專利名稱：自動減速啟動電動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動機(jī)，尤其是一種自動減速啟動電動機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有電動機(jī)啟動時需要的功率較大，而其啟動力矩基本上是由電 動機(jī)的功率決定的，要想增加啟動力矩就必須增加電機(jī)的功率，大量機(jī)械設(shè) 備(包括油田的抽油機(jī))為了將設(shè)備啟動起來，不得不配備比正常工作負(fù)載 大一倍以上的電動機(jī)，可是當(dāng)正常運(yùn)行時只需要啟動時的50%左右的力矩即 可正常運(yùn)行，這就造成這些設(shè)備的電機(jī)工作效率很低，這不但造成很大的電 能浪費(fèi)，也給電網(wǎng)增加很大的負(fù)擔(dān)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是大量機(jī)械設(shè)備(包括油田的抽油機(jī))為了 將設(shè)備啟動起來，不得不配備比正常工作負(fù)載大一倍以上的電動機(jī)，而造成電 機(jī)工作效率低下的問題，從而提供一種自動減速啟動電動機(jī)，以使大量機(jī)械 設(shè)備可以以與正常運(yùn)行時所需功率相等的電動機(jī)，來完成啟動工作，達(dá)到節(jié) 能效果。為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種自動減速啟動電動機(jī)，所述自動減 速啟動電動機(jī)設(shè)有電動機(jī)和自動減速啟動裝置，所述自動減速啟動裝置設(shè)有 齒輪減速裝置、伺服電機(jī)、伺服電機(jī)齒輪減速傳動裝置和伺服電機(jī)電氣自動 控制裝置；所述自動減速啟動裝置與電動機(jī)連接，所述伺服電機(jī)與自動減速 啟動裝置連接，齒輪減速裝置設(shè)于自動減速啟動裝置內(nèi)，并與伺服電機(jī)齒輪 減速傳動裝置連接，伺服電機(jī)電氣自動控制裝置與伺服電機(jī)電連接，伺服電 機(jī)齒輪減速傳動裝置與伺服電機(jī)連接。本發(fā)明進(jìn)一步的優(yōu)選方案為所述齒輪減速裝置，設(shè)有自動減速啟動裝置半軸、電動機(jī)主軸、電動機(jī) 主軸齒輪、半軸端面齒盤、減速齒輪、減速內(nèi)齒、連接螺桿、內(nèi)齒固定套、 內(nèi)花鍵套和花鍵套壓蓋；其中電動機(jī)主軸齒輪與電動機(jī)主軸連接并固定在電動機(jī)主軸上；自動減 速啟動裝置半軸與半軸端面齒盤連接；半軸端面齒盤與內(nèi)花鍵套連接；花鍵套壓蓋、內(nèi)花鍵套用連接螺桿與內(nèi)齒固定套連接；減速內(nèi)齒與內(nèi)齒固定套連 接固定，并與減速齒輪齒合；電動機(jī)啟動時，自動減速啟動裝置半軸與電動 機(jī)主軸分離，電動機(jī)啟動完成后，自動減速啟動裝置半軸與電動機(jī)主軸利用 電動機(jī)主軸齒輪和半軸端面齒盤連接為同軸直接傳動。所述伺服電機(jī)齒輪減速傳動裝置中，設(shè)有凸輪頂桿、凸輪頂桿推動盤、 凸輪頂桿鋼球、自動分離系統(tǒng)齒輪軸、自動分離系統(tǒng)撥叉連板、自動分離系 統(tǒng)撥叉、自動分離系統(tǒng)齒輪軸座、伺服電機(jī)傳動減速齒輪、伺服電機(jī)傳動減 速齒輪和伺服電機(jī)；其中，伺服電機(jī)固定在自動減速啟動裝置外殼上；伺服電機(jī)傳動減速齒 輪與伺服電機(jī)連接，伺服電機(jī)傳動減速齒輪與伺服電機(jī)傳動減速齒輪連接； 伺服電機(jī)傳動減速齒輪與自動分離系統(tǒng)齒輪軸連接；自動分離系統(tǒng)齒輪軸， 連接自動分離系統(tǒng)撥叉連板和伺服電機(jī)傳動減速齒輪；自動分離系統(tǒng)齒輪軸 座支撐固定自動分離系統(tǒng)齒輪軸，與自動減速啟動裝置端面法蘭連接；自動 分離系統(tǒng)撥叉連板固定在自動減速啟動裝置端面法蘭上，連接固定自動分離 系統(tǒng)撥叉；自動分離系統(tǒng)撥叉與自動分離系統(tǒng)撥叉連板連接固定，同時自動 分離系統(tǒng)撥叉固定在凸輪頂桿推動盤上；凸輪頂桿固定在凸輪頂桿推動盤上； 凸輪頂桿鋼球與凸輪頂桿固定連接。本發(fā)明再進(jìn)一步的優(yōu)選方案為所述伺服電機(jī)齒輪減速傳動裝置還設(shè)有同步棘輪輔助齒合裝置，該裝置 設(shè)有同步棘輪、同步棘輪、凸輪頂桿推動盤、減速齒輪組外殼和復(fù)位彈簧；其中，同步棘輪固定在凸輪頂桿推動盤上；同步棘輪固定在減速齒輪組 外殼上。采用上述自動減速啟動電動機(jī)時，當(dāng)電動機(jī)啟動時，通過半軸端面齒盤 與電動機(jī)主軸齒輪齒合，從而達(dá)到電動機(jī)的低轉(zhuǎn)速大扭矩啟動。在電動機(jī)啟動 起來以后，自動減速啟動裝置半軸和電動機(jī)主軸同軸連動同步運(yùn)行，電動機(jī)恢 復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。本發(fā)明的應(yīng)用將會使大部分用電動機(jī)拖動的機(jī)械設(shè)備所配用的 電機(jī)功率下降50%以上，從而達(dá)到節(jié)能效果。例如，例如油田的抽油機(jī)，原 來配備45-55KW的電動機(jī)，現(xiàn)在只需要配備本發(fā)明的22KW大扭矩節(jié)能電動機(jī) 即可正常運(yùn)行，同時變壓器容量也由原來的100KVA下降到50KVA。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明的自動減速啟動裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是自動減速啟動裝置端面示意圖。圖3為圖2的A-A剖視圖。 圖4是同步棘輪結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.自動減速啟動裝置外殼，2.自動減速啟動裝置端面法蘭，3.自動 減速啟動裝置半軸，4.電動機(jī)主軸，5.同步棘輪，6.同步棘輪，7.電動機(jī)主 軸齒輪，8.凸輪頂桿，9.端面凸輪，IO.凸輪固定板，ll.復(fù)位彈簧，12.彈簧 螺桿，13.花鍵套壓蓋，14.內(nèi)花鍵套，15.內(nèi)齒固定套，16.半軸端面齒盤， 17.凸輪頂桿推動盤，18.卡簧，19.減速內(nèi)齒，20.減速齒輪組外殼，21.減速 齒輪，22.連接螺桿，23.凸輪頂桿鋼球，24.減速系統(tǒng)銅套，25.電動機(jī)端蓋 法蘭，26.自動分離系統(tǒng)齒輪軸，27.自動分離系統(tǒng)撥叉連板，28.自動分離系 統(tǒng)撥叉，29.自動分離系統(tǒng)齒輪軸座，30.伺服電機(jī)傳動減速齒輪，31.伺服電 機(jī)傳動減速齒輪，32.伺服電機(jī)。
具體實(shí)施方式
如圖l所示，所述自動減速啟動電動機(jī)設(shè)有一個電動機(jī)和一個自動減速 啟動裝置，所述自動減速啟動裝置設(shè)有齒輪減速裝置、伺服電機(jī)32、伺服電 機(jī)的齒輪減速傳動裝置和伺服電機(jī)的電氣自動控制裝置；自動減速啟動裝置 端面法蘭2與電動機(jī)端蓋法蘭25采用螺栓連接，將自動減速啟動裝置和電動 機(jī)連接固定成一體；所述伺服電機(jī)32固定在自動減速啟動裝置的外殼表面， 齒輪減速裝置設(shè)于自動減速啟動裝置內(nèi)，并通過自動減速裝置端面法蘭2與 伺服電機(jī)的齒輪減速傳動裝置連接，伺服電機(jī)的電氣自動控制裝置與伺服電 機(jī)32以電氣方式連接，伺服電機(jī)齒輪減速傳動裝置與伺服電機(jī)32連接。伺 服電機(jī)的電氣自動控制裝置為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員根據(jù)本領(lǐng)域的普通技術(shù)知 識即可設(shè)計出來，在此不做詳細(xì)說明。所述齒輪減速裝置，設(shè)有自動減速啟動裝置半軸3、電動機(jī)主軸4、電動 機(jī)主軸齒輪7、半軸端面齒盤16、減速齒輪21、減速內(nèi)齒19、連接螺桿22、 內(nèi)齒固定套15、內(nèi)花鍵套14和花鍵套壓蓋13;其中電動機(jī)主軸齒輪7與電動機(jī)主軸4采用鍵連接方式固定在電動機(jī)主 軸4上；自動減速啟動裝置半軸3與半軸端面齒盤16是采用過贏配合加螺桿 連接；半軸端面齒盤16與內(nèi)花鍵套14采用螺桿連接；花鍵套壓蓋13、內(nèi)花 鍵套14利用連接螺桿22與內(nèi)齒固定套15連接；減速內(nèi)齒19與內(nèi)齒固定套15采用過贏配合加螺栓、銷釘連接固定，與減速齒輪21齒合；電動機(jī)啟動時，自動減速啟動裝置半軸3與電動機(jī)主軸4分離，電動機(jī)啟動完成后，自 動減速啟動裝置半軸3與電動機(jī)主軸4利用電動機(jī)主軸齒輪7和半軸端面齒 盤16連接為同軸直接傳動。如圖2所示，所述伺服電機(jī)齒輪減速傳動裝置中，設(shè)有凸輪頂桿8、凸 輪頂桿推動盤17、凸輪頂桿鋼球23、自動分離系統(tǒng)齒輪軸26、自動分離系 統(tǒng)撥叉連板27、自動分離系統(tǒng)撥叉28、自動分離系統(tǒng)齒輪軸座29、伺服電 機(jī)傳動減速齒輪30、伺服電機(jī)傳動減速齒輪31和伺服電機(jī)32;其中，伺服電機(jī)32固定在自動減速啟動裝置外殼1夕卜；伺服電機(jī)傳動減 速齒輪31與伺服電機(jī)32采用鍵連接，伺服電機(jī)傳動減速齒輪30與伺服電機(jī) 傳動減速齒輪31齒合連接；伺服電機(jī)傳動減速齒輪30，與自動分離系統(tǒng)齒 輪軸26采用鍵連接；自動分離系統(tǒng)齒輪軸26，對自動分離系統(tǒng)撥叉連板27、 伺服電機(jī)傳動減速齒輪30起連接傳動作用；自動分離系統(tǒng)齒輪軸座29起自 動分離系統(tǒng)齒輪軸26的支撐固定作用，利用螺栓固定在自動減速啟動裝置端 面法蘭2上；自動分離系統(tǒng)撥叉連板27用螺栓固定在自動減速啟動裝置端面 法蘭2上，起連接固定自動分離系統(tǒng)撥叉28的作用；自動分離系統(tǒng)撥叉28 用銷釘與自動分離系統(tǒng)撥叉連板27連接固定，同時自動分離系統(tǒng)撥叉28被 用銷釘固定在凸輪頂桿推動盤17上；凸輪頂桿8固定在凸輪頂桿推動盤17 上；凸輪頂桿鋼球23與凸輪頂桿8采用過贏配合方式固定。如圖3所示，所述伺服電機(jī)齒輪減速傳動裝置還包含有同步棘輪輔助齒 合裝置，該裝置設(shè)有同步棘輪5、同步棘輪6、凸輪頂桿推動盤17、減速齒 輪組外殼20和復(fù)位彈簧11;其中，同步棘輪5固定在凸輪頂桿推動盤17上； 同步棘輪6固定在減速齒輪組外殼20上。上述自動減速啟動電動機(jī)，是工作電壓為380伏或1140伏的三相交流異 步電動機(jī)或三相交流同步電動機(jī)。上述伺服電機(jī)32固定在自動減速啟動裝置 外殼1外面，該伺服電機(jī)32為普通三相異步電動機(jī)(380V/250W)。上述自動 減速啟動裝置是電動機(jī)的延伸，不是電動機(jī)的內(nèi)在部分，是通過電動機(jī)端蓋 法蘭25和自動減速啟動裝置法蘭2用螺栓連接成為一個整體。在電動機(jī)啟動時，當(dāng)自動減速啟動裝置的端面凸輪9處在高點(diǎn)位置，這 時自動減速啟動裝置的電動機(jī)主軸齒輪7與半軸端面齒盤16處在分離位置， 電動機(jī)主軸4通過安裝在主軸上的電動機(jī)主軸齒輪7齒合帶動減速齒輪21， 帶動減速內(nèi)齒19，減速內(nèi)齒19與內(nèi)齒固定套15過贏配合后，再與內(nèi)花鍵套14、花鍵套壓蓋13通過連接螺桿22連接到一起，同時內(nèi)花鍵套14與半軸端 面齒盤16采用螺栓連接方式固定在一起，這樣減速內(nèi)齒19就通過內(nèi)齒固定 套15、內(nèi)花鍵套14、半軸端面齒盤16帶動自動減速啟動裝置半軸3工作， 從而達(dá)到電動機(jī)的低轉(zhuǎn)速大扭矩啟動。在電動機(jī)啟動起來以后，利用電機(jī)上的電氣自動控制裝置讓電動機(jī)上的 伺服電機(jī)32作瞬間正向運(yùn)轉(zhuǎn)后停止，伺服電機(jī)32通過伺服電機(jī)傳動減速齒 輪30，伺服電機(jī)傳動減速齒輪31，傳動自動分離系統(tǒng)齒輪軸26，再通過自 動分離系統(tǒng)撥叉連板27連動自動分離系統(tǒng)撥叉28,由于自動分離系統(tǒng)撥叉 28固定在凸輪頂桿推動盤17上，這樣伺服電機(jī)32做瞬間轉(zhuǎn)動時，就通過伺 服電機(jī)傳動減速齒輪31、伺服電機(jī)傳動減速齒輪30、自動分離系統(tǒng)齒輪軸 26、自動分離系統(tǒng)撥叉連板27、自動分離系統(tǒng)撥叉28，使凸輪頂桿推動盤 17轉(zhuǎn)動一定角度。凸輪頂桿推動盤17使凸輪頂桿8由高位滑向低位。此時 在復(fù)位彈簧ll (四個)的作用下，推動凸輪固定板IO，因凸輪固定板10通 過彈簧螺桿12和端面凸輪9連在一起，端面凸輪9又與內(nèi)齒固定套15、內(nèi) 花鍵套14、花鍵套壓蓋13、半軸端面齒盤16連接在一起，這樣就推動內(nèi)花 鍵套14做軸向運(yùn)動，使半軸端面齒盤16與電動機(jī)主軸齒輪7齒合，同時由 于同步棘輪5也固定在凸輪頂桿推動盤17上，因此當(dāng)凸輪頂桿推動盤17轉(zhuǎn) 動時，利用同步棘輪5沿縱向孔滑動，帶動同步棘輪6轉(zhuǎn)動一定角度，而同 步棘輪6是固定在減速齒輪組外殼20上，這樣就通過減速機(jī)構(gòu)帶動電動機(jī)主 軸齒輪7轉(zhuǎn)動一定角度，使半軸端面齒盤16在復(fù)位彈簧11的作用下，與電 動機(jī)主軸齒輪7順利齒合，以減少齒合時的振動和沖擊力。24為減速系統(tǒng)銅 套，采用過贏配合方式，固定在減速齒輪組外殼20內(nèi)，對減速齒輪組外殼 20和電動機(jī)主軸齒輪7起支撐傳動作用；18為卡簧，起鎖定減速系統(tǒng)銅套 24的作用；電動機(jī)主軸齒輪7通過齒合關(guān)系帶動半軸端面齒盤16，從而使自 動減速啟動裝置半軸3與電動機(jī)主軸4作同軸同步傳動。自動減速啟動裝置 半軸3與半軸端面齒盤16是采用過贏配合加螺桿連接，電動機(jī)主軸齒輪7 與電動機(jī)主軸4采用鍵連接方式固定在電動機(jī)主軸4上。這時電動機(jī)主軸4 和自動減速啟動裝置半軸3同軸連動同步運(yùn)行，電動機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)電動機(jī)停止時，電動機(jī)上的電氣自動控制裝置讓伺服電機(jī)32作瞬間反 向運(yùn)轉(zhuǎn)后停止，伺服電機(jī)32利用伺服電機(jī)傳動減速齒輪31、伺服電機(jī)傳動 減速齒輪30通過自動分離系統(tǒng)齒輪軸26和自動分離系統(tǒng)撥叉連板27、自動 分離系統(tǒng)撥叉28和凸輪頂桿推動盤17，使凸輪頂桿推動盤17轉(zhuǎn)動一定角度，讓端面凸輪9恢復(fù)最高點(diǎn)，電動機(jī)主軸齒輪7和半軸端面齒盤16回到分離位 置，以備再次啟動。當(dāng)端面凸輪9由低到高位時，由于端面凸輪9和內(nèi)齒固 定套15是利用銷釘連接在一起的，而凸輪固定板10是通過彈簧螺桿12連接 到端面凸輪9上的，所以在復(fù)位彈簧ll的作用下推動凸輪固定板IO，經(jīng)端 面凸輪9、內(nèi)齒固定套15而推動內(nèi)花鍵套14。由于半軸端面齒盤16與內(nèi)花 鍵套14采用螺桿連接；因此推動半軸端面齒盤16運(yùn)動，而與電動機(jī)主軸齒 輪7分離。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備使用的三相交流異步電動機(jī)或三相 交流同步電動機(jī)，尤其是油田采油設(shè)備，可以降低電力負(fù)荷，節(jié)約能源，取 得較高的經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求
1. 一種自動減速啟動電動機(jī)，其特征在于所述自動減速啟動電動機(jī)設(shè)有電動機(jī)和自動減速啟動裝置，所述自動減速啟動裝置設(shè)有齒輪減速裝置、伺服電機(jī)(32)、伺服電機(jī)齒輪減速傳動裝置和伺服電機(jī)電氣自動控制裝置；所述自動減速啟動裝置與電動機(jī)連接，所述伺服電機(jī)(32)與自動減速啟動裝置連接，齒輪減速裝置設(shè)于自動減速啟動裝置內(nèi)，并與伺服電機(jī)齒輪減速傳動裝置連接，伺服電機(jī)電氣自動控制裝置與伺服電機(jī)(32)電連接，伺服電機(jī)齒輪減速傳動裝置與伺服電機(jī)(32)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動減速啟動電動機(jī)，其特征在于-所述齒輪減速裝置，設(shè)有自動減速啟動裝置半軸(3)、電動機(jī)主軸(4)、電動機(jī)主軸齒輪(7)、半軸端面齒盤(16)、減速齒輪(21)、減速內(nèi)齒(19)、 連接螺桿(22)、內(nèi)齒固定套(15)、內(nèi)花鍵套(14)和花鍵套壓蓋(13); 其中電動機(jī)主軸齒輪(7)與電動機(jī)主軸(4)連接并固定在電動機(jī)主軸 (4)上；自動減速啟動裝置半軸(3)與半軸端面齒盤(16)連接；半軸端 面齒盤(16)與內(nèi)花鍵套(14)連接；花鍵套壓蓋(13)、內(nèi)花鍵套(14)用 連接螺桿(22)與內(nèi)齒固定套(15)連接；減速內(nèi)齒(19)與內(nèi)齒固定套(15) 連接固定，并與減速齒輪(21)齒合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動減速啟動電動機(jī)，其特征在于 所述伺服電機(jī)齒輪減速傳動裝置中，設(shè)有凸輪頂桿(8)、凸輪頂桿推動盤(17)、凸輪頂桿鋼球(23)、自動分離系統(tǒng)齒輪軸(26)、自動分離系統(tǒng)撥 叉連板(27)、自動分離系統(tǒng)撥叉(28)、自動分離系統(tǒng)齒輪軸座(29)、伺服 電機(jī)傳動減速齒輪(30)、伺服電機(jī)傳動減速齒輪(31)和伺服電機(jī)(32);其中，伺服電機(jī)(32)固定在自動減速啟動裝置外殼(1)上；伺服電機(jī) 傳動減速齒輪(31)與伺服電機(jī)(32)連接，伺服電機(jī)傳動減速齒輪(30) 與伺服電機(jī)傳動減速齒輪(31)連接；伺服電機(jī)傳動減速齒輪(30)與自動 分離系統(tǒng)齒輪軸(26)連接；自動分離系統(tǒng)齒輪軸(26)，連接自動分離系統(tǒng) 撥叉連板(27)和伺服電機(jī)傳動減速齒輪(30);自動分離系統(tǒng)齒輪軸座(29) 支撐固定自動分離系統(tǒng)齒輪軸(26)，與自動減速啟動裝置端面法蘭(2)連 接；自動分離系統(tǒng)撥叉連板(27)固定在自動減速啟動裝置端面法蘭(2)上， 連接固定自動分離系統(tǒng)撥叉(28);自動分離系統(tǒng)撥叉(28)與自動分離系統(tǒng) 撥叉連板(27)連接固定，同時自動分離系統(tǒng)撥叉(28)固定在凸輪頂桿推 動盤(17)上；凸輪頂桿(8)固定在凸輪頂桿推動盤(17)上；凸輪頂桿鋼球(23)與凸輪頂桿(8)固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動減速啟動電動機(jī)，其特征在于 所述伺服電機(jī)齒輪減速傳動裝置還設(shè)有同步棘輪輔助齒合裝置，該裝置設(shè)有同步棘輪(5)、同步棘輪(6)、凸輪頂桿推動盤(17)、減速齒輪組外殼 (20)和復(fù)位彈簧(11);其中，同步棘輪(5)固定在凸輪頂桿推動盤(17)上；同步棘輪(6)固定在減速齒輪組外殼(20)上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自動減速啟動電動機(jī)，所述自動減速啟動電動機(jī)設(shè)有電動機(jī)和自動減速啟動裝置，所述自動減速啟動裝置設(shè)有齒輪減速裝置、伺服電機(jī)、伺服電機(jī)齒輪減速傳動裝置和伺服電機(jī)電氣自動控制裝置；所述自動減速啟動裝置與電動機(jī)連接，所述伺服電機(jī)與自動減速啟動裝置連接，齒輪減速裝置設(shè)于自動減速啟動裝置內(nèi)，并與伺服電機(jī)齒輪減速傳動裝置連接，伺服電機(jī)電氣自動控制裝置與伺服電機(jī)電連接，伺服電機(jī)齒輪減速傳動裝置與伺服電機(jī)連接。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備使用的電動機(jī)，尤其是油田采油設(shè)備中，可以降低電力負(fù)荷，節(jié)約能源，取得較高的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號H02P1/00GK101272074SQ20081009787
公開日2008年9月24日 申請日期2008年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月20日
發(fā)明者李君延 申請人:李君延