角，容易形成齿尖对齿尖，不能啮合的现象发生。上述缺陷导致在制动副锁紧过程中，出现齿尖对齿尖现象时，导致制动副不能啮合的问题，而影响刹车保险。

综上所述，目前油田使用的游梁抽油机两种型式的刹车保险，均存在不同程度的安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型是为了克服现有技术中的不足，提供一种游梁抽油机的刹车制动装置，抽油机停机时不论曲柄处于任何位置，制动装置都能实现刹车制动和解锁，避免刹车系统的打滑、溜车现象发生。

本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种游梁抽油机的刹车制动装置，包括由摇把、轴承座、驱动轴和丝杠组成的操作机构、由横拉杆、变向支座和竖拉杆组成的传动机构、制动机构以及刹车轮或刹车轮毂，其特征是：所述传动机构的竖拉杆的上端与制动机构连接，所述制动机构包括齿盘、制动压板和制动齿，所述齿盘与刹车轮或刹车轮毂固接呈整体结构，所述制动压板形状呈长条状，制动压板中间设有圆弧导轨，所述圆弧导轨两侧端台构成制动齿的挡肩，所述制动齿中间设有长方孔形滑槽，所述制动齿通过长方孔形滑槽与制动压板中间的圆弧导轨间隙配合构成倾斜悬挂式结构，所述制动齿沿圆弧导轨上下滑动及沿其中心放射线左右摆动，并构成制动齿与齿盘平滑稳定的啮合机构，所述制动齿前端设有与齿盘齿形匹配的v形齿，所述制动齿两侧挂接有复位弹簧，所述制动压板前端与竖拉杆上端销接，制动压板尾端与抽油机的刹车机构连接。

所述齿盘形状呈圆板形或圆环形，所述齿盘的外圆周上均布若干个v型槽齿，v型槽齿的齿顶尖形状呈圆弧形，其齿尖对准圆弧导轨的中心轴线。

所述制动齿采用组装式结构，所述制动齿的上方径向设有两个圆孔，两个圆孔中心在同一中心线上，圆孔贯穿长方孔形滑槽，圆孔中设有销轴，销轴上分别滑动配合有调整套。

两个所述调整套的直径不同，大直径调整套与小直径调整套的外圆与圆弧导轨上边缘吻接，并使所述制动齿的中心轴线与圆弧导轨的中心轴线构成初装状态夹角，所述初装状态夹角≦5°。

所述制动齿外形呈扇形，所述圆弧导轨的弧长范围为2×α≤弧长≤2×α+5°，α为扇形制动齿的圆心角。

所述制动压板组装后圆弧导轨圆弧的圆心与齿盘圆心重合。

所述制动机构包括为小型抽油机配套的单齿盘制动副，或为大型抽油机配套的双齿盘制动副。

所述双齿盘制动副的制动压板上设有两组平行的圆弧导轨，圆弧导轨上分别安装制动齿，两套制动齿分别对应两个齿盘，两个齿盘的齿顶尖错峰安装，对应的两套制动齿齿顶尖设置在同一轴线上，或两个齿盘的齿顶尖设置在同一轴线上，则对应的两套制动齿齿顶尖错峰安装。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型在抽油机停机作业时，无论抽油机曲柄处于什么位置，刹车制动装置均能实现锁紧牢固，开启顺畅。本装置既不破坏原有刹车结构，又解决了原有刹车系统打滑、溜车，操作位置不安全的事故隐患。大型抽油机采用双齿盘制动副中两个齿盘的齿顶尖错峰安装，缩小了刹车制动副存在的游动间隙，减小了因抽油机刹车失效时，曲柄平衡重的冲击行程，仅为半个齿顶尖的冲击间距，是抽油机刹车失效时最大冲击行程，提高了制动装置的安全性能。倾斜悬挂式结构的制动齿具备自行调整啮合复位功能，在制动副锁紧过程中，避免发生齿尖对齿尖，导致制动副不能啮合的现象。

附图说明

图1是内涨式的齿盘式刹车制动装置结构示意图；

图2是外抱式的齿盘式刹车制动装置结构示意图；(摘要附图)

图3是单齿盘制动副的示意图；

图3a是制动齿的侧视剖面结构示意图；

图4是双齿盘制动副啮合后的状态示意图；

图5是制动齿与轨道的局部放大示意图；

图6是现有外抱式刹车机构示意图；

图7是现有内涨式刹车机构示意图。

图中：1、操作机构，2、横拉杆，3、变向支座，4、竖拉杆，5、刹车轮毂，6、齿盘，7、制动压板，7-1、圆弧导轨，7-2、挡肩，8、制动齿，8-1、齿顶尖，8-2、8-3、前、后齿板，8-4、长方形滑槽，8-5、大直径调整套，8-6、小直径调整套，9、复位弹簧，10、刹车刹瓦固定销轴，11、销轴托架。

具体实施方式

以下结合较佳实施例，对依据本实用新型提供的具体实施方式详述如下：

详见附图1，本实用新型公开了一种游梁抽油机的刹车制动装置，包括由摇把12、轴承座13、驱动轴14和丝杠15组成的操作机构、由横拉杆2、变向支座3和竖拉杆4组成的传动机构、制动机构以及刹车轮或刹车轮毂5，所述传动机构的竖拉杆的上端与制动机构的连接销铰接，所述制动机构包括齿盘6、制动压板7和制动齿8，所述齿盘与刹车轮或刹车轮毂固接呈整体结构，所述齿盘形状呈圆板形或圆环形，圆板形齿盘通过紧固螺栓将其与刹车轮或刹车轮毂固接，或圆环形齿盘套装在刹车轮或刹车轮毂外圆上通过骑缝螺栓或焊接固接呈整体。所述齿盘的外圆周上均布若干个v型槽齿，v型槽齿的齿顶尖形状呈圆弧形，其齿尖对准圆弧导轨的中心轴线。v型槽齿的数量根据刹车轮毂直径确定。如：刹车轮毂直径为φ455mm，则v型槽齿的数量为30齿。所述制动压板形状呈长条状，制动压板中间设有圆弧导轨7-1，所述圆弧导轨两侧端台构成制动齿的挡肩7-2，所述制动齿与制动压板中间的圆弧导轨间隙配合构成倾斜悬挂式结构，所述制动齿沿圆弧导轨上下滑动及沿其中心放射线左右摆动，并构成制动齿与齿盘稳定啮合机构，所述制动齿前端设有与齿盘齿形匹配的齿顶尖8-1，所述制动齿两侧挂接有复位弹簧9，所述制动压板前端与竖拉杆上端销接，制动压板尾端与抽油机的刹车机构连接。

优选方案，所述制动齿包括前后齿板8-2、8-3，前后齿板内侧设有矩形槽，前后齿板扣合通过螺钉紧固呈整体制动齿结构，前后齿板扣合后的矩形槽构成长方形滑槽8-4。制动齿也可以制成整板式，机加工出长方形凹槽，凹槽上方通过螺栓固定上盖，形成与制动压板圆弧导轨配合的长方形滑槽8-4，长方形滑槽槽底部呈圆弧形与制动压板圆弧导轨匹配。制动齿的上方沿其径向在同一轴线上设有两个圆孔，圆孔穿过长方长方形滑槽形滑槽，圆孔中贯穿有销轴，销轴上分别滑动配合有调整套，制动压板的圆弧导轨置于制动齿的长方形滑槽中，整体制动齿结构下端为齿顶尖。两个所述调整套的直径不同，大直径调整套8-5与小直径调整套8-6的外圆与圆弧导轨上边缘吻接，并使所述制动齿的中心轴线与圆弧导轨的中心轴线构成初装状态夹角，所述初装状态夹角≦5°。

所述整体制动齿结构外形呈扇形，所述整体制动齿结构外形呈扇形，所述圆弧导轨的弧长范围为2×α≤弧长≤2×α+5°，α为扇形制动齿的圆心角。

如：扇形制动齿的圆心角α设为15°，则圆弧导轨的弧长在2×15°＝30°2×15°+5°＝35°之间。组装后所述制动压板的圆弧导轨的闭合圆的圆心与齿盘圆心重合，以保证制动齿与齿盘稳定的啮合。

优选方案，所述制动副结构包括为小型抽油机配套的单齿盘制动副，或为大型抽油机配套的双齿盘制动副。所述双齿盘制动副的制动压板上设有两组平行的圆弧导轨，圆弧导轨上分别安装制动齿，两套制动齿分别对应两个齿盘，两个齿盘的齿顶尖错峰安装，对应的两套制动齿齿顶尖设置在同一轴线上，或两个齿盘的齿顶尖设置在同一轴线上，则对应的两套制动齿齿顶尖错峰安装。即，双齿盘制动副中两个并在一起的齿盘，一个齿盘的齿顶尖对齐另一个齿盘的齿顶尖，两个齿盘的齿顶尖在一条线上，而对应齿盘的两个制动齿则错峰安装。反之亦同。

实施例

详见附图，一种抽油机齿盘式刹车制动装置，所述制动装置由依次连接的操作机构、传动机构、制动机构和刹车轮或刹车轮毂组成；

所述操作机构1是指由摇把、轴承、轴承座、驱动轴和丝杠组成(为现有技术故图中未示)；所述驱动轴的轴头部位通过轴承安装在轴承座上，驱动轴的轴身部位是一段空心钢管，驱动轴两侧一端安装摇把，另一端与丝杠螺母焊接；所述丝杠一端与丝杠螺母连接，另一端与传动机构的横拉杆2铰接，操作时摇动摇把使驱动轴上螺母转动，带动丝杠在驱动轴空心管中前后移动。

所述传动机构是指由横拉杆2、变向支座3和竖拉杆4组成。横拉杆2两端分别与操作机构1的丝杠和变向支座3的摇臂铰接；竖拉杆4的两端分别与变向支座3的摇臂和制动机构的制动压板7铰接。

所述制动机构包括齿盘、制动压板和制动齿，所述齿盘与刹车轮或刹车轮毂固接呈整体结构，所述制动压板形状呈长条状，制动压板中间设有圆弧导轨，所述圆弧导轨两侧端台构成制动齿的挡肩，所述制动齿与制动压板中间的圆弧导轨间隙配合，构成倾斜悬挂式结构。浮动式制动齿结构可以保证制动齿前端齿顶尖与齿盘啮合时不会卡死。所述制动齿沿圆弧导轨上下滑动及沿其中心放射线左右摆动，并构成制动齿与齿盘稳定啮合机构，所述制动齿前端设有与齿盘齿形匹配的齿顶尖，所述制动齿两侧挂接有复位弹簧，所述制动压板前端与竖拉杆上端销接，制动压板尾端与刹车瓦销接。

本实施例的齿盘6是指外圆周均匀分布v型槽齿，且齿顶尖为圆弧形的圆型或环型齿盘，齿盘6固联在(刹车轮或刹车轮毂)5上。所述制动总成包括制动压板7、制动齿8和弹簧9；制动齿形状呈扇形。制动压板7上加工有可供制动齿8在允许范围内移动的弧形轨道，轨道长度为略大于或等于两个制动齿8的扇形角度，轨道两侧为制动齿挡肩；弧形轨道长度，角度过小，制动齿8与齿盘6会出现不完全啮合现象；角度过大，会增大刹车制动副存在的游动间隙，增加了因抽油机刹车失效后曲柄平衡重冲击的行程。制动齿8是指与齿盘v型槽相对应的齿顶尖为圆弧形的一个单齿，齿根后部设有与制动压板7上的轨道相配合的圆弧导轨孔，制动齿结构为分体组装；制动齿8安装于制动压板7轨道上，使用复位弹簧9与制动压板7两侧挂接，通过复位弹簧9使制动齿8在安装后悬挂于制动压板7轨道上的中间部位，制动齿8中心线与制动压板7轨道中心轴线形成一定夹角，齿尖对准轨道中心轴线。所述制动总成一端铰接于原刹车刹瓦固定销轴10上或铰接在销轴托架11上，销轴托架另一端固定在减速器安装刹车一侧中轴压盖上，制动总成另一端与传动机构的竖拉杆4铰接。

所述制动机构有两种不同型式：一种为小型抽油机配套使用的单齿盘制动副，一种为大型抽油机配套使用的双齿盘制动副。所述双齿盘制动副的制动压板上设有两组平行的圆弧导轨，圆弧导轨上分别安装制动齿，两套制动齿分别对应两个齿盘，两个齿盘的齿顶尖错峰安装，对应的两套制动齿齿顶尖设置在同一轴线上，或两个齿盘的齿顶尖设置在同一轴线上，则对应的两套制动齿齿顶尖错峰安装。

工作原理及过程

原抽油机刹车刹死后，使用操作机构顺时针摇动摇把，通过丝杠水平拉动传动机构的横拉杆，传动机构使制动压板的制动齿与齿盘完全啮合。刹车制动副在锁紧过程中，制动齿移动，避免了因齿盘移动，造成定位盘与齿盘之间因装配变形，齿盘移动受阻，制动副锁紧困难，定位盘与齿盘之间因装配间隙大，齿盘总成随刹车轮或刹车轮毂转动时，发生异响的现象。本实用新型倾斜悬挂式结构的制动齿，具备自行调整定位功能，在制动副锁紧过程中，发生齿尖对齿尖现象时，避免了制动副不能啮合的弊端。制动齿沿制动压板上的圆弧轨道左右移动，使制动齿的齿顶尖与齿盘顺利进入并充分啮合，制动有力。操作机构采用丝杠传动所具备的自锁能力，使整套制动装置传动灵活，锁紧牢固。制动副中的齿盘及制动齿采用斜齿面锁紧，解锁时无阻滞，开启顺畅。大型抽油机采用的双齿盘制动副，缩小了刹车制动副存在的游动间隙，减小了因抽油机刹车失效后，曲柄平衡重冲击的行程，提高了制动装置的安全性能。解锁时只要反向摇动摇把，使制动齿与齿盘脱离啮合即可。

刹车制动副在锁紧过程中，制动齿移动，避免了改进前因齿盘移动，造成定位盘与齿盘之间因装配变形，齿盘移动受阻，制动副锁紧困难，定位盘与齿盘之间因装配间隙大，齿盘总成随刹车轮或刹车轮毂转动时，发生异响的现象。悬挂式安装的制动齿，具备自行调整定位功能，在制动副锁紧过程中，发生齿尖对齿尖现象时，避免了制动副不能啮合的弊端。制动齿沿制动压板上的扇形轨道移动，使制动副啮合充分，制动有力。操作机构采用丝杠传动所具备的自锁能力，使整套制动装置传动灵活，锁紧牢固。制动副中的齿盘及制动齿采用斜齿面锁紧，解锁时无阻滞，开启顺畅。大型抽油机采用双齿盘制动副，缩小了刹车制动副存在的游动间隙，减小了因抽油机刹车失效后，曲柄平衡重冲击的行程，提高了制动装置的安全性能。本装置在不破坏原有刹车的基础上，解决了原刹车系统发生打滑、溜车、操作不安全的事故隐患。既可应用于现场在用抽油机改造、加装，也可作为新机型配套使用。

上述参照实施例对该一种抽油机齿盘式刹车制动装置的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本实用新型总体构思下的变化和修改，应属本实用新型的保护范围之内。