盤剎工作鉗剎車塊偏磨原因分析

雷博鋒

（中國石油集團川慶鉆探工程有限公司長慶鉆井總公司，陜西西安 710021）

0 引言

目前部分鉆井隊特別是液壓盤剎投產年限較長的井隊，盤剎存在一個普遍問題是剎車塊偏磨，由于工作鉗相較安全鉗參與剎車的頻率高，因此該情況在工作鉗剎車塊上表現的較為突出，導致剎車塊壽命縮短，另外由于偏磨，剎車塊與剎車盤間隙較難調整，容易導致由于剎車間隙調整不到位引發事故。因此，分析出工作鉗剎車塊偏磨的原因并采取相應的措施是當務之急。

1 盤剎工作鉗的結構

工作鉗主要由常開式單作用油缸、復位彈簧、杠桿及剎車塊組成，液壓盤剎工作鉗結構如圖1 所示。

圖1 液壓盤剎工作鉗結構

2 鉆井現場剎車塊偏磨常見的4 種情況

鉆井現場液壓盤剎車塊偏磨常見有以下情況：剎車塊的外側比內側磨損的快如圖2 所示，剎車塊的內側比外側磨損的快如圖3 所示，內側比外側磨損的快且剎車塊與剎車盤未完全貼合如圖2 所示，兩側剎車塊磨損程度不同如圖5 所示。

圖2 剎車塊的外側比內側磨損得快

圖3 剎車塊的內側比外側磨損得快

圖4 內側比外側磨損的快且剎車塊與剎車盤未完全貼合

圖5 兩側剎車塊磨損程度不同

3 剎車塊偏磨原因分析

3.1 鉗架與剎車盤平行度不符合要求（主要見于大修絞車）

按照《液壓盤剎剎車裝置使用說明書》的要求，鉗架與剎車盤平行度不大于±1 mm。若超標就會出現圖6 所示的情況。

圖6 鉗架與剎車盤平行度示意

鉗架與剎車盤不平行時，引起剎車塊在剎車時，內側或外側先接觸剎車盤，而不是同時接觸剎車，由于先接觸的一側磨損快，隨著剎車塊的使用，最終導致剎車塊內側比外側薄，或者導致剎車塊外側比內側薄。

3.2 鉗架與剎車盤對中度不符合要求（主要見于大修絞車）

按照《液壓盤剎剎車裝置使用說明書》的要求，鉗架與剎車盤對中度不大于±1 mm。若超標就會出現圖7 所示的情況。

圖7 鉗架與剎車盤對中度示意

鉗架與剎車盤不對中，鉗架可能偏左或者偏右。如果鉗架偏左，工作鉗在剎車時，右側的剎車塊先接觸到剎車盤，左側剎車塊利用剎車鉗油缸的自動補償作用，后接觸到剎車盤，反之亦然。隨著長時間的頻繁剎車，先接觸的一邊剎車塊磨損速度較另一邊快。另外，按照規定工作鉗剎車塊與剎車盤之間的間隙為1.0～1.5 mm，在偏差較大且工作鉗在松剎狀態時，一邊剎車塊仍與剎車盤有輕微的接觸。綜上所述，是左右剎車塊磨損速度不同的主要原因。

3.3 工作鉗銷軸卡滯或磨損

目前鉆井隊使用的盤剎銷軸潤滑方式有兩種：一種是定期加注潤滑脂；另一種是免潤滑，與銷軸接觸部位的軸套依靠石墨潤滑。對于第一種，如果長期潤滑不到位，就會造成工作鉗在剎車時，部件轉動不靈活，加劇了銷軸的磨損。另外，長時間的使用，即使潤滑到位，銷軸也有不同程度的磨損，同樣影響部件的靈活轉動，甚至造成銷軸斷裂。對于工作鉗剎車塊偏磨影響較大的就是圖1 所示的銷軸Ⅰ，銷軸Ⅰ是連接杠桿與鉗體的銷軸，如果銷軸Ⅰ卡滯或磨損，將會使剎車塊與剎車盤不能平行的接觸，形成夾角，導致剎車塊偏磨。

3.4 滾筒軸支撐軸承間隙過大

隨著絞車的使用時間增加，滾筒軸兩端的支撐軸承調心滾子軸承磨損，間隙增大，當負荷較大，快繩纏到滾筒一端時，滾筒被大繩“拉起”，以另一端軸承為圓心往上輕微旋轉一定角度，相應剎車盤隨著滾筒軸也偏斜一定角度，此時鉗架與剎車盤不平行，因此就會導致剎車塊偏磨。

4 剎車塊偏磨的防范措施

4.1 新剎車塊貼磨

下放油車，剎車油壓在3 MPa 以下，緩慢拉動剎把，使剎車塊與剎車盤反復多次進行貼磨，直至新剎車塊與剎車盤的接觸面積達到75%以上，方可正常使用。

4.2 大修絞車盤剎檢驗

多數絞車之前使用較好，在送修機修廠更換剎車盤后，出現剎車塊偏磨的情況，主要原因就是在安裝剎車盤與鉗架時，未嚴格按照裝配尺寸執行，使剎車盤與鉗架的平行度與對中度不達標，導致剎車塊偏磨。因此，建議機修公司在更換剎車盤時，必須做好相關裝配尺寸的檢驗，不合格的堅決不出廠。

4.3 盤剎的保養與易損件更換工作

鉆井隊必須做好以下3個方面的工作，防止剎車塊的偏磨。

4.3.1 潤滑

對于非免潤滑的銷軸必須定期加注潤滑脂，在加注時，要將舊潤滑脂擠出為止。對于無法加入潤滑脂的，要及時將銷軸拆掉對油道進行清洗。

4.3.2 清潔

長時間的使用，剎車塊磨損產生的粉塵落到剎車鉗上，若不及時清理，將會進入到銷軸內，加劇銷軸的磨損，最終導致剎車塊的偏磨。

4.3.3 易損件更換

嚴格按照說明書的要求，對剎車鉗上的易損件達到使用周期后，要及時更換。如剎車鉗銷軸必須在使用滿3 年時進行更換。除了正常更換外，對于銷軸的異常磨損要及時檢查判斷，發現銷軸磨損超標立即更換，嚴禁湊合使用。

4.3.4 絞車維修

對于已達到大修周期的絞車及時送修。在裝備滾筒軸軸承時，嚴格按照裝配要求調整好軸承間隙，防止間隙過大。另外鉆井隊在上提時，嚴禁超過額定提升負荷，防止對絞車滾筒軸承造成損壞。

5 結束語

鉆井隊盤剎工作鉗剎車塊偏磨情況較為突出，根據現場鉆井隊使用情況及對盤剎結構的研究，分析剎車塊偏磨的原因，并提出剎車塊偏磨的防范措施，提高石油鉆機盤式剎車塊使用壽命。