CN103122977A - 行列式微分行星减速器 - Google Patents
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Abstract
行列式微分行星减速器，包括连接法兰、内齿圈箱体、行列式行星架、太阳齿轮轴、微分行星轮、行星轮等。所述行列式行星架沿圆周方向至少均布四个行星轮系，沿行列式行星架的轴向至少分布一组行星轮系，相应地至少均布四个行星轮轴、行星轮轴承件等。行星轮轴通过安装在行列式行星架上的弹性衬套安装在行列式行星架上，行星轮通过安装在其内孔的轴承与行星轮轴，并通过衬套，安装在行列式行星架上。太阳轮轴安装在行列式行星架内，与行星轮齿常啮合，行星轮齿与内齿圈内齿常啮合。
Description
技术领域
本发明涉及一种减速器，尤其是电潜螺杆泵采油系统专用减速器。
背景技术
电潜螺杆泵采油较其它采油方式明显节能，经济效益显著，但一直没能大面积推广，主因是技术不过关和成本高，其中，减速器技术是该系统关键技术之一。该技术的代表为Baker Hughes和Schluberger Reda Pump公司，其中前者主要生产速比为3:1的一级减速器和速比为9:1的两级减速器，而后者主要生产速比为4:1的一级减速器和速比为16:1的两级减速器，寿命为480天到670天，轴向长度在2.5米以上。我国目前拥有的上述减速器基本是引进仿造产品，使用寿命不超过两年，轴向长度为2.9米。
鉴于油井径向尺寸的限制，为了输出适合电潜螺杆泵要求的扭矩，理论上减速器中的行星轮的轴向长度必须足够大，才能够承载足够的载荷，但实际上，由于制造及装配误差的存在，当行星轮轴向长度较大时，系统载荷难以提高，甚至影响寿命，其原因在于传统的行星减速器径向可以做的较大，行星轮的轴向长度相对径向较小，采用传统的均载方法，能够均载圆周方向的载荷，轴向载荷不均很小，可以忽略，而如果行星轮轴向长度加大，轴向载荷不均的矛盾将会突出，如果轴向载荷不能得到有效均载，仅仅靠增加行星轮轴向长度，无法提高输出扭矩，也必然缩短减速器使用寿命。
发明内容
本发明针对上述不足，提供一种结构简单、紧凑、运行可靠、适合长颈比大的行星减速器。
本发明解决上述技术问题所采取的技术方案为：行列式微分行星减速器，包括输出端法兰、输入端法兰、内齿圈箱体、行列式行星架、太阳齿轮轴、行星轮轴、行星轮、行星轮轴承、行列式行星架限位轴承、衬套及输入轴、输出轴等。采取的技术措施包括：设计了微分行星轮，由微分行星轮轴向叠加组成行星轮，通过微分行星轮的弹性变形，均载圆周方向及轴向的载荷；设计了行列式行星架，采用一体化构造，沿其轴向微分出至少一组行星轮嵌入槽，这些嵌入槽与圆周方向均布出的至少三组行星轮嵌入槽，形成行列式结构。设计制造的减速器能够在径向尺寸受限制的情况下，通过延长轴向长度，提高减速器的输出扭矩，尤其适用于电潜螺杆泵采油系统。
采取的技术措施还包括：所述的连接法兰内设滚动轴承和润滑油虑，滚动轴承内孔安装输入、输出轴，三者同轴。所述的内齿圈箱体为一体化构造，沿其轴向两侧比邻内齿端部设有限位轴承，在限位轴承外侧分别设有内螺纹，与输入法兰和输出法兰同轴螺纹连接。所述行列式行星架为整体构造，其轴向两侧设有限位轴承台，沿轴向设有至少一组行星轮嵌入槽，沿其圆周均布至少三组行星轮嵌入槽和行星轮轴孔，均布的行星轮轴孔的轴心圆与行星架同轴。所述太阳齿轮轴为齿轮轴和花键轴的共同体，齿轮轴部分与行星轮齿啮合，而花键与花键套连接，在齿轮轴与花键轴之间设有轴承台，安装限位轴承；所述的行星轮轴为贯穿轴，与其外衬套一起安装在行列式行星架的行星轮孔内，与行星架上的行星轮孔同轴。所述的行星轮包括至少一个微分行星轮，其内孔装有滚针轴承，两侧设有推力滚针限位轴承。所述太阳齿轮轮齿与行星轮轮齿常啮合，行星轮轮齿与内齿圈内齿常啮合。所述减速器是一级减速器，也可以通过两级串联构成二级减速器。
与现有技术相比，本发明设计制造的微分行星轮充分发挥了金属弹性性能，不仅能够均载圆周方向的载荷，而且更能均载轴向载荷，在提高减速器额定载荷的同时，延长了减速器的使用寿命；行列式行星架的应用实现了行星减速器的并联模式，在径向尺寸受限的条件下，确保了输出扭矩的提高，减速器的安全系数增大，寿命得以延长。
附图说明
图1是本发明实施例的装配剖视示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
图1所示，1、输出端法兰，2、润滑油滤，3、输出轴，4、输出轴轴承，5、内齿圈箱体，6、行星架限位轴承，7、行星架，8、行星轮轴向限位轴承，9、行星轮，10、弹性成套，11、行星轮轴承，12、行星轮轴，13、行星架限位轴承，14、输入轴限位轴承，15、润滑油滤，16、太阳齿轮轴，17、输入端法兰。
本发明的具体实施例包括：行列式微分行星减速器，包括输出端法兰1、输入端法兰17、内齿圈箱体5、行列式行星架7、太阳齿轮轴16、行星轮轴12、行星轮9、行星轮轴承11、行列式行星架限位轴承6、衬套10及输入轴16、输出轴3等；所述输出端法兰和输入端内设有双列滚动轴承并与壳体同轴装配，设有润滑油虑，防止固体颗粒轴向窜动；所述的内齿圈箱体为一体化构造，沿其轴向两侧比邻内齿端部设有限位轴承6和13，在限位轴承外侧分别设有内螺纹，与输入法兰17和输出法兰1螺纹同轴连接。所述行列式行星架7为整体构造，其轴向两侧设有限位轴承台，沿轴向设有至少一组行星轮嵌入槽，沿其圆周均布至少三组行星轮嵌入槽和行星轮轴孔。所述太阳齿轮轴16为齿轮轴和花键轴的共同体，齿轮轴部分与行星轮齿啮合，而花键与花键套连接，在齿轮轴与花键轴之间设有轴承台，安装限位轴承14。所述的行星轮轴12为贯穿轴，与其外衬套一起安装在行列式行星架的行星轮孔内，与行星架上的行星轮孔同轴。所述的行星轮9包括至少一个微分行星轮，其内孔装有滚针轴承，两侧设有推力滚针限位轴承。所述太阳齿轮轮齿与行星轮轮齿常啮合，行星轮轮齿与内齿圈内齿常啮合。所述行列式行星架7轴向两侧安装了限位轴承6和13与内齿圈箱体5构成静定系统。所述的行星轮9至少包括一个微分行星轮，亦可由多个微分行星轮通过轴向叠加而成，与行星轮轴承11一起，通过行星轮轴和衬套安装在行列式行星架上。 所述中心轮轴16为整体结构，并由安装在一端的轴承14限位，形成静定系统。所述单级减速器的速比为4:1，两个单级串联便形成二级减速器，速比为16:1 。
较佳的实施例选择：行列式行星架7周边均布四组行星轮系，轴向分布三组行星轮系。所述行星轮系包括微分行星轮、行星轮轴承及侧向推力轴承，通过行星轮轴安装在行星架周边均布的轴孔内，行星轮齿与内齿圈内齿常啮合。所述的行星轮由三个微分行星轮轴向叠加而成，微分行星轮叠加个数的选择应视材料的弹性模量及额定载荷的不同而有差异，一般情况下，弹性模量小的材质，叠加个数相对较少，反之，相对较多。将上述行星架与行星轮系的装配体通过行星架限位轴承，安装在内齿圈内，形成同轴静定系统。安装在输入端法兰内的中心齿轮轴通过法兰螺纹连接，同轴连接在内齿圈箱体的输入端，所述中心齿轮轴上的轮齿与行星轮轮齿常啮合。安装在输出端法兰内的输出轴，随着法兰与箱体的螺纹连接，与行星架输出端内花间实现花键连接，最后，压入润滑油虑。
本发明的优点：充分发挥金属材料的弹性性能，通过行星轮的轴向微分化使金属齿轮具备弹性齿轮特征，均载周向及轴向载荷，这在世界上尚属首创，其优点是中心轮、行星轮及内齿圈构成静定系统，系统运行的稳定性高，均载系数低，结构简单；一体化制造的行列式行星架规避了安装误差，提高了系统精度，而且沿轴向能够分布更多的行星轮系，在径向受限的情况下，通过拓展轴向，提高输出扭矩。
本发明的最佳实施例已被阐明，由本领域人士做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。
Claims (5)
1.行列式微分行星减速器，包括输出端法兰（1）、输入端法兰（17）、内齿圈箱体（5）、行列式行星架（7）、太阳齿轮轴（16）、行星轮轴（12）、行星轮（9）、行星轮轴承（11）、行列式行星架限位轴承（6）、衬套（10）及输入轴（16）、输出轴（3）等，其特征在于：所述的内齿圈箱体为一体化构造，沿其轴向两侧比邻内齿端部设有限位轴承（6）和（13），在限位轴承外侧分别设有内螺纹，与输入端法兰（17）和输出端法兰（1）连接；所述行列式行星架（7）为整体构造，沿其轴向至少分布一组行星轮系，每组行星轮系沿圆周至少均布三个行星轮，在其轴向两侧安装了限位轴承（6）和（13）与内齿圈箱体（5）构成静定系统；所述太阳齿轮轴（16）为齿轮轴和花键轴的共同体，齿轮轴部分与行星轮齿啮合，而花键与花键套连接，在齿轮轴与花键轴之间设有轴承台，安装限位轴承（14）；所述的行星轮轴（12）为贯穿轴，与其外衬套一起安装在行列式行星架的行星轮孔内，与行星架上的行星轮孔同轴；所述的行星轮（9）包括至少一个微分行星轮，其内孔装有滚针轴承，两侧设有推力滚针限位轴承；所述太阳齿轮轮齿与行星轮轮齿常啮合，行星轮轮齿与内齿圈内齿常啮合；所述单级减速器的速比为4:1，两个单级减速器串联便形成二级减速器，速比为16:1 。
2.根据权利要求1所述的行列式微分行星减速器，其特征在于：所述行列式行星架（7）为整体构造，其轴向两侧设有限位轴承台，沿轴向设有至少一组行星轮嵌入槽，沿其圆周均布至少三组行星轮嵌入槽和行星轮轴孔。
3.根据权利要求1所述的行列式微分行星减速器，其特征在于：所述的行星轮（9）至少包括一个微分行星轮，亦可由多个微分行星轮通过轴向叠加而成，与行星轮轴承（11）一起，通过行星轮轴和衬套安装在行列式行星架上。
4.根据权利要求1所述的行列式微分行星减速器，其特征在于：中心轮轴（16）为整体结构，并由安装在一端的轴承（14）限位，形成静定系统。
5.根据权利要求1所述的行列式微分行星减速器，其特征在于：所述法兰（1）和（17）内设有润滑油虑（2）和（15）。
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