抽油机减速箱故障判断与处理
仪器信息网 · 2009-08-02 21:40 · 32629 次点击
摘要:减速箱是抽油机最关键的部位,工作时承受较大的扭矩和转速。减速箱发生故障的原因很多,主要是由机械原因造成的,其中减速箱的齿轮损坏最突出,因此,对减速箱齿轮故障的检查排除非常重要。
关键词:抽油机减速箱故障润滑窜轴
前言
游梁式抽油机主要由游梁——连杆——曲柄机构、减速箱、动力设备和辅助装置等四大部分组成。
减速箱是抽油机最关键部位,工作时承受较大的扭矩和转速。减速箱的故障有输入轴窜动、输出轴断裂、输出轴滚键、齿轮损坏、轴端漏油、箱体开裂、轴承损坏等。输入轴窜动的原因有齿轮精度不高、整机平衡不良、轴的刚度不足、轴上齿轮与轴的配合松弛。输出轴断裂的原因有加工质量差、材质不均、抽油机有冲击现象。输出轴滚键的原因有键的剪切强度不足、加工质量差。齿轮损坏分为齿断裂和齿磨损。齿断裂的原因是齿轮强度不足、热处理不当、抽油机有冲击现象。齿磨损的原因是润滑不良、齿轮精度差。轴端漏油的原因是轴承盖或密封件松动、磨损、分箱面接触不良等。
减速箱的润滑很重要,如果润滑不良,即可能发生轴承烧毁、齿轮磨损等故障,是减速箱损坏的主要原因。
减速箱漏油原因分析
减速器漏油方式
减速箱漏油方式有多种,但最常见的是主动、从动轴头的密封处漏油,尤其是主动轴密封圈处漏油最为严重。笔者发现,对于一些用内胀式刹车的减速器,主动轴装刹车轮一侧比另一侧漏油更严重。据调查,油田减速器漏油,除上述几种情况外,还有以下3个漏油部位。
(1)沿减速器合箱面处漏油;
(2)沿减速器上面的视孔盖处漏油;
(3)沿减速器底部的放油孔处漏油。
若没有把合箱面处漏油作为一种漏油方式,但是也提出了还有一个值得注意的问题是个别减速器在组装合箱时,合箱面上留有铁屑使合箱面不严发生漏油。
减速器漏油的改进措施
就减速器漏油有3点改进建议:一是密封圈压盖采用易拆卸式结构;二是密封圈采用开口结构;三是输入轴轴承处回油孔要适当加大。除上述3点建议外,还有以下改进措施:
(1)对减速器壳体进行时效处理,可防止壳体变形,避免沿合箱面处漏油。
(2)在减速器底座的合箱面上铸造出或加工出一条环形油槽,且有多个回油孔与环形油槽连通。在减速器工作时,一旦有油渗入合箱面,将会进入环形油槽,再经回油孔流入油箱内,润滑油不会沿合箱面漏到减速器壳体外面。
(3)组装减速器时,在合箱面上涂一层密封胶,可有效地防止合箱面处漏油。这种方法在制造厂可行,在油田现场修理时必须先备好密封胶,否则这种办法不能采用。
(4)加大输出轴的回油孔,可防止输出轴漏油。
减速器齿轮损坏
现场最常见的减速器齿轮损坏故障有断齿、齿轮磨损等。据调查,油田现场齿轮损坏形式,除上述断齿和齿轮非正常磨损之外,还有齿面点蚀和剥落等损坏形式。齿面点蚀和剥落多发生在齿高中间部位的一定宽度和齿长范围内,这种形式多见于渐开线齿轮。
(1)可能发生超载荷断齿。不能认为抽油机减速器不在满载工况抽油,就不会发生超载荷断齿现象。
(2)齿轮啮合精度对断齿的影响不大。尽管齿轮的啮合精度对断齿有一定程度的影响,但对断齿的影响程度并不大。因为齿轮的啮合精度不够,齿轮的接触面不足,将会发生接触应力增大、载荷作用不均匀等现象,但这并不是断齿的主要原因。
齿轮非正常磨损原因分析
造成齿轮磨损的原因除减速器制造质量差之外,也有一些是使用中发生的问题。一是减速器缺油,二是采用半流体润滑液。
减速器缺油对非正常磨损影响很大。如某油田的减速器润滑油被盗,管理人员未能及时发现,抽油机还在继续运转,减速器也在缺油的状态下继续工作,直到把齿顶磨成尖形才被发现,打开减速器上盖一看,箱底堆了一层金属粉末。这说明缺油对非正常磨损影响很大。
采用磁性体吸附金属微粒。减速器采用半流体润滑液,磨损掉的齿轮金属微粒混在润滑液中,更加剧齿轮的磨损。建议在油箱中增加几个磁性体,利用磁性作用吸附润滑液中的金属微粒,可减少润滑液的金属微粒含量。
齿轮点蚀与剥落
齿轮表面发生点蚀和剥落的原因主要是齿轮的接触疲劳强度不足。这种点蚀和剥落与磨损的不同之处在于,金属不是以微粒形式被磨损掉,而是以成块的形式发生剥落,造成齿面凹坑,严重地破坏了齿型的正确性。其破坏过程是:首先在齿面产生微小裂纹,润滑油进入疲劳裂纹,再经过多次反复的啮合作用,使裂纹不断扩展和延伸,润滑油随着裂纹的扩展与延伸不断向裂纹深部充满,直到有一小块金属剥落而离开齿面。
减速器串轴
“现场中的串轴故障均从输入轴的串动而表现出来。”造成串轴的原因主要有两个方面,一是由于断齿使输入轴失去轴向约束而发生串轴;另一方面是中间轴上的从动齿轮与轴紧固不牢所致。在实际传动中,往往由于从动齿轮与中间轴之间的过盈量不够,从动齿轮相对中间轴产生轴向串动,进而使输入轴发生轴向串动。
过盈量不够串轴工况条件
减速器中间轴上从动齿轮与轴配合的过盈量不够造成串轴的工况条件
两半从动齿轮其中有一个过盈量不够时,在正负扭矩作用下才发生串轴;当有两个过盈量不够时,两半从动齿轮同时向外和同时向内移动的速度和移动距离均不等时,在正负扭矩作用下才发生串轴。
造成减速器串轴的其他原因
除断齿和过盈量不够两种串轴原因之外,齿轮加工偏斜;两半从动齿轮实际的螺旋角误差、齿厚误差;齿面不均匀磨损和过早磨损、齿背发生变形等也会导致减速器串轴。