鐓鍛機曲軸故障及處理

祁永順，王友生，趙 亮，劉永紅，劉貴州，宋 華，沈 輝

（1.渤海能克鉆桿有限公司，河北滄州 062658；2.中國石油集團渤海石油裝備制造有限公司第一機械廠，河北滄州 062658）

0 引言

某公司2007年投產鉆桿管體管端加厚生產線，鐓鍛機為機械式鐓鍛機，型號KTU-S 630/3000。該設備擁有兩個工位，可以實現一次加熱、兩次鐓鍛，對無縫管管端加熱后進行鐓鍛加厚。

1 機械鐓鍛機結構及工作原理

機械鐓鍛機的主動力源是主電機，主電機通過皮帶帶動飛輪，飛輪軸上的齒輪分別與夾持曲軸離合齒輪和鐓鍛曲軸離合齒輪嚙合，夾持曲軸、連桿、擺錘和3大連桿機構控制工位的打開和閉合，通過偏心軸和抓緊力調整裝置來調節工位閉合時的下壓力，在上鉗口下壓力的作用下固定管端在模具內，鐓鍛滑塊和沖模通過連桿與鐓鍛曲軸連接，并在鐓鍛曲軸的作用下實現對加熱管端的快速鐓鍛（圖1）。

圖1 KTU-S 630/3000機械鐓鍛機結構

2 故障現象

在工作過程中，鉆桿管體由配套搬運設備移動，放入鐓鍛機第一工位模具中，夾持曲軸剎車松開，夾持曲軸離合閉合，夾持曲軸旋轉，旋轉至下部端點夾持曲軸離合松開，夾持曲軸剎車閉合，帶動上鉗口閉合，將鉆桿管體夾住，鐓鍛曲軸剎車松開，鐓鍛曲軸離合閉合，鐓鍛曲軸旋轉一周，對鉆桿管體端部進行快速鐓鍛加厚，鐓鍛曲軸剎車閉合，鐓鍛曲軸離合松開，鐓鍛曲軸回到原點，夾持曲軸剎車松開，夾持曲軸離合閉合，夾持曲軸旋轉，夾持曲軸旋轉回到原點，帶動上鉗口抬起，第一工位動作完成；配套搬運設備將鉆桿管體移動到第二工位，鐓鍛機重復第一工位的動作進行工作。

鐓鍛曲軸在旋轉工作中接觸到模具內的管體時，鐓鍛曲軸受到管體的反作用力，曲軸座在此反作用力作用下，在下基座座孔中發生異常移動，影響了鐓鍛曲軸的運行軌跡，進而造成鐓鍛曲軸不能旋轉回原點，鐓鍛機無法進行后續工作。檢查發現，由于鐓鍛曲軸座孔上部為開放狀態，鐓鍛機工作過程中，為了清除模具中遺留的剩余潤滑劑或管端掉落的氧化皮等雜質，保證加厚管端的質量，每個鐓鍛節拍結束，鐓鍛機鉗口的水管線和壓縮空氣管線都會打開，對模具進行噴水和壓縮空氣吹掃鉗口的雜質，部分雜質從鐓鍛曲軸座孔上部的開放部位，落到鐓鍛曲軸座與下基座孔間，鐓鍛曲軸座與下基座座孔之間產生不規則的2 mm間隙，因此工作過程中鐓鍛曲軸座與下基座發生互相碰撞，自動運行狀態停止，造成鐓鍛機故障。

3 修復處理及預防措施

3.1 維修方案

針對該故障問題，制定了拆解鐓鍛機鐓鍛曲軸的方案，同時修復鐓鍛曲軸兩側座孔，測量修復后的鐓鍛曲軸座孔尺寸，根據鐓鍛曲軸座孔的修復尺寸，設計鐓鍛曲軸座尺寸，加工制作鐓鍛曲軸座，更換鐓鍛曲軸座和曲軸銅套（圖2）。由于移動鐓鍛機下基座需要動用500 t履帶吊，且國內沒有合適的加工工具來加工下基座的鐓鍛曲軸座孔，所以根據現場實際情況，自行設計了鐓鍛曲軸座孔加工工具，對下基座兩側的鐓鍛曲軸座孔同時進行維修加工（圖3）。安裝鐓鍛曲軸需使用加工的鐓鍛曲軸座和曲軸銅套，經過檢驗工具測量，鐓鍛曲軸和下基座孔之間間隙為0，鐓鍛機試運行期間平穩正常。

圖2 鐓鍛曲軸拆解維修

圖3 鐓鍛曲軸座孔修復工具

3.2 預防措施

為防止吹掃鉗口的雜質從鐓鍛曲軸座孔上部的開放部位落到鐓鍛曲軸座與下基座孔間，設計了壓蓋，對鐓鍛曲軸座孔上部進行封閉處理（圖4）。在鐓鍛機鐓鍛滑塊上方，安裝橡膠簾擋，阻擋吹掃雜質向后方鐓鍛曲軸處飄落。修改操作保養手冊，對操作保養人員進行培訓，要求定期對鐓鍛曲軸座與下基座位置進行清理，保證該位置的清潔。通過實際實驗和觀察，調整吹掃壓縮空氣的壓力，由0.2 MPa降低為0.1 MPa，在保證雜質被有效吹掃的同時節約了能源。

圖4 鐓鍛曲軸座孔修復后

4 結語

通過汲取經驗、創新方法，對鐓鍛機進行了維修改造，同時制定了對該位置定期維護保養的制度，調整了鐓鍛機運行參數，對操作保養人員進行了相關培訓。自設備修復以來，鐓鍛機已經平穩運行約6個月時間，鐓鍛加厚鉆桿管體約1萬噸，經過檢查鐓鍛曲軸座與下基座孔之間間隙為0，未發生異動磨損，徹底解決了該故障，設備運行良好，有效保證了公司的生產經營工作。