并車傳動(dòng)箱帶泵軸結(jié)構(gòu)技術(shù)改造探索

劉社榮

（西部鉆探工程公司玉門(mén)鉆井公司，甘肅 酒泉 735000）

1 并車傳動(dòng)箱帶泵軸存在的主要問(wèn)題

通過(guò)對(duì)帶泵軸離合器在現(xiàn)場(chǎng)或廠內(nèi)多次修理問(wèn)題的匯總分析，存在的主要問(wèn)題如下。

（1）氣胎離合器摩擦輪在正常作業(yè)中會(huì)出現(xiàn)不規(guī)則圓周運(yùn)動(dòng)。

（2）因軸承選型問(wèn)題，氣胎離合器軸承損壞頻繁，故障多且檢修難度大。

（3）軸承部位大量漏油。

（4）法蘭蓋螺栓易出現(xiàn)松動(dòng)和斷裂現(xiàn)象，導(dǎo)致摩擦輪出現(xiàn)偏磨和離合器分離不徹底。附泵軸總成如圖1。

2 原因分析

2.1 并車傳動(dòng)箱工作原理

并車傳動(dòng)箱由4 根動(dòng)力輸入軸和3 根動(dòng)力輸出軸組成，動(dòng)力由4 臺(tái)柴油機(jī)組經(jīng)液力偶合器傳入，在并車傳動(dòng)箱內(nèi)經(jīng)過(guò)并車,動(dòng)力分配傳到3 個(gè)動(dòng)力輸出端，分別帶動(dòng)2 臺(tái)

圖1 帶泵軸總成

F-1600 泵 及 絞 車。其動(dòng)力分配，由箱內(nèi)設(shè)在3#輸入傳動(dòng)軸和1#泵傳動(dòng)軸的齒套式離合器來(lái)完成，若離合器掛合，則工作機(jī)構(gòu)均可分配到功率，此為最常用的動(dòng)力分配方式。4 個(gè)輸入傳動(dòng)軸裝有LT700×135 的氣胎離合器，通過(guò)萬(wàn)向軸與液力偶合器相連，1#、2#泵傳動(dòng)軸的輸出端裝有2 套AVB800×250 的通風(fēng)型氣胎離合器，通過(guò)萬(wàn)向軸帶動(dòng)泵工作，控制2 臺(tái)泵的工作。

2.2 帶泵軸故障分析

（1）使用和管理原因。一是人員素質(zhì)較低，目前各井隊(duì)機(jī)房大量使用市場(chǎng)化用工，接觸機(jī)械設(shè)備時(shí)間較短，操作技能維持在會(huì)操作的初級(jí)階段。二是制度執(zhí)行力度不夠，應(yīng)把對(duì)制度的執(zhí)行納入考核范圍，獎(jiǎng)善罰惡，獎(jiǎng)罰分明，消除野蠻操作、執(zhí)行好設(shè)備操作規(guī)程。三是保養(yǎng)不完善，近幾年，由于鉆井提速，設(shè)備負(fù)荷增大，崗位人員由于技能、態(tài)度以及其他因素的影響，往往沒(méi)有落到實(shí)處，在保養(yǎng)問(wèn)題上就掛了空檔。四是修理技能低下，普遍的現(xiàn)象是在現(xiàn)場(chǎng)修理時(shí)，對(duì)拆卸方法掌握不夠，不能準(zhǔn)確的拆卸部件，多拆誤拆的現(xiàn)象十分突出，在清洗、測(cè)量、裝配時(shí)、螺栓扭矩大小都存在做的不好的現(xiàn)象。

（2）修理人員未對(duì)軸及軸承進(jìn)行受力分析的原因。在實(shí)際工作中，后勤保障部門(mén)的修理人員往往是接到報(bào)修電話后在廠內(nèi)進(jìn)行修理方案的確認(rèn)，經(jīng)常忽視對(duì)并車傳動(dòng)箱帶泵軸故障頻發(fā)的原因分析，更未對(duì)其進(jìn)行受力分析，所以沒(méi)有找見(jiàn)問(wèn)題的根本，對(duì)離合器未掛合之前、掛合中、完全掛合后的軸向、徑向受力狀態(tài)進(jìn)行分析。

2.3 軸承選型的原因

原設(shè)備帶泵離合器選用軸承為單列向心球軸承（GB/T276-1994）1000944，因其結(jié)構(gòu)為整體式結(jié)構(gòu)，所以故障后，無(wú)論現(xiàn)場(chǎng)還是廠內(nèi)檢修難度很大。

軸承故障原因：設(shè)備在使用中產(chǎn)生的振動(dòng)較大，又因?yàn)閱瘟邢蛐那蜉S承扶正性能欠缺，從而使離合器和摩擦輪在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生不規(guī)則圓周運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，造成軸承損壞加速；軸承長(zhǎng)期高負(fù)荷運(yùn)行，間隙變大，最終導(dǎo)致軸承失效。

2.4 漏油原因

通過(guò)多次對(duì)設(shè)備解體，漏油原因如下所析。

（1）潤(rùn)滑油噴淋管線采用2 根φ14mm 銅管線，回油孔直徑只有φ8mm。

（2）軸承蓋板上只有寬度d=20mm 回油槽一個(gè)部位，回油槽數(shù)量明顯不滿足實(shí)際使用。

（3）當(dāng)軸承高溫時(shí)造成（HG4-692-67）PG240×280×15油封失效。

2.5 摩擦輪出現(xiàn)偏磨和離合器分離不徹底原因

在廠內(nèi)通過(guò)解體發(fā)現(xiàn)，原設(shè)備采用M20×2 普通螺栓，當(dāng)處理工程事故或操作不當(dāng)就會(huì)發(fā)生螺栓松動(dòng)和斷裂。因采用的M20×2 螺栓易斷裂，根據(jù)出廠圖紙技術(shù)要求，摩擦輪和摩擦片之間的間隙只有3mm,且摩擦片沒(méi)有提供加工倒角的技術(shù)要求，因而分離時(shí)無(wú)法完全分離，同時(shí)會(huì)發(fā)生摩擦輪因自身重力而靠在摩擦片上產(chǎn)生偏磨。

3 結(jié)構(gòu)改進(jìn)

3.1 確定技術(shù)改造方案

本文只從修理技術(shù)角度闡述并車傳動(dòng)箱結(jié)構(gòu)技術(shù)改造，其余原因不做贅述。對(duì)帶泵軸結(jié)構(gòu)和軸承易損壞原因分析，解決方案為選用新型號(hào)軸承。對(duì)軸承蓋板進(jìn)行擴(kuò)孔、縮徑和加寬回油槽改造。對(duì)摩擦輪連接螺栓采用J8.8 級(jí)M24×1.5高強(qiáng)度螺栓。同時(shí)對(duì)摩擦片進(jìn)行倒角處理。

3.2 軸承選擇

查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》知無(wú)內(nèi)擋圈圓柱滾子軸承具有摩擦小、極限轉(zhuǎn)速高、扶正性能好、并且軸承內(nèi)圈可分離、便于拆裝、易于檢修等優(yōu)點(diǎn)。查《軸承手冊(cè)》知：1000944 單列向心球軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)為：d=220，D=300，B=38；NU2944 無(wú)內(nèi)圈圓柱滾子軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)為：d=220，D=300，B=48，該軸承額定載荷為374kN，極限轉(zhuǎn)速為1300r/min，完全滿足并車傳動(dòng)箱輸入轉(zhuǎn)速。

3.3 軸承定位和漏油處理方式

（1）軸承定位。選用的NU2944 軸承無(wú)內(nèi)檔圈，其寬度為48mm，原軸承寬度為38mm，把原定位套厚度由45mm 加工至25mm 對(duì)軸承內(nèi)軌進(jìn)行定位，同時(shí)為避免軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)軸向竄動(dòng)，加工10mm 外頂套對(duì)軸承外軌進(jìn)行雙面定位。

（2）軸承蓋板回油孔部位改造。潤(rùn)滑油噴淋管線采用1根φ14mm 銅管線加噴嘴，回油孔直徑擴(kuò)大至φ12mm 回油孔孔徑。

（3）對(duì)軸承蓋板內(nèi)部如圖2 所示回油槽數(shù)量增加為4個(gè)，增大回油槽寬度至d=30mm；油封更換為骨架油封（HG4-692-67）PG240×280×18，如圖2。

3.4 摩擦輪部位結(jié)構(gòu)改進(jìn)

摩擦輪法蘭蓋螺栓將M20×2 改為M24×1.5(J8.8)細(xì)螺紋螺栓，加強(qiáng)螺栓強(qiáng)度，添加平墊和彈簧墊后防止松動(dòng)，使摩擦輪固定可靠，保持和帶泵軸的同心度數(shù)據(jù)，防止偏磨現(xiàn)象；對(duì)每片摩擦片的接觸面增加3mm 的倒角，更加方便分離；調(diào)整摩擦輪與摩擦片之間的間隙為5mm，保證其能夠在摘開(kāi)離合器時(shí)徹底分離，如圖3。

圖2 改造后的軸承蓋板

圖3 改造后帶泵軸、離合器結(jié)構(gòu)

4 技術(shù)改造后達(dá)到的效果

氣胎離合器摩擦輪在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，不規(guī)則圓周運(yùn)動(dòng)消除；選用NU2944 無(wú)內(nèi)圈圓柱滾子軸承后，故障率大幅度下降，且無(wú)論在現(xiàn)場(chǎng)還是廠內(nèi)，檢修難度隨之下降；對(duì)軸承蓋板部位結(jié)構(gòu)改造，漏油現(xiàn)象很少出現(xiàn)；摩擦輪連接螺栓采用J8.8 級(jí)M24×1.5 高強(qiáng)度螺栓，解決易松動(dòng)和斷裂問(wèn)題，同時(shí)對(duì)摩擦片進(jìn)行倒角處理和調(diào)整間隙后，摩擦輪出現(xiàn)偏磨和分離不徹底問(wèn)題得到解決。

5 現(xiàn)場(chǎng)使用情況

對(duì)該型號(hào)帶泵軸技術(shù)改造后，出現(xiàn)機(jī)械故障和漏油現(xiàn)象大幅度降低，并車傳動(dòng)箱運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)改造目的。在此基礎(chǔ)上，又陸續(xù)對(duì)其他5 部鉆機(jī)的并車傳動(dòng)箱進(jìn)行技術(shù)改造，收到良好效果。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)并車傳動(dòng)箱帶泵軸的技術(shù)改造，能夠避免軸承拆卸、裝配困難等問(wèn)題，無(wú)論現(xiàn)場(chǎng)還是廠內(nèi)，檢修效率和能力都得以提升，使該設(shè)備能很好的滿足鉆井現(xiàn)場(chǎng)使用要求；同時(shí)全面改善設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)附近環(huán)境污染和油料的浪費(fèi)。