抽油機(jī)曲柄銷子斷裂原因及防治措施

張驊

摘? ?要：結(jié)合實(shí)際，文章對抽油機(jī)曲柄銷子斷裂原因進(jìn)行歸納分析，同時(shí)在闡述影響因素的基礎(chǔ)上，對提升抽油機(jī)曲柄銷子斷裂的控制方案進(jìn)行討論。希望可以給相關(guān)領(lǐng)域的研究者提供幫助。

關(guān)鍵詞：抽油機(jī);曲柄銷子;斷裂原因;防治措施

曲柄銷是抽油機(jī)采油設(shè)備中必不可少的組成部分，主要由曲柄銷、錐套、緊固元件等部分組成。銷體一側(cè)中通過螺紋連接的方式與曲柄穩(wěn)定連接，另外一側(cè)則需要使用滾動(dòng)軸承和連桿連接，中間則是應(yīng)用圓錐面與錐套進(jìn)行連接，錐套元件與炳體進(jìn)行連接。曲柄銷在連接的過程，應(yīng)用的是螺紋過盈配合的方式，以保證連接性能穩(wěn)定、牢固，整個(gè)結(jié)構(gòu)部件的運(yùn)行更加安全。

將曲柄周圍運(yùn)動(dòng)直接轉(zhuǎn)化成為游梁轉(zhuǎn)化為上下運(yùn)動(dòng)，可以將動(dòng)力傳輸?shù)浇K端部位。但是曲柄銷結(jié)構(gòu)部件相對較為脆弱，而抽油機(jī)工作條件復(fù)雜且惡劣，通常來說，該部件的使用壽命僅為幾年，在正常工作中就容易出現(xiàn)曲柄銷斷裂的問題，進(jìn)而導(dǎo)致抽油機(jī)不能正常工作，連桿過載或拉斷、抽油機(jī)側(cè)翻，造成整個(gè)設(shè)備的損壞，產(chǎn)生比較嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，所以需要加強(qiáng)曲柄銷斷裂問題的研究，并且提出必要的處理措施。

1? ? 抽油機(jī)曲柄銷斷裂位置分析

（1）連桿傳導(dǎo)過來的力。（2）曲柄銷與柄錐套所產(chǎn)生的連接作用力。（3）連接螺紋所產(chǎn)生的預(yù)緊力。（4）零部件在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生滑移現(xiàn)象，或者滑動(dòng)摩阻·。（5）連桿和曲柄銷在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的曲柄摩阻力。由于曲柄銷和軸承之間摩阻相對較小，所以受力也可以忽略。

通常來說，連桿拉力和連接螺紋在預(yù)應(yīng)力的持續(xù)作用之下，曲柄銷與軸套等位置上會(huì)存在一定程度的變形問題，連桿中的拉力也會(huì)傳輸?shù)藉F面最小的一側(cè)位置上，在交變載荷的持續(xù)作用下，小錐一側(cè)、螺紋根部位置上最容易出現(xiàn)疲勞而導(dǎo)致斷裂的情況。

2? ? 曲柄銷受力分析

三相異步電動(dòng)機(jī)在正常工作的過程中，將高速旋轉(zhuǎn)的動(dòng)能直接傳遞給減速箱，經(jīng)過減速后再輸出到曲柄結(jié)構(gòu)上，形成低轉(zhuǎn)速運(yùn)行的狀態(tài)，再經(jīng)過銷子將其傳遞到連桿機(jī)構(gòu)上，通過抽油機(jī)橫梁帶動(dòng)游梁后臂的擺動(dòng)運(yùn)行，這是在前部的位置上設(shè)置有驢頭構(gòu)件，活塞上部和抽油桿的載荷相同，經(jīng)過懸繩器直接作用到驢頭位置上，在驢頭和游梁同時(shí)上下擺動(dòng)的情況下，活塞就能夠?qū)崿F(xiàn)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而將油液從油井中抽出。

3? ? 曲柄銷子斷裂的因素分析

從上文的受力條件分析可以發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致曲柄銷子出現(xiàn)斷裂問題的主要原因如下。

（1）抽油機(jī)承載的載荷超出規(guī)定要求。

（2）抽油機(jī)在不平衡的條件下運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致沖擊載荷的作用影響。

（3）剪刀差不合格。

（4）連桿機(jī)構(gòu)、軸承面平整性不足。

（5）連桿機(jī)構(gòu)長度尺寸設(shè)計(jì)不合格。

（6）曲柄銷子母材存在質(zhì)量問題。

（7）裝配精度不合格，導(dǎo)致曲柄銷子受力損壞。

（8）曲柄銷子退刀槽位置上直徑偏小，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度嚴(yán)重不足。

4? ? 抽油機(jī)曲柄銷子斷裂的防范措施

（1）對于負(fù)載相對比較大的油井來說，因?yàn)殪o載荷數(shù)據(jù)已經(jīng)明確，抽油泵深度、液面高度等方面所造成的較大影響，其無法進(jìn)行徹底的改變。但是動(dòng)載荷方面，比如摩擦載荷、慣性載荷等方面，能夠采用人工方式進(jìn)行調(diào)整。

例如，對于沖次比較大的油井來說，可以根據(jù)實(shí)際情況減小沖次，尤其是要降低懸點(diǎn)位置的速度和加速度，進(jìn)而可以避免其受到振動(dòng)載荷的作用，這就會(huì)降低曲柄銷子所承受的沖擊載荷作用，從而可以延長整體結(jié)構(gòu)的使用年限。

（2）針對不平衡的油井來說，抽油機(jī)工作中應(yīng)該盡量保持平衡狀態(tài)，如果平衡塊數(shù)量較少，需要立即進(jìn)行平衡塊的安裝施工。如果安裝平衡塊數(shù)量為4個(gè)的情況下依然無法滿足平衡運(yùn)行的要求，就應(yīng)該更換抽油機(jī)的型號。抽油機(jī)在比較高的負(fù)載運(yùn)行之下，曲柄銷子的強(qiáng)度根本無法滿足要求，就會(huì)引發(fā)斷裂問題。

在上下反復(fù)運(yùn)動(dòng)之下，載荷會(huì)呈現(xiàn)出非均勻變化性的特點(diǎn)，懸點(diǎn)速度、加速度也會(huì)出現(xiàn)不均勻變化的問題，進(jìn)而導(dǎo)致抽油機(jī)工作效率較差，縮短使用年限，且在正常工作中存在比較大的震動(dòng)作用力，因此，應(yīng)該采取必要的措施來消除不平衡運(yùn)動(dòng)的問題。

（3）對于剪刀差相對較差的抽油機(jī)來說，要返回廠家進(jìn)行修理，重新開鍵槽，確保兩個(gè)曲軸在同一平面內(nèi)。但是如果剪刀差合格，兩個(gè)曲軸并未處于同一平面中，為了能夠使其正常工作，曲柄受力會(huì)發(fā)生變化，剪切應(yīng)力持續(xù)增大，曲柄銷子就會(huì)存在斷裂的問題。

（4）如果抽油機(jī)連桿、軸承平面都存在不正的情況，需要加上墊片進(jìn)行調(diào)整，以保證其達(dá)到吻合的狀態(tài)。

（5）如果曲柄銷子母材存在一定的缺陷，應(yīng)該使用在部件安裝前就要對整個(gè)曲柄銷子結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行探傷檢測，確實(shí)存在質(zhì)量缺陷的，不能應(yīng)用到加工生產(chǎn)中，否則將會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)應(yīng)力比較集中，進(jìn)而出現(xiàn)疲勞損壞的問題，造成斷裂情況，產(chǎn)生嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。比如某油廠在正常工作中因?yàn)榍N子斷裂而出現(xiàn)翻機(jī)事故，經(jīng)過檢查主要是因?yàn)榍N子母材不合格，應(yīng)力集中而出現(xiàn)的斷裂問題。

（6）曲柄銷子部件安裝環(huán)節(jié)，應(yīng)用螺母進(jìn)行連接的過程中，如果力臂太長會(huì)導(dǎo)致扭矩過大，從而使得曲柄銷子應(yīng)力集中而出現(xiàn)損壞。因此，對曲柄銷子進(jìn)行緊固的過程中要適當(dāng)控制緊固力，以免造成嚴(yán)重?fù)p壞問題。

5? ? 結(jié)語

除了需要應(yīng)用合理的技術(shù)進(jìn)行曲柄銷子斷裂問題的分析，還需要積極主動(dòng)參與到曲柄銷的質(zhì)量控制中，使用技術(shù)消除安全隱患，提高設(shè)備的工作質(zhì)量和效率，保證抽油機(jī)的運(yùn)行安全性，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)機(jī)械加工領(lǐng)域的發(fā)展。

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