抽油機(jī)減速箱常見故障分析

張莉莉

（中國石化勝利油田分公司臨盤采油廠，山東 德州 251500）

減速箱是抽油機(jī)的重要組成部分，其工作狀況直接影響抽油機(jī)的正常運(yùn)行。抽油機(jī)減速箱采用三軸兩級齒輪傳動，通過裝在箱體內(nèi)的嚙合齒輪的轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)減速運(yùn)動，將電機(jī)的高速降低到抽油機(jī)所需的正常運(yùn)行速度，達(dá)到抽油機(jī)抽油所需的扭矩，并通過減速箱將動力傳遞給兩側(cè)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)，帶動抽油機(jī)游梁驢頭抽油桿以及抽油泵運(yùn)動，把原油抽出地面。由于減速箱所承受的沖擊載荷大，長期在野外運(yùn)轉(zhuǎn)，工作狀況惡劣，故障發(fā)生概率也比較高。

1 抽油機(jī)減速箱常見故障

通過以及實(shí)踐探索減速箱故障原因及結(jié)合文獻(xiàn)資料對抽油機(jī)減速箱常見故障進(jìn)行分析總結(jié)如下。

1.1 減速箱漏油

減速箱三軸因密封損壞導(dǎo)致潤滑油外泄，減速箱結(jié)合面密封墊老化和結(jié)合面固定螺絲松動都會引起減速箱漏油，減速箱漏油會導(dǎo)致減速箱內(nèi)齒輪無法正常潤滑造成齒輪損壞和減少減速箱使用壽命、污染環(huán)境、清理油污浪費(fèi)人力物力等后果。

（1）減速箱的漏油原因和漏油部位。通過對減速箱漏油產(chǎn)生的主要原因進(jìn)行排查,所得到的排查結(jié)果，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致其發(fā)生漏油現(xiàn)象的最主要的原因有機(jī)油不能及時更換和變質(zhì)、軸承磨損嚴(yán)重與密封老化失效、齒輪磨損產(chǎn)生雜質(zhì)混入潤滑油等。這些情況導(dǎo)致潤滑油油質(zhì)變差，黏度下降，在箱內(nèi)壓力的作用下,很容易從密封不嚴(yán)的軸承處滲漏。

抽油機(jī)減速箱漏油主要有以下3 個漏油部位：主動、從動軸頭的密封處漏油，尤其是主動軸密封圈處漏油最為嚴(yán)重；沿減速箱合箱面處漏油；沿減速箱底部的放油孔處漏油。

減速箱投產(chǎn)半年后，由于抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)力的作用影響殼體容易發(fā)生變形，緊固螺絲受力不均造成松動使得合箱面不平，貼合不緊而發(fā)生漏油。

放油孔處漏油，放油孔是采用橡膠墊密封，完全可以達(dá)到密封效果，但是出于防盜考慮，一般將放油孔焊死。在焊接時，橡膠墊受熱而損壞，導(dǎo)致放油孔處漏油。

（2）減速箱漏油的改進(jìn)措施：第一，采用毛氈、橡膠圈替換油封，一般能封堵10 天至1 個月。但由于毛氈和橡皮墊不耐磨，所以現(xiàn)場效果并不理想。第二，加注潤滑油時，潤滑油油量應(yīng)浸過中間級傳動大齒輪2～3 個全齒高。

減速箱油位過高，會增加齒輪運(yùn)動功率損失，油溫升高潤滑油飛濺，導(dǎo)致漏油嚴(yán)重。尤其是夏季，減速箱長時間處在高溫環(huán)境，油溫增加，潤滑油黏度下降，潤滑性能降低，增加油的流動性和漏失量，直接影響齒輪和軸承的潤滑，降低使用壽命。因此，在使用時，必須保持油位高度正常。

1.2 減速箱竄軸

減速箱竄軸的原因。

（1）齒輪磨損。抽油機(jī)驢頭上升與下降交替過程中，是由減速箱的一個齒上的1 個齒面交替承載，由于抽油機(jī)減速箱均采用人字圓柱齒輪傳動，因此，當(dāng)同一傳動級的兩側(cè)齒輪副的齒側(cè)間隙不同時，主動軸和中間軸就會在交換承載齒面的瞬間發(fā)生軸向竄動，隨著交換次數(shù)增多，兩齒輪接觸在載荷作用下發(fā)生磨損，由于產(chǎn)生的剪切變形、彎曲變形、扭轉(zhuǎn)變形作用的影響，加大齒側(cè)間隙，增加輪齒正、背面嚙合時的對中線串動程度，造成串軸。

（2）抽油機(jī)整機(jī)平衡不良。抽油機(jī)不平衡使軸承、齒輪存在長期的振動及很小的相對運(yùn)動，接觸部件就會出現(xiàn)微動磨損；在抽油機(jī)上、下沖程轉(zhuǎn)換時，沖擊現(xiàn)象加劇，瞬間改變齒輪的軸向受力方向，使齒輪磨損，加大了齒側(cè)間隙，造成串軸。

1.3 齒輪磨損

造成齒輪磨損的原因除減速箱齒輪的制造和安裝精度不夠之外，還有3 個原因：一是減速箱長期缺潤滑油；二是潤滑油采用半流體潤滑脂；三是齒輪的點(diǎn)蝕和剝落。

（1）減速箱缺油嚴(yán)重影響齒輪非正常磨損。如減速箱長期嚴(yán)重滲漏或者潤滑油被盜，潤滑油低于正常高度，巡查時未能發(fā)現(xiàn)，抽油機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，減速箱在缺油的狀態(tài)下繼續(xù)工作，齒頂磨損嚴(yán)重致是殘缺，磨損掉的金屬粉末全部堆積在箱底。缺油所造成的非正常磨損巨大。

（2）減速箱采用半流體潤滑液，這種潤滑油具有較高的粘附性和黏附性，磨損的金屬微粒不能下落到箱底，而是混在潤滑液里，加劇了齒輪的磨損。

（3）齒輪表面發(fā)生點(diǎn)蝕和剝落主要是齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度不足所致。這種點(diǎn)蝕和剝落與磨損對比存在以下區(qū)別，磨損是金屬以微粒形式掉落，而點(diǎn)蝕集中于齒輪表面很小的范圍并深入到齒輪內(nèi)部而形成腐蝕，以至于形成片狀甚至發(fā)展成塊狀從而發(fā)生剝落，造成齒面磨損凹陷，齒型的正確性被嚴(yán)重?fù)p壞。

齒面發(fā)生點(diǎn)蝕的主要原因有：①齒輪的材質(zhì)、加工、裝配精度不符合要求。②潤滑油位過高。齒輪高速運(yùn)轉(zhuǎn)，油氣流與齒面摩擦，產(chǎn)生大量摩擦熱，油溫上升得過高過快，致使?jié)櫥宛ざ冉档?，潤滑性能、油膜的工作厚度被破壞?/p>

1.4 抽油機(jī)減速箱軸承損壞

（1）抽油機(jī)減速箱的主動軸、中間軸和從動軸均使用滾動軸承。抽油機(jī)在載荷重，載荷變化呈現(xiàn)不均勻，滾子在內(nèi)外圈的滾道上滾動時，接觸處的周期性接觸應(yīng)力達(dá)到3000 ～5000MPa 時，容易產(chǎn)生疲勞現(xiàn)象，在潤滑不良的情況下容易產(chǎn)生過度磨損。這就縮短了減速箱軸承的使用壽命。

（2）減速箱潤滑油對軸承影響。①減速箱潤滑油嚴(yán)重漏失，無法排出摩擦熱，使軸承溫升過高；②由于抽油機(jī)在野外長期連續(xù)工作，外部灰塵、水分和其它雜質(zhì)容易侵入減速箱，使減速箱油道發(fā)生堵塞，軸承得不到潤滑，滾子與內(nèi)外圈表面間實(shí)際接觸面積很小，接觸點(diǎn)應(yīng)力很高，接觸點(diǎn)溫度有時高達(dá)1000℃，而內(nèi)外圈一般較低，因此一旦脫離接觸，其接觸點(diǎn)溫度便迅速下降造成了黏著磨損，表現(xiàn)為滾道、滾子表面可看到金屬粘著的痕跡。

2 辦法及措施

（1）建立新上設(shè)備的運(yùn)行跟蹤制度。要求各基層站對新上設(shè)備及時進(jìn)行運(yùn)行跟蹤，如發(fā)現(xiàn)因減速箱制造質(zhì)量引起的減速箱有異響或滲漏，立即通知生產(chǎn)廠家來處理。

（2）加強(qiáng)抽油機(jī)二級保養(yǎng)工作。在抽油機(jī)連續(xù)工作5 ～6 個月后，由專業(yè)人員嚴(yán)格按照抽油機(jī)保養(yǎng)規(guī)程操作，對抽油機(jī)減速箱的齒輪、軸承情況進(jìn)行全面檢查，檢查項(xiàng)目應(yīng)包括齒輪的磨損情況、間距情況，及時更換損壞的齒輪軸承部件，將減速箱底部積聚的臟物、鐵屑徹底的清洗干凈并擦干，加入足量機(jī)油，根據(jù)情況更換密封墊和油封，以保證減速箱正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（3）建立健全較為完善、規(guī)范的減速箱潤滑管理制度和措施：①新啟用的減速箱，建議連續(xù)使用半年后更換一次潤滑油。更換新油的時間可根據(jù)具體情況而定，定期檢查減速箱內(nèi)部，確定油中所含水分及雜質(zhì)的含量，如需要還可以對粘度和酸度進(jìn)行檢查，一旦指標(biāo)超出，就需要換油。②減速箱底部易于積水，應(yīng)及時檢查，如有水則及時排出以免潤滑油出現(xiàn)乳化現(xiàn)象。③每次檢查油的相隔時間取決于抽油機(jī)的工作條件。在季節(jié)溫差小、溫度低和無大氣灰塵等條件下，減速箱可在正常工作幾年后，待油質(zhì)污染或變質(zhì)到一定程度才換油。④清洗箱體后，溶劑要及時排除干凈，箱體內(nèi)立即加注合適的潤滑油。若減速箱不立即工作，應(yīng)至少運(yùn)轉(zhuǎn)10 分鐘，保證箱內(nèi)各齒輪面都覆蓋有保護(hù)性油膜。⑤定期檢查減速箱內(nèi)的油位，油面應(yīng)處于油位指示器的上下刻度之間，油位低于下限時及時補(bǔ)充。

（4）保證抽油機(jī)平衡率在0.8 ～1.2。減少減速箱輸出扭距的波動變化，避免抽油機(jī)主要受力部件斷裂，并使效率下降，保障抽油機(jī)正常安全運(yùn)行

（5）加大設(shè)備管理。一方面，要做好員工技術(shù)培訓(xùn)，使員工對所用設(shè)備做到設(shè)備操作標(biāo)準(zhǔn)化、設(shè)備本質(zhì)安全化、設(shè)備運(yùn)行合理化，零缺陷、零故障、零事故。另一方面，加強(qiáng)周期性維護(hù)保養(yǎng)，并嚴(yán)格按照操作規(guī)程使用設(shè)備，要求職工對減速箱的性能構(gòu)造原理達(dá)到一定的認(rèn)知程度，對抽油機(jī)的巡回檢查、維護(hù)保養(yǎng)等現(xiàn)場制度落到實(shí)處，責(zé)任到人。

3 結(jié)語

總之，通過對造成抽油機(jī)減速箱常見故障原因的分析，有針對性地采取措施，進(jìn)一步加強(qiáng)設(shè)備管理，能夠減少故障的發(fā)生，延長抽油機(jī)減速箱的使用壽命，從而節(jié)約大量的維修成本，保證油田生產(chǎn)工作的順利進(jìn)行。