胀套联接在抽油机减速箱维修中的应用

摘 要：目前我国多数油田采用的是抽油机减速箱，轴与齿轮的联接采用过盈联接方式，一旦齿轮发生故障，不仅难以确保装配质量，还会增加维修成本。为解决这一困难，本文就胀套联接在抽油机减速箱维修中的应用进行了简单分析。

关键词：胀套联接；抽油机减速箱；维修

引言

目前我国油田中采用的抽油机是过盈联接，由于现场装配条件的限制，导致齿轮损坏后不能及时修复，必须同时更换齿轮和轴，大大增加了维修成本，十分不利于石油企业健康发展。为了更好的解决抽油机减速箱运行和维修的问题，可以采用先进的胀套联接方式，这是一种轴与轴上零件的新联接方式，不但有利于增强轴和轮毂的强度，还能减少不必要的工序和设备投资，打破传统轴或者轮结构的弊端，重新建立轮与轴的联接，从而及时解决设备维修问题，以促进抽油机安全、稳定地运行。

1.胀套联接的基本原理

在石油生产过程中，所使用的抽油机减速箱内轴与齿轮的联接往往是采用键与过盈结合的联接方式。针对轴较长、传递的扭矩较大的联接，采用键联接无疑会增加键的数量，这给加工和装配工序带来了一定的困难。尤其是装配过程中，多键联接对中的问题，十分不利于确保联接的精度和准确性。那么采用过盈联接，在维修过程中，不需要拆联接，如果轴和齿轮拆卸后就会导致联接失效，失去维修的意义，若再重新加工，轴和轴上零件的尺寸也难以达到设计和质量的要求。另外一方面，油田抽油机减速箱出现故障，一般是大齿轮损坏，需要将轴和齿轮全部更换，大大增加了油田的经济压力。因此采用胀套联接方式，保持原轴，重新加工齿轮，进一步优化了维修工艺，有利于降低维修成本，对石油企业的发展十分有利。胀套联接的基本原理是：胀套联接主要是通过成对布置轴和轮毂锥面贴合的内、外弹性圈构成的联接。如图1所示是ZI型胀套的一种基本型式，主要由内环2和内外1构成；图2是ZI型胀套在轮毂上夹紧的情况。根据图1和图2可以分析出，通过预紧螺栓1，将联接套2向被联接件方向移动，通过轴套3和楔形块4上产生相对位移，此时楔形块4、被联接件5以及轴6之间就会产生一定大的摩擦力，从而实现零件5与零件6之间的动力传递。

因此胀套联接主要是依靠内环和轴、外环和轮毂间压力所产生的摩擦力来传递扭矩的。在设计胀套联接时，需要计算出传递载荷所需要的摩擦力，同时计算机出产生该摩擦力所需要的正压力，按照胀套的结构，校对预紧螺栓的尺寸和联接件与被联接件的强度。那么胀套联接往往需要满足以下条件：

（1）胀套联接传递的额定轴向力必须比需要传递的轴向力要大。

（2）胀套传递的额定扭矩必须比需要传递的扭矩要大。

（3）胀套和轴之间的正压力必须大于两者所承受的径向力与胀套内径和胀套内环宽度乘积之比。

（4）楔形块的楔形角应大于2倍摩擦角，从而确保螺栓卸开后，楔形块能自由退出。

（5）传递联合作用的扭矩和轴向力过程中，所需要的摩擦力必须严格按照合力进行组合分析。

2.抽油机减速箱维修工艺流程

①修前检查。在维修抽油机减速箱之前，需要深入分析和掌握设备的制造厂家、型号等，并对设备进行必要的检查，其中包括皮带轮轮辐、轮槽有无裂纹；壳体有无裂纹、损坏；减速箱附件是否齐全；刹车装置性能是否良好；齿轮有无断齿及金属剥落现象等。一旦发现设备存在问题，必须及时修复或者更换。②拔曲柄。将曲柄螺栓卸掉后，打上垫铁，用拉拔机拔下曲柄，并对曲柄键和联接螺栓等零件的位置进行规范。同时仔细检查卸下曲柄，检查是否有裂痕、键槽损坏等情况。③开箱。在开箱之前需要再一次检查箱体，拆下各配件置于工具台上，并摆放整齐。开箱后需要查看齿轮损坏情况，轴承是否有裂痕，间隙是否超过极限等。④检修。对减速箱各个零部件仔细检查，及时进行修补，若不能修补应予以更换。具体检查项目包括输出轴齿圈、轴承以及轴等。同时进行齿轮轴承的组装，齿轮和轴承在190℃的温度下，齿轮保温不小于4h，轴承保温时间应在1h以上；然后吊出加热好的齿轮和轴承，分别装入输入轴、中间轴以及输出轴等。最后清洁箱体内部，确保整个回油槽的疏通。⑤完成检修后，进行合箱、装曲柄等，确保整个设备正常运行。

3.总结

综上所述，胀套联接是一种轴和轴上零件的新联接方式，通过胀套联接原理的分析，将其应用于油田抽油机减速箱维修工作中，对减速箱被动轴齿轮、轴进行修复和改造，从而确保抽油机正常运行。在维修减速箱中，可以重复利用轴，有利于降低维修费用，且修复后的减速箱安装、拆卸十分方便，大大延长了抽油机的使用寿命，从而为油田创造出更多的利益，促进我国石油行业健康、持续发展。

参考文献：

[1]马斌，曲涛，杨金瑞.抽油机减速箱漏油问题原因分析及处理[J].中国石油和化工标准与质量，2011，12：285.

[2]马玉宁，赵黎明，刘建伟，和泷.抽油机减速箱输出（入）轴漏油分析与治理[J]. 中国新技术新产品，2013，04：14-15.

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