并車傳動箱帶泵軸結構技術改造探索

劉社榮

（西部鉆探工程公司玉門鉆井公司，甘肅 酒泉 735000）

1 并車傳動箱帶泵軸存在的主要問題

通過對帶泵軸離合器在現場或廠內多次修理問題的匯總分析，存在的主要問題如下。

（1）氣胎離合器摩擦輪在正常作業中會出現不規則圓周運動。

（2）因軸承選型問題，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）法蘭蓋螺栓易出現松動和斷裂現象，導致摩擦輪出現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 并車傳動箱工作原理

并車傳動箱由4 根動力輸入軸和3 根動力輸出軸組成，動力由4 臺柴油機組經液力偶合器傳入，在并車傳動箱內經過并車,動力分配傳到3 個動力輸出端，分別帶動2 臺

圖1 帶泵軸總成

F-1600 泵 及 絞 車。其動力分配，由箱內設在3#輸入傳動軸和1#泵傳動軸的齒套式離合器來完成，若離合器掛合，則工作機構均可分配到功率，此為最常用的動力分配方式。4 個輸入傳動軸裝有LT700×135 的氣胎離合器，通過萬向軸與液力偶合器相連，1#、2#泵傳動軸的輸出端裝有2 套AVB800×250 的通風型氣胎離合器，通過萬向軸帶動泵工作，控制2 臺泵的工作。

2.2 帶泵軸故障分析

（1）使用和管理原因。一是人員素質較低，目前各井隊機房大量使用市場化用工，接觸機械設備時間較短，操作技能維持在會操作的初級階段。二是制度執行力度不夠，應把對制度的執行納入考核范圍，獎善罰惡，獎罰分明，消除野蠻操作、執行好設備操作規程。三是保養不完善，近幾年，由于鉆井提速，設備負荷增大，崗位人員由于技能、態度以及其他因素的影響，往往沒有落到實處，在保養問題上就掛了空檔。四是修理技能低下，普遍的現象是在現場修理時，對拆卸方法掌握不夠，不能準確的拆卸部件，多拆誤拆的現象十分突出，在清洗、測量、裝配時、螺栓扭矩大小都存在做的不好的現象。

（2）修理人員未對軸及軸承進行受力分析的原因。在實際工作中，后勤保障部門的修理人員往往是接到報修電話后在廠內進行修理方案的確認，經常忽視對并車傳動箱帶泵軸故障頻發的原因分析，更未對其進行受力分析，所以沒有找見問題的根本，對離合器未掛合之前、掛合中、完全掛合后的軸向、徑向受力狀態進行分析。

2.3 軸承選型的原因

原設備帶泵離合器選用軸承為單列向心球軸承（GB/T276-1994）1000944，因其結構為整體式結構，所以故障后，無論現場還是廠內檢修難度很大。

軸承故障原因：設備在使用中產生的振動較大，又因為單列向心球軸承扶正性能欠缺，從而使離合器和摩擦輪在運動過程中產生不規則圓周運動現象，造成軸承損壞加速；軸承長期高負荷運行，間隙變大，最終導致軸承失效。

2.4 漏油原因

通過多次對設備解體，漏油原因如下所析。

（1）潤滑油噴淋管線采用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 回油槽一個部位，回油槽數量明顯不滿足實際使用。

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

2.5 摩擦輪出現偏磨和離合器分離不徹底原因

在廠內通過解體發現，原設備采用M20×2 普通螺栓，當處理工程事故或操作不當就會發生螺栓松動和斷裂。因采用的M20×2 螺栓易斷裂，根據出廠圖紙技術要求，摩擦輪和摩擦片之間的間隙只有3mm,且摩擦片沒有提供加工倒角的技術要求，因而分離時無法完全分離，同時會發生摩擦輪因自身重力而靠在摩擦片上產生偏磨。

3 結構改進

3.1 確定技術改造方案

本文只從修理技術角度闡述并車傳動箱結構技術改造，其余原因不做贅述。對帶泵軸結構和軸承易損壞原因分析，解決方案為選用新型號軸承。對軸承蓋板進行擴孔、縮徑和加寬回油槽改造。對摩擦輪連接螺栓采用J8.8 級M24×1.5高強度螺栓。同時對摩擦片進行倒角處理。

3.2 軸承選擇

查《機械設計手冊》知無內擋圈圓柱滾子軸承具有摩擦小、極限轉速高、扶正性能好、并且軸承內圈可分離、便于拆裝、易于檢修等優點。查《軸承手冊》知：1000944 單列向心球軸承結構參數為：d=220，D=300，B=38；NU2944 無內圈圓柱滾子軸承結構參數為：d=220，D=300，B=48，該軸承額定載荷為374kN，極限轉速為1300r/min，完全滿足并車傳動箱輸入轉速。

3.3 軸承定位和漏油處理方式

（1）軸承定位。選用的NU2944 軸承無內檔圈，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 對軸承內軌進行定位，同時為避免軸承在運轉過程中出現軸向竄動，加工10mm 外頂套對軸承外軌進行雙面定位。

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

（3）對軸承蓋板內部如圖2 所示回油槽數量增加為4個，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 摩擦輪部位結構改進

摩擦輪法蘭蓋螺栓將M20×2 改為M24×1.5(J8.8)細螺紋螺栓，加強螺栓強度，添加平墊和彈簧墊后防止松動，使摩擦輪固定可靠，保持和帶泵軸的同心度數據，防止偏磨現象；對每片摩擦片的接觸面增加3mm 的倒角，更加方便分離；調整摩擦輪與摩擦片之間的間隙為5mm，保證其能夠在摘開離合器時徹底分離，如圖3。

圖2 改造后的軸承蓋板

圖3 改造后帶泵軸、離合器結構

4 技術改造后達到的效果

氣胎離合器摩擦輪在運轉過程中運轉平穩，不規則圓周運動消除；選用NU2944 無內圈圓柱滾子軸承后，故障率大幅度下降，且無論在現場還是廠內，檢修難度隨之下降；對軸承蓋板部位結構改造，漏油現象很少出現；摩擦輪連接螺栓采用J8.8 級M24×1.5 高強度螺栓，解決易松動和斷裂問題，同時對摩擦片進行倒角處理和調整間隙后，摩擦輪出現偏磨和分離不徹底問題得到解決。

5 現場使用情況

對該型號帶泵軸技術改造后，出現機械故障和漏油現象大幅度降低，并車傳動箱運轉平穩，實現技術改造目的。在此基礎上，又陸續對其他5 部鉆機的并車傳動箱進行技術改造，收到良好效果。

6 結語

通過對并車傳動箱帶泵軸的技術改造，能夠避免軸承拆卸、裝配困難等問題，無論現場還是廠內，檢修效率和能力都得以提升，使該設備能很好的滿足鉆井現場使用要求；同時全面改善設備運轉附近環境污染和油料的浪費。