阅读说明：本技术 一种往复泵两端小斜齿轮的同步性结构 (Synchronism structure of bevel pinions at two ends of reciprocating pump ) 是由 黄秀芳 于 2021-11-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种往复泵两端小斜齿轮的同步性结构,涉及石油工程设备领域,具体包括电机轴、左旋小斜齿轮、右旋小斜齿轮、M4内六角螺钉、定位平键、平键侧面、电机轴键槽侧面、斜齿轮内孔键槽侧面、导向圆弧9,目前一种新型往复泵在电机轴支撑轴承外两端面直接安装小斜齿轮,出现了外伸梁的小斜齿轮寿命短,设计了一种往复泵延长小斜齿轮寿命的结构,这种结构的小斜齿轮不能安装在电机轴最端部,电机轴两端各伸长100mm以上,用现有专利《一种齿轮轴两端斜齿轮的对中装置及其制造、装配方法》不能满足改进后结构两端小斜齿轮的同步性,通过本方案可以很好解决一种往复泵两端小斜齿轮的同步性,而且制造的方法更容易,加工精度更容易保证。(The invention discloses a synchronism structure of bevel pinion gears at two ends of a reciprocating pump, which relates to the field of petroleum engineering equipment and particularly comprises a motor shaft, a left-handed bevel pinion gear, a right-handed bevel pinion gear, an M4 internal hexagonal screw, a positioning flat key, a flat key side, a motor shaft key slot side, a bevel gear inner hole key slot side and a guide arc 9. the bevel pinion gears are directly arranged on two end faces outside a motor shaft support bearing of the prior reciprocating pump, the service life of the bevel pinion gears with an extending beam is short, a structure for prolonging the service life of the bevel pinion gears of the reciprocating pump is designed, the bevel pinion gears of the structure can not be arranged at the most end part of the motor shaft, the two ends of the motor shaft respectively extend by more than 100mm, the synchronism of the bevel pinion gears at two ends of the improved structure can not be satisfied by using the existing patent centering device of the bevel gears at two ends of the gear shaft and a manufacturing and assembling method thereof, and the synchronism of the bevel pinion gears at two ends of the reciprocating pump can be well solved by the scheme, and the manufacturing method is easier, and the processing precision is easier to guarantee.)

一种往复泵两端小斜齿轮的同步性结构

技术领域

本发明涉及石油工程设备领域，具体涉及一种往复泵两端小斜齿轮的同步性结构。

背景技术

现在石油工程设备领域出现了两种结构非常相似的往复泵，即钻井泵和压裂泵。最大的相似点是取消了原来主电机到曲轴的皮带传动和齿轮传动这二级传动中的皮带传动这一级，在电机轴支撑轴承外两端直接安装小斜齿轮，驱动曲轴上的大齿轮。这种改进的有用功能是：将原来的传动链大大地缩短，使这两种往复泵的泵组体积减小很多，重量也减轻了，还减少了皮带传动的功率消耗。但这种改进也有有害功能：原来二级传动虽然体积大重量重，但是没有出现皮带、皮带轮和齿轮副寿命短的情况。原来两级传动中的齿轮传动，齿轮是放在两个轴承的中间，齿轮受力结构是属于简支梁结构，取消皮带轮传动后的齿轮安装位置是齿轮放在两轴承的外侧，使原来的简支梁结构变成了外伸梁结构。外伸梁的小斜齿轮受力后容易造成电机轴弯曲，会严重影响齿轮副的啮合长度，因此出现了大量的齿轮副损坏的情况。为了延长齿轮副的寿命，采取了很多措施：齿轮的轴加粗 ；把齿轮的材质提高很多；对齿轮的齿形进行修正，把齿轮预先按照受到最大力变形情况制造（受力没有达大预先设计最大值的时候接触不好）；采用这些措施，不仅仅成本大大增加，比原来成本增加2倍以上，而且齿轮损坏的情况还时有发生，没有杜绝。因此设计了一种往复泵延长小斜齿轮寿命的结构，这种结构小斜齿轮不能安装在电机轴的端部，小斜齿轮端面与电机轴端面的距离至少100mm以上，设计这种结构用2012年3月30日申请的专利《一种齿轮轴两端斜齿轮的对中装置及其制造、装配方法》便不能满足改进后的结构，理由是：

1、《一种齿轮轴两端斜齿轮的对中装置及其制造、装配方法》结构是小斜齿轮是安装在电机轴的端部，对中装置是采用在电机轴的两端面分别设置有定位孔，左右斜齿轮端面上也设置有定位孔，定位板上也设置有定位孔，在装配时，两端分别满足电机轴端面、小斜齿轮端面、定位板端面三个平面之间的距离控制在0～8mm以内，现在新的结构电机轴端面和小斜齿轮端面的距离已经是100mm以上，因此用原来专利技术无法满足同步性要求。

2、《一种齿轮轴两端斜齿轮的对中装置及其制造、装配方法》专利需要加工电机轴两端的定位孔对数控的设备要求高，因为电机轴很长，有些长度达到2500mm以上，采用在数控设备上加工有两种方法，方法一是安装电机轴的工作台不旋转，用数控设备的附件铣头旋转180度分别两边加工孔，要选择的数控设备规格要大，工作台必须很长；方法二，是安装电机轴的工作台要旋转，这就要求工作台旋转精度高；这两种加工方法加工的精度影响因素多，如果要很好的保证精度，对设备要求非常高，精度越高的设备，费用更高，增加了制造成本。

因此设计新的一种往复泵两端小斜齿轮的同步性结构便成了亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种往复泵两端小斜齿轮的同步性结构。

本发明的技术方案如下：

本发明实施以2200hp以上的往复泵为例说明。

在电机轴两端安装左旋小斜齿轮、右旋小斜齿轮的圆锥面大端面处各加工一个小键槽，小键槽的长度为25mm，宽度为12mm，深度为4.3～4.5mm，对电机轴的强度影响非常小，电机轴两端的小键槽的对称面在电机轴同一侧面的同一截面内，该截面包含电机轴的轴线，电机轴键槽侧面的宽度公差控在7级精度，表面粗糙度为Ra1.6μm，在键槽的底面中心加工M4的小螺孔，螺孔深度为7mm，在电机轴装配好左旋小斜齿轮、右旋小斜齿轮后，要求定位平键长度一半在左旋小斜齿轮、右旋小斜齿轮锥孔大端的外边。

在左旋小斜齿轮、右旋小斜齿轮锥孔大端面的内孔分别加工一个小键槽，小键槽长度为16mm，宽度为12mm,深度为4mm（不包括圆弧深度），左旋小斜齿轮、右旋小斜齿轮小键槽的对称面与左旋小斜齿轮、右旋小斜齿轮锥孔对称面重合，左旋小斜齿轮、右旋小斜齿轮端面齿宽的中线要在此截面内，斜齿轮内孔键槽侧面的宽度公差为7级精度，表面粗糙度为Ra1.6μm。

定位平键的长度为25mm，宽度为12mm，高度为8mm，在定位平键上加工安装M4内六角螺钉的沉头孔，安装M4内六角螺钉时，满足M4内六角螺钉头部与定位平键上平面平齐，定位平键的两平键侧面的宽度公差为6级精度，表面粗糙度为Ra0.8μm,定位平键的长度方向与电机轴的长度方向成间隙配合，定位平键长度方向两端成导向圆弧形状，便于安装左旋小斜齿轮、右旋小斜齿轮导向。

定位平键的两平键侧面与两个电机轴键槽侧面的配合形式为R7/h6的轻型过盈连接，因为不依靠定位平键过盈量传递摩擦负荷，定位平键只是在安装左旋小斜齿轮、右旋小斜齿轮起到一个定位的作用，在使用中不担负传递扭矩的作用，传递左旋小斜齿轮、右旋小斜齿轮扭矩是靠左旋小斜齿轮、右旋小斜齿轮内锥面与电机轴外圆锥面过盈配合，左旋小斜齿轮和右旋小斜齿轮所受到的电机轴轴向方向的分力是互相抵消的，定位平键的两平键侧面与斜齿轮内孔键槽侧面的配合形式为JS7/h6的过渡配合连接，对中精度高，采用这样的配合，能保证左旋小斜齿轮、右旋小斜齿轮安装在电机轴两端后，左旋小斜齿轮、右旋小斜齿轮端面齿宽的中线均在相同的截面内，即保证了两端小斜齿轮的同步性。

电机轴1长度为2500mm，在机床上一次安装便可以同时加工两个小键槽，加工精度很容易保证。

附图说明

图1-一种往复泵两端小斜齿轮的同步性结构断开视图；

图2-图1的A-A剖视图；

图3-图2的B-B剖视图；

图4-图3的C局部放大图；

图5-图2的D-D剖视图；

图6-图5的E局部放大图。

附图标记如下

1-电机轴、2-左旋小斜齿轮、3-右旋小斜齿轮、4-M4内六角螺钉、5-定位平键、6-平键侧面、7-电机轴键槽侧面、8-斜齿轮内孔键槽侧面、9-导向圆弧。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。

本发明的实施方式不限于以下实施例，在不脱离本发明宗旨的前提下做出的各种变化均属于本发明的保护范围之内。

本发明实施以2200hp以上的往复泵为例说明。

请参阅图1～图6，本实施例一种往复泵两端小斜齿轮的同步性结构,包括电机轴1，左旋小斜齿轮2，右旋小斜齿轮3，M4内六角螺钉4，定位平键5，平键侧面6，电机轴键槽侧面7，斜齿轮内孔键槽侧面8，导向圆弧9。

请参阅图1、图2，在电机轴1两端安装左旋小斜齿轮2、右旋小斜齿轮3的圆锥面大端面处各加工一个小键槽，小键槽的长度为25mm，宽度为12mm，深度为4.3～4.5mm，对电机轴的强度影响非常小，电机轴1两端的小键槽的对称面在电机轴1同一侧面的同一截面内，该截面包含电机轴1的轴线，电机轴键槽侧面7的宽度公差控在7级精度，表面粗糙度为Ra1.6μm，在键槽的底面中心加工M4的小螺孔，螺孔深度为7mm，在电机轴1装配好左旋小斜齿轮2、右旋小斜齿轮3后，要求定位平键5长度一半在左旋小斜齿轮2、右旋小斜齿轮3锥孔大端的外边。

请参阅图2、图3、图4，在左旋小斜齿轮2、右旋小斜齿轮3锥孔大端面的内孔分别加工一个小键槽，小键槽长度为16mm，宽度为12mm,深度为4mm（不包括圆弧深度），左旋小斜齿轮2、右旋小斜齿轮3小键槽的对称面与左旋小斜齿轮2、右旋小斜齿轮3锥孔对称面重合，左旋小斜齿轮2、右旋小斜齿轮3端面齿宽的中线要在此截面内，斜齿轮内孔键槽侧面8的宽度公差为7级精度，表面粗糙度为Ra1.6μm。

请参阅图2、图3、图4、图6，定位平键5的长度为25mm，宽度为12mm，高度为8mm，在定位平键5上加工安装M4内六角螺钉4的沉头孔，安装M4内六角螺钉4时，满足M4内六角螺钉4头部与定位平键5上平面平齐，定位平键5的两平键侧面6的宽度公差为6级精度，表面粗糙度为Ra0.8μm,定位平键5的长度方向与电机轴1的长度方向成间隙配合，定位平键5长度方向两端成导向圆弧9形状，便于安装左旋小斜齿轮2、右旋小斜齿轮3导向。

请参阅图4，定位平键5的两平键侧面6与两个电机轴键槽侧面7的配合形式为R7/h6的轻型过盈连接，因为不依靠定位平键5过盈量传递摩擦负荷，定位平键5只是在安装左旋小斜齿轮2、右旋小斜齿轮3起到一个定位的作用，在使用中不担负传递扭矩的作用，传递左旋小斜齿轮2、右旋小斜齿轮3扭矩是靠左旋小斜齿轮2、右旋小斜齿轮3内锥面与电机轴1外圆锥面过盈配合，左旋小斜齿轮2和右旋小斜齿轮3所受到的电机轴1轴向方向的分力是互相抵消的，定位平键5的两平键侧面6与斜齿轮内孔键槽侧面8的配合形式为JS7/h6的过渡配合连接，对中精度高，采用这样的配合，能保证左旋小斜齿轮2、右旋小斜齿轮3安装在电机轴1两端后，左旋小斜齿轮2、右旋小斜齿轮3端面齿宽的中线均在相同的截面内，即保证了两端小斜齿轮的同步性。

请参照图2，电机轴1长度为2500mm，在机床上一次安装便可以同时加工两个小键槽，加工精度很容易保证。

上面结合附图对本发明的实施做了详细描述，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内还可以做出各种变化，这些变化均属于本发明的保护，同样属于本发明的保护范围之内。