抽油機減速器輪軸類部件冷壓裝配工藝技術研究

王立輝，高文慶，姜義軍，杜建明

（大慶油田裝備制造集團抽油機制造分公司，黑龍江 大慶 163255）

隨著石油行業油價逐漸走出嚴冬，日趨回暖，采油設備抽油機市場需求量日益攀升，企業為了繼續生存，“提質增效”成了企業良性發展永恒不變的主題。轉變觀念，謀求變化，在變化中謀求發展。本文圍繞目前機械采油設備需求現狀及制造能力存在的問題，以“技術研究”為關鍵點，闡述了對現有采油設備制造過程進行優化和創新的重要性。

1 抽油機減速器輸出軸總成裝配現狀及存在問題

抽油機減速器輸出軸總成裝配現狀。隨著采油設備抽油機市場需求量的日益增加，全國最大的抽油機生產企業面臨著嚴峻的供貨挑戰，因此，謀出路、謀發展、改變生產方式刻不容緩?！扒Ю镏?，始于足下”，細化生產過程，合理合規地剔除制約生產效率因素，以提升產品日增量。輸出軸總成是抽油機減速器核心傳動部件，其工作原理是通過齒輪嚙合減速增矩，進行動力輸出，實現采油的目的。抽油機減速器輸出軸總成由人字輪、輸出軸、平鍵組裝而成，裝配方式先將人字輪經輪軸加熱箱加熱15h 后，再與輸出軸通過平鍵連接進行總成裝配，嚴重制約抽油機年產量。

抽油機減速器輸出軸總成裝配存在問題。

（1）輸出軸總成裝配存在安全風險。熱裝配前，人字輪需加熱至220℃高溫后實施總成裝配，由于高溫作業，存在燙傷隱患。

（2）QHSE 環保健康。人字輪加熱保溫15h 后進行裝配，因上序滾齒加工后工件上附著冷卻。

（3）裝配效率低。①人字輪單件加熱保溫15h；②輪軸加熱箱加熱人字輪1 ～3 件/次；③單班均裝配輸出軸總成數量10 ～12 臺套。目前裝配工藝年生產減速器3120 臺，不能滿足4000 臺減速器生產需求。

（4） 成本高。 單件人字輪加熱保溫需要15h，齒軸加熱箱功率30kW，人字輪完成加熱到裝配耗電30kW×15h=450kWh。用電成本過高，導致產品附加值低。

2 抽油機減速器輸出軸總成裝配方式創新

抽油機減速器輸出軸總成裝配以往都是采用熱壓工藝，其流程見圖1。

圖1 熱壓裝配工藝流程圖

針對輪軸裝配存在的問題，運用TRIZ 工具，首先開展九屏圖分析（見圖2）。

圖2 輸出軸總成熱裝配九屏圖

從圖中分析得到，輸出軸總成熱裝配工序復雜，電能消耗較多，有必要改變輸出軸總成裝配方式。從因果鏈分析影響輸出軸總成裝配效率問題（見圖3）。

圖3 輸出軸總成裝配效率分析

從圖中可以發現，人字輪提升溫度緩慢，裝配效率低，需要提高加熱箱電阻絲功率或者增加加熱箱數量。輸出軸總成裝配包括系統內組件分別是人字輪、輸出軸、平鍵、加熱爐和重錘，超系統組件分別是操作者、箱體和軸承。根據實際情況得知，加熱箱和重錘材料不充足，影響效率。將輸出軸總成裝配內組件及其功能結合在一起，建立功能分析模型（見圖4）。

圖4 功能分析模型

從圖中可以發現，加熱爐需要持續給人字輪加熱，重錘又需要不斷敲擊輸出軸，從而確保裝配順利進行，由于加熱爐和重錘數量有限，所以考慮將二者棄置，取消加熱過程，采用壓力機裝配通過現場壓力機裝配實驗，證明該實施方案的有效性。采用冷壓裝配法，動力設備為300t 壓力機。

該冷壓裝配法工藝流程為：齒輪進廠—齒輪油污清洗—壓力裝配輪軸—成品。

該流程采用鑄鐵件輪軸冷壓裝配工藝。同時，對設備采取了專業化改造：對壓力機輸送裝置、起升裝置進行改造改進。輪軸冷壓裝配，解決了減速器輪軸總成裝配附加值低、效率低、油煙污染、安全隱患等問題，效果顯著，具有很強的實用性。對比原裝配工藝，日產量提高到3.5 倍，降低電量消耗90%,極大地減輕了勞動強度。此工藝已完成實驗階段，對現場常用機型的輪軸總成裝配（JSQ2026/2027/2053）實現全面覆蓋。

3 效益評價

抽油機減速器年產3120 臺：年創效335.8×3120=104.77萬元。輪軸采用冷壓裝配方式，解放2 名操作者，用工成本每人每年10.08 萬元。采用冷壓裝配方式后，年可創效104.77+10.08×2=124.93 萬元。

此技術創新成果不僅能滿足我們公司全年各機型減速器輪軸總成的裝配任務，該項成果可推廣應用于機械行業輪軸類、軸承類等過盈裝配領域。

4 結語

通過改變裝配方式，將熱壓裝配改為冷壓裝配，解決了減速器輪軸總成裝配附加值低、效率低、油煙污染、安全隱患等問題，效果顯著，實用性強，經濟效益顯著，并可以將該技術工藝推廣應用到機械行業輪軸類、軸承類等過盈裝配領域。