專利名稱：自動減速啟動電動機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電動機，尤其是一種自動減速啟動電動機。
背景技術：
目前，現有電動機啟動時需要的功率較大，而其啟動力矩基本上是由電 動機的功率決定的，要想增加啟動力矩就必須增加電機的功率，大量機械設 備(包括油田的抽油機)為了將設備啟動起來，不得不配備比正常工作負載 大一倍以上的電動機，可是當正常運行時只需要啟動時的50%左右的力矩即 可正常運行，這就造成這些設備的電機工作效率很低，這不但造成很大的電 能浪費，也給電網增加很大的負擔。發(fā)明內容本發(fā)明所要解決的技術問題是大量機械設備(包括油田的抽油機)為了 將設備啟動起來，不得不配備比正常工作負載大一倍以上的電動機，而造成電 機工作效率低下的問題，從而提供一種自動減速啟動電動機，以使大量機械 設備可以以與正常運行時所需功率相等的電動機，來完成啟動工作，達到節(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，所述自動減 速啟動電動機設有電動機和自動減速啟動裝置，所述自動減速啟動裝置設有 齒輪減速裝置、伺服電機、伺服電機齒輪減速傳動裝置和伺服電機電氣自動 控制裝置；所述自動減速啟動裝置與電動機連接，所述伺服電機與自動減速 啟動裝置連接，齒輪減速裝置設于自動減速啟動裝置內，并與伺服電機齒輪 減速傳動裝置連接，伺服電機電氣自動控制裝置與伺服電機電連接，伺服電 機齒輪減速傳動裝置與伺服電機連接。本發(fā)明進一步的優(yōu)選方案為所述齒輪減速裝置，設有自動減速啟動裝置半軸、電動機主軸、電動機 主軸齒輪、半軸端面齒盤、減速齒輪、減速內齒、連接螺桿、內齒固定套、 內花鍵套和花鍵套壓蓋；其中電動機主軸齒輪與電動機主軸連接并固定在電動機主軸上；自動減 速啟動裝置半軸與半軸端面齒盤連接；半軸端面齒盤與內花鍵套連接；花鍵套壓蓋、內花鍵套用連接螺桿與內齒固定套連接；減速內齒與內齒固定套連 接固定，并與減速齒輪齒合；電動機啟動時，自動減速啟動裝置半軸與電動 機主軸分離，電動機啟動完成后，自動減速啟動裝置半軸與電動機主軸利用 電動機主軸齒輪和半軸端面齒盤連接為同軸直接傳動。所述伺服電機齒輪減速傳動裝置中，設有凸輪頂桿、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、伺服電機傳動減速齒輪、伺服電機傳動減 速齒輪和伺服電機；其中，伺服電機固定在自動減速啟動裝置外殼上；伺服電機傳動減速齒 輪與伺服電機連接，伺服電機傳動減速齒輪與伺服電機傳動減速齒輪連接； 伺服電機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)明再進一步的優(yōu)選方案為所述伺服電機齒輪減速傳動裝置還設有同步棘輪輔助齒合裝置，該裝置 設有同步棘輪、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時，當電動機啟動時，通過半軸端面齒盤 與電動機主軸齒輪齒合，從而達到電動機的低轉速大扭矩啟動。在電動機啟動 起來以后，自動減速啟動裝置半軸和電動機主軸同軸連動同步運行，電動機恢 復正常運轉。本發(fā)明的應用將會使大部分用電動機拖動的機械設備所配用的 電機功率下降50%以上，從而達到節(jié)能效果。例如，例如油田的抽油機，原 來配備45-55KW的電動機，現在只需要配備本發(fā)明的22KW大扭矩節(jié)能電動機 即可正常運行，同時變壓器容量也由原來的100KVA下降到50KVA。
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。圖1是本發(fā)明的自動減速啟動裝置結構示意圖。 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是同步棘輪結構示意圖。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.電動機主軸，5.同步棘輪，6.同步棘輪，7.電動機主 軸齒輪，8.凸輪頂桿，9.端面凸輪，IO.凸輪固定板，ll.復位彈簧，12.彈簧 螺桿，13.花鍵套壓蓋，14.內花鍵套，15.內齒固定套，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.伺服電機傳動減速齒輪，31.伺服電 機傳動減速齒輪，32.伺服電機。
具體實施方式
如圖l所示，所述自動減速啟動電動機設有一個電動機和一個自動減速 啟動裝置，所述自動減速啟動裝置設有齒輪減速裝置、伺服電機32、伺服電 機的齒輪減速傳動裝置和伺服電機的電氣自動控制裝置；自動減速啟動裝置 端面法蘭2與電動機端蓋法蘭25采用螺栓連接，將自動減速啟動裝置和電動 機連接固定成一體；所述伺服電機32固定在自動減速啟動裝置的外殼表面， 齒輪減速裝置設于自動減速啟動裝置內，并通過自動減速裝置端面法蘭2與 伺服電機的齒輪減速傳動裝置連接，伺服電機的電氣自動控制裝置與伺服電 機32以電氣方式連接，伺服電機齒輪減速傳動裝置與伺服電機32連接。伺 服電機的電氣自動控制裝置為本領域一般技術人員根據本領域的普通技術知 識即可設計出來，在此不做詳細說明。所述齒輪減速裝置，設有自動減速啟動裝置半軸3、電動機主軸4、電動 機主軸齒輪7、半軸端面齒盤16、減速齒輪21、減速內齒19、連接螺桿22、 內齒固定套15、內花鍵套14和花鍵套壓蓋13;其中電動機主軸齒輪7與電動機主軸4采用鍵連接方式固定在電動機主 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與內花鍵套14采用螺桿連接；花鍵套壓蓋13、內花 鍵套14利用連接螺桿22與內齒固定套15連接；減速內齒19與內齒固定套15采用過贏配合加螺栓、銷釘連接固定，與減速齒輪21齒合；電動機啟動時，自動減速啟動裝置半軸3與電動機主軸4分離，電動機啟動完成后，自 動減速啟動裝置半軸3與電動機主軸4利用電動機主軸齒輪7和半軸端面齒 盤16連接為同軸直接傳動。如圖2所示，所述伺服電機齒輪減速傳動裝置中，設有凸輪頂桿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 機傳動減速齒輪30、伺服電機傳動減速齒輪31和伺服電機32;其中，伺服電機32固定在自動減速啟動裝置外殼1夕卜；伺服電機傳動減 速齒輪31與伺服電機32采用鍵連接，伺服電機傳動減速齒輪30與伺服電機 傳動減速齒輪31齒合連接；伺服電機傳動減速齒輪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，是工作電壓為380伏或1140伏的三相交流異 步電動機或三相交流同步電動機。上述伺服電機32固定在自動減速啟動裝置 外殼1外面，該伺服電機32為普通三相異步電動機(380V/250W)。上述自動 減速啟動裝置是電動機的延伸，不是電動機的內在部分，是通過電動機端蓋 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。在電動機啟動時，當自動減速啟動裝置的端面凸輪9處在高點位置，這 時自動減速啟動裝置的電動機主軸齒輪7與半軸端面齒盤16處在分離位置， 電動機主軸4通過安裝在主軸上的電動機主軸齒輪7齒合帶動減速齒輪21， 帶動減速內齒19，減速內齒19與內齒固定套15過贏配合后，再與內花鍵套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，這樣減速內齒19就通過內齒固定 套15、內花鍵套14、半軸端面齒盤16帶動自動減速啟動裝置半軸3工作， 從而達到電動機的低轉速大扭矩啟動。在電動機啟動起來以后，利用電機上的電氣自動控制裝置讓電動機上的 伺服電機32作瞬間正向運轉后停止，伺服電機32通過伺服電機傳動減速齒 輪30，伺服電機傳動減速齒輪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32做瞬間轉動時，就通過伺 服電機傳動減速齒輪31、伺服電機傳動減速齒輪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又與內齒固定套15、內 花鍵套14、花鍵套壓蓋13、半軸端面齒盤16連接在一起，這樣就推動內花 鍵套14做軸向運動，使半軸端面齒盤16與電動機主軸齒輪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，因此當凸輪頂桿推動盤17轉 動時，利用同步棘輪5沿縱向孔滑動，帶動同步棘輪6轉動一定角度，而同 步棘輪6是固定在減速齒輪組外殼20上，這樣就通過減速機構帶動電動機主 軸齒輪7轉動一定角度，使半軸端面齒盤16在復位彈簧11的作用下，與電 動機主軸齒輪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，對減速齒輪組外殼 20和電動機主軸齒輪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；電動機主軸齒輪7通過齒合關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，電動機主軸齒輪7 與電動機主軸4采用鍵連接方式固定在電動機主軸4上。這時電動機主軸4 和自動減速啟動裝置半軸3同軸連動同步運行，電動機恢復正常運轉。當電動機停止時，電動機上的電氣自動控制裝置讓伺服電機32作瞬間反 向運轉后停止，伺服電機32利用伺服電機傳動減速齒輪31、伺服電機傳動 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轉動一定角度，讓端面凸輪9恢復最高點，電動機主軸齒輪7和半軸端面齒盤16回到分離位 置，以備再次啟動。當端面凸輪9由低到高位時，由于端面凸輪9和內齒固 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，所以在復位彈簧ll的作用下推動凸輪固定板IO，經端 面凸輪9、內齒固定套15而推動內花鍵套14。由于半軸端面齒盤16與內花 鍵套14采用螺桿連接；因此推動半軸端面齒盤16運動，而與電動機主軸齒 輪7分離。本發(fā)明可以廣泛應用于各種機械設備使用的三相交流異步電動機或三相 交流同步電動機，尤其是油田采油設備，可以降低電力負荷，節(jié)約能源，取 得較高的經濟效益。
權利要求
1. 一種自動減速啟動電動機，其特征在于所述自動減速啟動電動機設有電動機和自動減速啟動裝置，所述自動減速啟動裝置設有齒輪減速裝置、伺服電機(32)、伺服電機齒輪減速傳動裝置和伺服電機電氣自動控制裝置；所述自動減速啟動裝置與電動機連接，所述伺服電機(32)與自動減速啟動裝置連接，齒輪減速裝置設于自動減速啟動裝置內，并與伺服電機齒輪減速傳動裝置連接，伺服電機電氣自動控制裝置與伺服電機(32)電連接，伺服電機齒輪減速傳動裝置與伺服電機(32)連接。
2. 根據權利要求1所述的自動減速啟動電動機，其特征在于-所述齒輪減速裝置，設有自動減速啟動裝置半軸(3)、電動機主軸(4)、電動機主軸齒輪(7)、半軸端面齒盤(16)、減速齒輪(21)、減速內齒(19)、 連接螺桿(22)、內齒固定套(15)、內花鍵套(14)和花鍵套壓蓋(13); 其中電動機主軸齒輪(7)與電動機主軸(4)連接并固定在電動機主軸 (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)與內花鍵套(14)連接；花鍵套壓蓋(13)、內花鍵套(14)用 連接螺桿(22)與內齒固定套(15)連接；減速內齒(19)與內齒固定套(15) 連接固定，并與減速齒輪(21)齒合。
3. 根據權利要求1所述的自動減速啟動電動機，其特征在于 所述伺服電機齒輪減速傳動裝置中，設有凸輪頂桿(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 電機傳動減速齒輪(30)、伺服電機傳動減速齒輪(31)和伺服電機(32);其中，伺服電機(32)固定在自動減速啟動裝置外殼(1)上；伺服電機 傳動減速齒輪(31)與伺服電機(32)連接，伺服電機傳動減速齒輪(30) 與伺服電機傳動減速齒輪(31)連接；伺服電機傳動減速齒輪(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.根據權利要求3所述的自動減速啟動電動機，其特征在于 所述伺服電機齒輪減速傳動裝置還設有同步棘輪輔助齒合裝置，該裝置設有同步棘輪(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，所述自動減速啟動電動機設有電動機和自動減速啟動裝置，所述自動減速啟動裝置設有齒輪減速裝置、伺服電機、伺服電機齒輪減速傳動裝置和伺服電機電氣自動控制裝置；所述自動減速啟動裝置與電動機連接，所述伺服電機與自動減速啟動裝置連接，齒輪減速裝置設于自動減速啟動裝置內，并與伺服電機齒輪減速傳動裝置連接，伺服電機電氣自動控制裝置與伺服電機電連接，伺服電機齒輪減速傳動裝置與伺服電機連接。本發(fā)明可以廣泛應用于各種機械設備使用的電動機，尤其是油田采油設備中，可以降低電力負荷，節(jié)約能源，取得較高的經濟效益。
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)先權日2008年5月20日
發(fā)明者李君延 申請人:李君延