具有超速制动器的驱动装置的制作方法

专利名称：具有超速制动器的驱动装置的制作方法技术领域：本发明涉及深井潜水泵的驱动装置，具体涉及一种用于这类驱动装置的齿轮箱制动器。位于井底的潜水泵是通过长为4000英尺量级的井内用管与地面驱动装置相连接，在美国专利No.4，372，379用实例公开了这样的装置。地面驱动装置包括通过井内用管的介质带动旋转泵的电动机，在旋转泵过热情况，例如因油面下降，泵可能变热并停止转动。此时，因井内用管过长，能被电动机带动继续转动，致使井内用管随着产生的扭转力而扭曲。当达到某一旋转限时，电动机停止转动，并在此时，井内用管产生的扭转力会起相反作用，使井内用管折卷，从而引起电动机驱动轴反转。在折卷发生时释放的力能使地面驱动装置破坏，在极端情况下，能使驱动滑轮完全爆裂。除上述之外，用于连接驱动装置的制动系统的设备出现的破坏问题是这种制动系统是一个单独的系统，因此不仅易受水份的影响而且易受水份侵入。这些问题是特别严重的，因为这种系统必须要求长期不受影响。对于所考虑的这类齿轮箱而言，轴承的适当润滑也是一个问题。一直在使用的各种类型的制动器都未满意地解决这个问题。本发明采用一种在现有技术中未曾公开的方案解决这个问题。根据本发明，与井内用管连杆驱动装置的输入轴和输出轴连接的齿轮箱有一个制动器，该制动器能阻止井内用管随潜水泵停止工作时引起的高速反转。根据本发明，还配置了一种对分壳体或蛤壳状的齿轮箱，该齿轮箱的润滑通道系统是在被接齿轮箱表面形成的相匹配的通道部分组成，在齿轮箱部分连接后，共同构成油输送通道。本发明的一个任务是提供一种能使输入和输出的轴正交的齿轮箱和封装在齿轮箱内防止制动失灵的制动器。本发明的另一个任务是提供一种配置在齿轮箱内的离心制动器并对相当高速的输入轴起制动作用。本发明还有一个任务是提供一种其内彼此隔开的输入和输出轴轴承的对分壳体齿轮箱，由每个与油室联通的相匹配的齿轮箱部分的配合槽构成一条螺旋通道，在螺旋通道和轴承之间有联通的润滑通道装置，所述的润滑通道装置是由每个相匹配的齿轮箱部分的配合槽构成的，润滑油通过输出轴的转动从油室泵送到各个轴承。图1是驱动装置齿轮箱的主视图。图2是输出轴壳体和输入轴壳体的局部侧视图。图3是具有对分壳体结构的改型齿轮箱的尺寸缩小的主视图。图4是图3所示的齿轮箱平面图。图5是图4所示线5-5的剖视图。图6是图4所示线6-6的剖视图。图7是表示潜水泵的简图。参照附图的标号可以知道，图1和图2用标号20表示一个驱动装置，该驱动装置包括一个具有能使输入轴24和输出轴26成正交连接的装置的齿轮箱22。输入轴24包括一个由电动机(图7)驱动的滑轮28。输出轴26与井内用管或连杆10联接，井内用管连杆10与美国专利No.4，372，379中所公开的一类潜水泵联接。齿轮箱22包括复合输出轴26用的输出轴壳体部分32和输入轴壳体部分34。输出轴26的外部分36由上下轴承38和40支承且装有一个冠形齿轮42。上轴承38上方有密封43。输出轴26还有一个共轴线的内部44，该内部44与外部一起转动并通过附件37和闭锁螺母39上端部与外部36连接。所述的附件37和闭锁螺母39与输出轴内部的螺纹端连接。所述的内部44向下伸到支承附件100，该附件100是与齿轮箱22分开的，并通过螺钉102与齿轮箱连接。输入轴24由内外轴承50和52支承且在其末端装有小齿轮54。在内外轴部分36和44之间的空间共轴线配置一个油座管46，该油座管46在其下端部有一个固定附加环48，通过该附加环48使油座管46装在输出轴壳体部分32。附加环48起密封作用使油被限于其中并容纳在座管46和输出轴外部36的内表面之间。输出轴壳体部分32有一个用螺钉58与其固定的盖板56，构成油室60。圆柱形防尘盖61位于输出轴26的外端部，固定在盖板56上。输入轴壳体部分34的盖板62用螺钉72与其固定，构成油自由离心制动室66，该制动室66靠由输入轴壳体部分34支承且伸到该壳体部分和输入轴之间的内外密封68和70密封住。装在制动室内的离心制动器80的轮毂部分82通过连接键84固定连接到输入轴24，与轮毂82成一体的一组支臂86经向向外从轮毂伸出，构成制动隔室87。每个制动隔室有一个制动块88，该制动块有一扁平内表面90由螺钉94与弹簧片92连接，该弹簧片是伸到每个经向支臂86上的肩部96之间。制动块88还有一个弓形的外表面98，该外表面98有一个制动垫99与其固定连接，成摩擦关系与输入轴壳体部分34的制动室圆柱形壁101相配，直径几乎相同。在一种典型的装置中，输出轴冠形齿轮42和输入轴小齿轮54之间的齿数比为3∶1，输入轴通常在1500转/分范围内运转。在潜水旋转泵被卡死和锁定在相应的位置时，通常4000英尺长的井内用管连杆在其上端部由电动机带动继续转动，致使扭力传给井内用管连杆。在某一时刻，电动机不能继续提供足够的动力使井内用管连杆进一步转动，导致井内用管连杆反向转动并以高迅折卷。这个高的速度大大超过输入轴的工作转速，致使离心制动器的制动块88克服弹簧片92的阻力向外移动，衬垫99与制动室壁101接触，把输入轴的转速限制到一个允许的值内。达到该允许值时，制动作用停止，制动块回恢到它们的原来位置，并在衬垫99和壁101之间出现间隙。齿轮箱不限于图1和图2所示的类型，而可以是如图3～6中所示的对分壳体或蛤壳状的结构型式。图3和图4中用标号122表示的齿轮箱是由二个相互匹配的部分124组成，它们通过一组紧固件126连接在一起，不需要盖板，进入齿轮箱内部的通道是简单通过对半分开部分124达到。另一方面，齿轮箱各部分的结构基本上与图1和图2中所示的装置相同。在图3～6中，相应的标号表示在图1和2中所示的对应部分。如图5和6中所示那样，输入轴24封装在齿轮箱壳体部分134，输出轴26封装在齿轮箱壳体部分132。壳体部分132构成油室160，但不需要盖。同样，壳体部分134构成油自由离心制动室166，不需要盖，且像上述讨论的实施例那样封装一个离心制动器80。冠形齿轮和小齿轮也与上述的一样，输入轴由轴承50和52支承且配有密封68和70，输出轴由轴承38和40支承。这些轴用轴承装在设置于齿轮箱相匹配部分内的半圆形匹配槽内。然而，不同于上述实施例的是对分壳体有能润滑输入轴轴承50和52以及输出轴轴承38和40的装置。如图5中所示那样，每个齿轮箱部分124的表面有一个用标号200表示的润滑通道系统，该润滑通道系统是由相匹配的半圆形通道部组成，在齿轮箱部分被连接后共同构成油的传送通道。油从油室160分别供给输入和输出轴的轴承50、52和38、40。输出轴下部轴承40下面有一个中间贮油室202，输出轴端部下面有一个下部贮油室204。贮油室202和204通过相匹配齿轮箱部分在二个贮油室之间的螺旋通道206相连接。根据这种结构，输出轴26的转动使螺旋通道206出来的油加压泵送到油润滑通道系统200。正如图5中所示那样，油润滑通道系统200包括第一支路210，在螺旋通道206之间伸到在顶部和底部由密封43和45密封的输出轴上部轴承38。第二支路212通向输入轴轴承52。支路218将输入轴轴承50和52并通过轴承50和油室160相互连接。很清楚的是通道系统200的支路均不与制动室166相联通，而且密封68和70防止润滑油进入制动室。在上述的图中可以看出，本发明的各种任务和特性都达到了。并得到其他的积极效果。尽管给出并加以说明的是本发明的一个最佳实施例，但清楚的是本技术的人员根据本发明可以做出各种变化和改型。权利要求1.一种将电动机和潜水泵相连结的驱动装置，它通过一个与电动机相连接的水平输入轴和以低速转动的垂直输出轴进行连接，输出轴由输入轴驱动并通过井内用管与潜水泵连接，改进部分包括a、齿轮箱包括一个支承输入轴的第一壳体部分和一个支承输出轴的第二壳体部分，第一壳体部分有一个具有制动器制动块啮合表面的制动接收室，b、制动器制动块由室内的输入轴支承，并在输入轴以超临界速度转动时与制动器制动块啮合表面啮合，c、输入轴转速低于临界速度时制动器制动块为非啮合的装置，d、齿轮箱是对分壳体型并由具有配合连接表面的匹配部分所构成。2.根据权利要求1所说的驱动装置，其特征在于e、输入轴是由安装在半圆形配合槽内的彼此隔开的内外轴承支承，半圆形配合槽是配置在制动接受室各侧上的每个匹配的齿轮箱部分内，f、输出轴是由安装在每个匹配齿轮箱部分内设置的半圆形配合槽内彼此隔开的上部和下下部轴承支承，g、输出轴壳体有一条螺旋通道，该螺旋通道配置在输出轴的周围并由位于油室下面的每个匹配的齿轮箱部分的配合槽构成，所述的油室位于输出轴壳体内。h、输出轴壳体和输入轴壳体包括能使在螺旋通道和被连接的输入轴的内外轴承及输出轴上部轴承之间有效连通的润滑通道装置，该装置由位于每个匹配齿轮箱部分内的配合槽构成。全文摘要一种驱动装置制动器，装在连接电动机驱动输入轴和输出轴的齿轮箱内，输出轴通过井内用管与潜水泵旋转相连。齿轮箱有一个构成油室的输出轴壳体部分和一个构成油自由离心制动室的输入轴壳体部分，当输入轴转速超过允许范围时，相当快速转动的输入轴带动一个具有能与制动室表面摩擦齿合的负荷元件的离心制动器，引成的制动作用阻止输入轴转动。文档编号F04D15/00GK1030630SQ8810204公开日1989年1月25日 申请日期1988年3月16日 优先权日1987年3月16日发明者华莱士·L·爱德华斯, 斯图尔特·L·汤逊 申请人:优越传动装置公司