脹套聯(lián)接在抽油機(jī)減速箱維修中的應(yīng)用

李文強(qiáng)

摘 要：目前我國(guó)多數(shù)油田采用的是抽油機(jī)減速箱，軸與齒輪的聯(lián)接采用過盈聯(lián)接方式，一旦齒輪發(fā)生故障，不僅難以確保裝配質(zhì)量，還會(huì)增加維修成本。為解決這一困難，本文就脹套聯(lián)接在抽油機(jī)減速箱維修中的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析。

關(guān)鍵詞：脹套聯(lián)接；抽油機(jī)減速箱；維修

引言

目前我國(guó)油田中采用的抽油機(jī)是過盈聯(lián)接，由于現(xiàn)場(chǎng)裝配條件的限制，導(dǎo)致齒輪損壞后不能及時(shí)修復(fù)，必須同時(shí)更換齒輪和軸，大大增加了維修成本，十分不利于石油企業(yè)健康發(fā)展。為了更好的解決抽油機(jī)減速箱運(yùn)行和維修的問題，可以采用先進(jìn)的脹套聯(lián)接方式，這是一種軸與軸上零件的新聯(lián)接方式，不但有利于增強(qiáng)軸和輪轂的強(qiáng)度，還能減少不必要的工序和設(shè)備投資，打破傳統(tǒng)軸或者輪結(jié)構(gòu)的弊端，重新建立輪與軸的聯(lián)接，從而及時(shí)解決設(shè)備維修問題，以促進(jìn)抽油機(jī)安全、穩(wěn)定地運(yùn)行。

1.脹套聯(lián)接的基本原理

在石油生產(chǎn)過程中，所使用的抽油機(jī)減速箱內(nèi)軸與齒輪的聯(lián)接往往是采用鍵與過盈結(jié)合的聯(lián)接方式。針對(duì)軸較長(zhǎng)、傳遞的扭矩較大的聯(lián)接，采用鍵聯(lián)接無疑會(huì)增加鍵的數(shù)量，這給加工和裝配工序帶來了一定的困難。尤其是裝配過程中，多鍵聯(lián)接對(duì)中的問題，十分不利于確保聯(lián)接的精度和準(zhǔn)確性。那么采用過盈聯(lián)接，在維修過程中，不需要拆聯(lián)接，如果軸和齒輪拆卸后就會(huì)導(dǎo)致聯(lián)接失效，失去維修的意義，若再重新加工，軸和軸上零件的尺寸也難以達(dá)到設(shè)計(jì)和質(zhì)量的要求。另外一方面，油田抽油機(jī)減速箱出現(xiàn)故障，一般是大齒輪損壞，需要將軸和齒輪全部更換，大大增加了油田的經(jīng)濟(jì)壓力。因此采用脹套聯(lián)接方式，保持原軸，重新加工齒輪，進(jìn)一步優(yōu)化了維修工藝，有利于降低維修成本，對(duì)石油企業(yè)的發(fā)展十分有利。脹套聯(lián)接的基本原理是：脹套聯(lián)接主要是通過成對(duì)布置軸和輪轂錐面貼合的內(nèi)、外彈性圈構(gòu)成的聯(lián)接。如圖1所示是ZI型脹套的一種基本型式，主要由內(nèi)環(huán)2和內(nèi)外1構(gòu)成；圖2是ZI型脹套在輪轂上夾緊的情況。根據(jù)圖1和圖2可以分析出，通過預(yù)緊螺栓1，將聯(lián)接套2向被聯(lián)接件方向移動(dòng)，通過軸套3和楔形塊4上產(chǎn)生相對(duì)位移，此時(shí)楔形塊4、被聯(lián)接件5以及軸6之間就會(huì)產(chǎn)生一定大的摩擦力，從而實(shí)現(xiàn)零件5與零件6之間的動(dòng)力傳遞。

因此脹套聯(lián)接主要是依靠?jī)?nèi)環(huán)和軸、外環(huán)和輪轂間壓力所產(chǎn)生的摩擦力來傳遞扭矩的。在設(shè)計(jì)脹套聯(lián)接時(shí)，需要計(jì)算出傳遞載荷所需要的摩擦力，同時(shí)計(jì)算機(jī)出產(chǎn)生該摩擦力所需要的正壓力，按照脹套的結(jié)構(gòu)，校對(duì)預(yù)緊螺栓的尺寸和聯(lián)接件與被聯(lián)接件的強(qiáng)度。那么脹套聯(lián)接往往需要滿足以下條件：

（1）脹套聯(lián)接傳遞的額定軸向力必須比需要傳遞的軸向力要大。

（2）脹套傳遞的額定扭矩必須比需要傳遞的扭矩要大。

（3）脹套和軸之間的正壓力必須大于兩者所承受的徑向力與脹套內(nèi)徑和脹套內(nèi)環(huán)寬度乘積之比。

（4）楔形塊的楔形角應(yīng)大于2倍摩擦角，從而確保螺栓卸開后，楔形塊能自由退出。

（5）傳遞聯(lián)合作用的扭矩和軸向力過程中，所需要的摩擦力必須嚴(yán)格按照合力進(jìn)行組合分析。

2.抽油機(jī)減速箱維修工藝流程

①修前檢查。在維修抽油機(jī)減速箱之前，需要深入分析和掌握設(shè)備的制造廠家、型號(hào)等，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行必要的檢查，其中包括皮帶輪輪輻、輪槽有無裂紋；殼體有無裂紋、損壞；減速箱附件是否齊全；剎車裝置性能是否良好；齒輪有無斷齒及金屬剝落現(xiàn)象等。一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在問題，必須及時(shí)修復(fù)或者更換。②拔曲柄。將曲柄螺栓卸掉后，打上墊鐵，用拉拔機(jī)拔下曲柄，并對(duì)曲柄鍵和聯(lián)接螺栓等零件的位置進(jìn)行規(guī)范。同時(shí)仔細(xì)檢查卸下曲柄，檢查是否有裂痕、鍵槽損壞等情況。③開箱。在開箱之前需要再一次檢查箱體，拆下各配件置于工具臺(tái)上，并擺放整齊。開箱后需要查看齒輪損壞情況，軸承是否有裂痕，間隙是否超過極限等。④檢修。對(duì)減速箱各個(gè)零部件仔細(xì)檢查，及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，若不能修補(bǔ)應(yīng)予以更換。具體檢查項(xiàng)目包括輸出軸齒圈、軸承以及軸等。同時(shí)進(jìn)行齒輪軸承的組裝，齒輪和軸承在190℃的溫度下，齒輪保溫不小于4h，軸承保溫時(shí)間應(yīng)在1h以上；然后吊出加熱好的齒輪和軸承，分別裝入輸入軸、中間軸以及輸出軸等。最后清潔箱體內(nèi)部，確保整個(gè)回油槽的疏通。⑤完成檢修后，進(jìn)行合箱、裝曲柄等，確保整個(gè)設(shè)備正常運(yùn)行。

3.總結(jié)

綜上所述，脹套聯(lián)接是一種軸和軸上零件的新聯(lián)接方式，通過脹套聯(lián)接原理的分析，將其應(yīng)用于油田抽油機(jī)減速箱維修工作中，對(duì)減速箱被動(dòng)軸齒輪、軸進(jìn)行修復(fù)和改造，從而確保抽油機(jī)正常運(yùn)行。在維修減速箱中，可以重復(fù)利用軸，有利于降低維修費(fèi)用，且修復(fù)后的減速箱安裝、拆卸十分方便，大大延長(zhǎng)了抽油機(jī)的使用壽命，從而為油田創(chuàng)造出更多的利益，促進(jìn)我國(guó)石油行業(yè)健康、持續(xù)發(fā)展。

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