一种扭矩平衡齿轮箱及扭矩平衡抽油机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种扭矩平衡齿轮箱，包括齿轮箱体，齿轮箱输入轴一端与电动机连接，输入轴上安装有第一齿轮；齿轮箱体内安装有齿轮轴，所述齿轮轴包括第一齿轮轴和第二齿轮轴；所述第一齿轮轴上安装有第二齿轮和第三齿轮，所述第二齿轮和第一齿轮啮合；所述第二齿轮轴上安装有第四齿轮，所述第三齿轮与第四齿轮啮合；所述齿轮箱的输出轴外伸出齿轮箱体的两端各安装一个第一曲柄配重；其特征在于：第二齿轮轴外伸出齿轮箱体的两端各安装一个第二曲柄配重；所述输出轴上安装有第一非圆齿轮，齿轮箱体内还安装与第一非圆齿轮相啮合的第二非圆齿轮。一种扭矩平衡抽油机安装上述扭矩平衡齿轮箱。与现有游梁式抽油机相比具有扭矩平衡、净扭矩小、能耗低的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油开采设备，具体地说是一种扭矩平衡齿轮箱及扭矩平衡抽油机。
技术介绍
石油工业中的游梁式抽油机，主要由驴头、游梁、连杆、曲柄机构、变速箱、动力设备和辅助装备等部分组成，工作时，电动机的传动经变速箱、曲柄连杆机构变成驴头的上下运动，驴头经钢丝绳带动井下抽油泵的柱塞作上下运动，从而不断地把井中的原油抽出井筒。游梁式抽油机具有性能可靠、结构简单、操作维修方便等特点，因此在石油开采中得到普遍应用。其突出的缺点是抽油机耗能大，工作效率低下且运转不够平衡，在运转过程中，其平衡扭矩和载荷扭矩交替变化，两者叠加后产生的净扭矩也发生交替变化，很不平衡，这个交替变化的净扭矩通过变速齿轮箱作用到电机上，就会导致电机的瞬间电流具有较大的起伏变化，还会产生很大的无用功，造成较大的能耗。
技术实现思路
本专利技术提出一种扭矩平衡齿轮箱及扭矩平衡抽油机。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种扭矩平衡齿轮箱，包括齿轮箱体，所述齿轮箱输入轴一端与电动机连接，所述输入轴上安装有第一齿轮；所述齿轮箱体内安装有齿轮轴，所述齿轮轴与齿轮箱体内壁转动连接；所述齿轮轴包括第一齿轮轴和第二齿轮轴；所述第一齿轮轴上安装有第二齿轮和第三齿轮，所述第二齿轮和第一齿轮啮合；所述第二齿轮轴上安装有第四齿轮，所述第三齿轮与第四齿轮啮合；所述齿轮箱的输出轴外伸出齿轮箱体的两端各安装一个第一曲柄配重；其特征在于：所述第二齿轮轴外伸出齿轮箱体的两端各安装一个第二曲柄配重；所述齿轮箱的输出轴上安装有第一非圆齿轮， 齿轮箱体内还安装与第一非圆齿轮相啮合的第二非圆齿轮，所述第二非圆齿轮与第一非圆齿轮的传动比为1。作为优选的技术方案，所述第二非圆齿轮安装在第二齿轮轴上。作为优选的技术方案，所述齿轮轴还包括第三齿轮轴，所述第二非圆齿轮安装在第三齿轮轴上，所述第三齿轮轴和第二齿轮轴上分别安装一个传动轮，所述第三齿轮轴和第二齿轮轴之间通过传动机构传动。作为优选的技术方案，所述传动机构为链条传动或齿形皮带传动，所述传动轮为链轮或齿形皮带轮。作为优选的技术方案，所述链条传动或齿形皮带传动的传动比均为1。作为优选的技术方案，所述第二非圆齿轮和第一非圆齿轮的轮形是根据安装有扭矩平衡齿轮箱的游梁式抽油机载荷扭矩曲线和第一曲柄配重扭矩曲线及合成的扭矩曲线计算制得。一种扭矩平衡抽油机，包括底座、安装在底座上的支架和电动机、设置在支架上的游梁，以及设置在游梁一端的驴头；游梁的另一端通过连杆与第一曲柄配重连接；其特征在于：所述支架和电动机之间的底座上安装有上述的一种扭矩平衡齿轮箱。由于采用了上述技术方案，本专利技术具有以下突出的有益效果：1、扭矩平衡齿轮箱增加了第二曲柄配重，克服了原有结构的抽油机扭矩不平衡，电流波形大，无用功高，电动机的装机功率大的缺陷，可以使净扭矩大大减小，改变了抽油机的运动状态和受力状态，加载到电动机上的净扭矩会变得均衡并变小，甚至接近于零，大大减少了无用功，使电流趋于平稳，可以减小电动机的装机功率，明显降低能耗。2、结构简单、成本低，保证了抽油机运转平衡，便于推广应用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例1中扭矩平衡齿轮箱的结构示意图。图2为本专利技术实施例2中扭矩平衡齿轮箱的结构示意图。图3为本专利技术安装实施例1中扭矩平衡齿轮箱的扭矩平衡抽油机的结构示意图。图4为本专利技术安装实施例2中扭矩平衡齿轮箱的扭矩平衡抽油机的结构示意图。图5为本专利技术安装实施例1中扭矩平衡齿轮箱的扭矩平衡抽油机的工作状态示意图。图6为与图5相对应的本专利技术扭矩平衡抽油机的工作扭矩图。图7为本专利技术实施例1中扭矩平衡齿轮箱结构原理示意图。图8为本专利技术实施例2中扭矩平衡齿轮箱结构原理示意图。图中：1-齿轮箱体；2-输入轴；3-第一齿轮；4-第一齿轮轴；5-第二齿轮；6-第三齿轮；7-第四齿轮；8-第二非圆齿轮；9-输出轴；10-第一曲柄配重；11-第一非圆齿轮；12-第二曲柄配重；13-传动机构；14-底座；15-支架；16-电动机；17-游梁；18-驴头；19-连杆；20-第二齿轮轴；21-传动轮；22-第三齿轮轴。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1、2、7、8所示，本专利技术的扭矩平衡齿轮箱包括齿轮箱体1，所述齿轮箱输入轴2一端与电动机16连接，所述输入轴2上安装有第一齿轮3。所述齿轮箱体1内安装有齿轮轴，所述齿轮轴与齿轮箱体1内壁转动连接。所述齿轮轴包括第一齿轮轴4和第二齿轮轴20。所述第一齿轮轴4上安装有 第二齿轮5和第三齿轮6，所述第二齿轮5和第一齿轮3啮合。所述第二齿轮轴20上安装有第四齿轮7，所述第三齿轮6与第四齿轮7啮合，所述第二齿轮轴20外伸出齿轮箱体1的两端各安装一个第二曲柄配重12。所述齿轮箱的输出轴9上安装有第一非圆齿轮11，所述齿轮箱体1内还安装与第一非圆齿轮11相啮合的第二非圆齿轮8，所述第二非圆齿轮8与第一非圆齿轮11的传动比为1。所述齿轮箱的输出轴9外伸出齿轮箱体1的两端各安装一个第一曲柄配重10。如图1、7所示，在实施例1中，所述第二非圆齿轮8安装在第二齿轮轴20上。所述第二非圆齿轮8和第一非圆齿轮11的轮形是根据安装有扭矩平衡齿轮箱的游梁式抽油机载荷扭矩曲线和第一曲柄配重扭矩曲线及合成的扭矩曲线计算制得。第二非圆齿轮8、第一非圆齿轮11、第二曲柄配重12的结构及连接关系为本专利技术的创新部分，对于第二非圆齿轮8、第一非圆齿轮11轮形的计算方法，业内人士可以通过载荷扭矩曲线和第一曲柄配重扭矩曲线合成的扭矩曲线、及具体角度取值等方式，得出第二非圆齿轮和第一非圆齿轮11的理论轮形，在实际轮形加工过程中，为了方便实现第二非圆齿轮8和第一非圆齿轮11的转动，将理论轮形圆滑处理，即得实际的第二非圆齿轮8和第一非圆齿轮11。如图2、8所示，在实施例2中，为了避免第一曲柄配重10和第二曲柄配重12在工作过程中发生转动干涉，所述齿轮轴还包括第三齿轮轴22，所述第二非圆齿轮8安装在第三齿轮轴22上，所述第三齿轮轴22和第二齿轮轴20上分别安装一个传动轮21，所述第三齿轮轴22和第二齿轮轴20之间通过传动机构13传动，所述传动机构13为链条传动或齿形皮带传动，所述传动轮21为链轮或齿形皮带轮。所述链条传动或齿形皮带传动的传动比均为1。如图3、4所示，本专利技术扭矩平衡抽油机包括底座14、安装在底座14上的支架15和电动机16、设置在支架15上的游梁17，以及设置在游梁17一端的驴头18。游梁17的另一端通过连杆19与第一曲柄配重10连接。支架15、游梁17、驴头18、连杆19和第一曲柄配重10的位置关系及连接关系均 为现有技术，在此不再赘述。所述支架15和电动机16之间的底座14上安装上述扭矩平衡齿轮箱，所述扭矩平衡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扭矩平衡齿轮箱，包括齿轮箱体，所述齿轮箱输入轴一端与电动机连接，所述输入轴上安装有第一齿轮；所述齿轮箱体内安装有齿轮轴，所述齿轮轴与齿轮箱体内壁转动连接；所述齿轮轴包括第一齿轮轴和第二齿轮轴；所述第一齿轮轴上安装有第二齿轮和第三齿轮，所述第二齿轮和第一齿轮啮合；所述第二齿轮轴上安装有第四齿轮，所述第三齿轮与第四齿轮啮合；所述齿轮箱的输出轴外伸出齿轮箱体的两端各安装一个第一曲柄配重；其特征在于：所述第二齿轮轴外伸出齿轮箱体的两端各安装一个第二曲柄配重；所述齿轮箱的输出轴上安装有第一非圆齿轮，齿轮箱体内还安装与第一非圆齿轮相啮合的第二非圆齿轮，所述第二非圆齿轮与第一非圆齿轮的传动比为1。

【技术特征摘要】
1.一种扭矩平衡齿轮箱，包括齿轮箱体，所述齿轮箱输入轴一端与电动机连接，所述输入轴上安装有第一齿轮；所述齿轮箱体内安装有齿轮轴，所述齿轮轴与齿轮箱体内壁转动连接；所述齿轮轴包括第一齿轮轴和第二齿轮轴；所述第一齿轮轴上安装有第二齿轮和第三齿轮，所述第二齿轮和第一齿轮啮合；所述第二齿轮轴上安装有第四齿轮，所述第三齿轮与第四齿轮啮合；所述齿轮箱的输出轴外伸出齿轮箱体的两端各安装一个第一曲柄配重；其特征在于：所述第二齿轮轴外伸出齿轮箱体的两端各安装一个第二曲柄配重；所述齿轮箱的输出轴上安装有第一非圆齿轮，齿轮箱体内还安装与第一非圆齿轮相啮合的第二非圆齿轮，所述第二非圆齿轮与第一非圆齿轮的传动比为1。2.按照权利要求1所述的一种扭矩平衡齿轮箱，其特征在于：所述第二非圆齿轮安装在第二齿轮轴上。3.按照权利要求1所述的一种扭矩平衡齿轮箱，其特征在于：所述齿轮轴还包括第三齿轮轴，所述第二非...

【专利技术属性】
技术研发人员：王家戟，
申请(专利权)人：王家戟，
类型：新型
国别省市：山东;37