1、抽油机减速箱常见故障及原因分析摘要：减速箱是抽油机的重要组成部分之一，为了在增加转矩的同时降低转速，于是抽油机里普遍使用了减速箱，因其结构精密，容易发生故障，所以对其常见故障的处理就显得很重要了，本文通过剖析抽油机减速箱常见故障发生的原因，进一步提出了相应的解决措施，以期在实际生产中可以提供理论借鉴与指导。 关键词：抽油机减速箱 常见故障 原因分析 中图分类号：TG457.23 文献标识码： A 前言 抽油机在长期运行之后，随着机械设备老化问题的加剧，出现故障的现象不断发生，在所有问题中比较突出的就是减速箱的问题，为了给油田抽油机现场管理维护提供有效的指导帮助，对其常见故障问题有必要进行总结分
2、析。抽油机是将原油从井下举升到地面上的主要设备之一，这个俗称磕头虫的设备是由电动机提供动力经过减速箱的输入轴、中间轴以及输出轴后，再经四连杆机构带动抽油杆及抽油泵柱塞作上下往复移动，将原油从井下举升到地面的目的从而实现。 1、抽油机减速箱常见问题分析 1.1 抽油机减速箱漏油的问题 减速器经常会出现漏油现象，常见的漏油方式有以下几种：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、减速器合箱面处漏油、减速器油窗、放油孔处漏油以及减速器箱体底部漏油。 1.2 抽油机减速箱齿轮损坏问题 减速箱齿轮出现断齿、齿轮非正常磨损、齿面点蚀以及齿面剥落等损坏是原油现场最常见的故障问题
3、，这些故障产生的原因有的和材料质量有关系、有的是使用手段以及原油的质量等，笔者接下来将其做了简单汇总以及分类，造成这些问题的原因在于： 1. 2.1 减速箱齿轮断齿。抽油机减速箱超载荷断齿并不常见，减速箱断齿主要是由制造质量缺陷引起的。但是在抽油过程中，井底情况较为复杂，有时会发生井底事故，可能造成抽油机减速箱超载荷断齿。如发生砂卡、拉断抽油杆(并不是抽油杆有缺陷)、拉断钢丝绳等事故，也会发生超载荷断齿。特别是在齿根有缺陷的情况下，不用超过多大载荷就会发生断齿现象。齿轮断齿发生的原因大体有两种：一是齿轮本身存在质量问题，质量不合格，使用的原材料存在问题；一种是运转超过了本身的荷载，抽油的过程中
4、井底情况比较复杂，有可能出现了井底事故导致抽油机突然超荷载运行，一段时间后造成减速箱齿轮出现断齿的情况。 1.2.2 减速箱齿轮点蚀与剥落。造成齿轮非正常磨损的原因除使用中发生的问题(如减速箱缺油、采用半流体润滑液)之外，也有一些是因为减速箱制造质量差。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所致。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。减速箱齿轮表面常年在周期性交变载荷下运行，并且载荷具有正反性，更容易造成齿轮的接触疲劳。 1.3 减速箱出现串轴的问题 现场抽油机减速箱多采用分流式人字齿
5、轮进行传动的，减速箱出现串轴的问题均是由输入轴串动引发的。造成输入轴串动的原因大体上由以下几种情况造成的：输入轴发生轴向串动的原因是在于动齿轮相对于中间轴产生了轴向传动，根本在于动齿轮与中间轴配合的过盈量不够；输出轴上从动齿轮和中间轴加工制造的时候规格偏斜；中间轴和输出轴上从动齿轮螺旋角出现误差造成串轴的发生；齿厚误差、齿面不均匀磨损和过早磨损、齿背变形在减速器承受正负扭矩作用时造成的串轴。 1.4 减速箱出现轴承损坏的问题 轴承间隙调整不当致使输出轴受到的径向力大，导致减速器轴承损坏。这也是轴承损坏多发生在输出轴上的原因。根据现场的实际情况，结合基本的理论知识，减速器输出轴的轴承最好选用球面
6、调心滚子轴承，原因在于球面调心滚子轴承可承受较大的径向力以及较小的轴向力，这种情况正好与抽油机减速器的受力工况相互符合。球面调心滚子轴承工作过程不用调节轴承间隙的同时，它的轴向固定也异常简单。由于对于由于减速器内部齿轮、轴系及轴承发生故障损坏的情况不易靠直接观测法判定，这些损坏处理不及时往往引发严重的后果，甚至是出现停产的结果，对于减速器运行时的实际工况要进行实时监测，判断减速器零部件的早期损坏的依据就在于检测所得到振动信号所做的频谱分析。 2、抽油机减速箱齿轮及轴承损坏的解决措施 在机械故障诊断中，振动信号是最常见的检测信号，直接对振动信号的时间历程进行分析和评估是状态监测和故障诊断最简单和
7、最直接的方法，特别是当信号中含有简谐信号、周期信号或短脉冲信号时更为有效。减速器发生的故障不同，其对应的振动信号也不同，所以减速器各个元部件的非正常运行可以通过它们的振动波形及振动频率反映出来，正常情况下，抽油机减速器在运行过程中，由于受力的作用，齿轮啮合传动会产生一定的振动。当齿轮或轴承损坏后，减速器的振动发生改变，其振幅、频率、速度及加速度等值均发生变化。 2.1 减速箱齿轮损坏的问题 当发生齿轮轮齿折损、局部齿面磨损等局部异常时，会在高频域产生脉冲振动。当齿轮所有的轮齿均匀磨损时，齿侧隙增加使振动加剧，产生冲击振动，其振幅比其它振动大得多且具有几乎相同的振平。减速器某些特征测点处的振动响
8、应频谱可作为某些故障诊断的依据。 2.2 减速箱轴承损坏的问题 正常情况下，滚动轴承的振动时域波形有两个特点：无冲击，变化慢。当轴承元件发生异常时，将产生冲击脉冲振动：冲击脉冲周期为基阶障特征频率的倒数。脉冲的强度反映了撞击的程度。通过检测轴承内滚子与滚道撞击产生的振动，即可判断轴承的工作状态。脉冲振动值随着轴承损伤程度的恶化而增加。 3、抽油机减速箱漏油问题的解决措施 抽油机减速箱出现漏油问题的时候，要对其进行及时处理，以免造成更大的经济损失，减速箱漏油一般可以分为以下几种情况： 第一、现场使用时机械润滑意识不到位，会造成减速箱盖板密封不严、盖板丢失，又或者自制呼吸阀不规范，导致灰尘容易进去
9、；减速箱盖板进料较少，没有合乎规范的本身带有通气孔道的盖板可以安装，上述问题完全可以进料后更换。 第二、减速器合箱面处漏油，在减速箱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，在减速箱工作时，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箱壳体外面。 第三、减速箱油位过高。油位过高不仅增加齿轮搅动油的功率损失，润滑油飞溅严重进而增加漏油几率，而且还会导致油温不断升高，特别是夏季，环境温度高，会使油温增加，润滑油粘度下降，降低润滑性能，增加油的流动性和漏失量，直接影响齿轮和轴承的润滑，降低使用寿命。因此在使用时必须保持正常的油位
10、高度。 第四、减速箱密封处漏油。抽油机减速箱的外露轴头大多采用密封圈密封。它属于接触密封。缺点是在使用过程中，随着密封圈磨损量的增大，形成间隙，造成轴头密封处漏油；在减速箱上下部结合中缝处，随设备长时间动转，密封老化，也不同程度存在机油渗漏的现象。在动密封的轴头部位，采取更换或加入密封胶圈的方法，减少渗漏，达到堵漏的目的。减速箱轴头部位更换密封圈时，现场不可能将曲柄等部件拆下后再更换，所以必须将胶圈剪断后初步安装在轴头后，再进行粘接，进行最后安装。该种粘接剂，目前厂家不外卖，所以整改减速箱渗漏，可以通过协调厂家进行减速箱堵漏工作。 4、抽油机减速箱齿轮损坏的解决措施 很多原因都可以造成减速箱齿
11、轮的损坏，作为一个结构精密的设备，严格按照使用程序进行操作是必须的：在现场的使用过程中，当出现抽油机不平衡的时候，为了避免出现齿轮损坏的现象，要尽快调节抽油机的平衡。理论上来说为了降低减速箱齿轮的损坏就需要降低抽油机的冲次次数，可以调整参数来减小减速箱的损坏。抽油机的工作环境大多处于野外，环境相对而言比较恶劣，为了防止灰尘杂物以及雨水的进入，可以在盖板底下加垫子增加减速箱的密封性。 减速箱采用的润滑液是半流体状的，润滑液中混着的磨损掉的齿轮金属微粒，对于齿轮的磨损更加厉害。对于金属微粒的吸附可以采用磁性体吸附，可以设置几个磁性体在油箱中，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
12、含量，进而减少对减速箱齿轮的磨损。 5 抽油机串轴的解决措施 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是：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。 5.1 当两半从动齿轮中有一个过盈量不够时，在正扭矩产生的轴向分力作用下向外移动，在负扭矩作用下向内移动。如果只有正扭矩作用，没有负扭矩作用也不会产生串轴。当齿轮向外移动时，人字齿轮对中线也向外移动；当齿轮向内移动时，人字齿轮对中线也向内移动，从而造成串轴。 5.2 当两半从动齿轮中有两个过盈量不
13、够时，在正扭矩产生的相等轴向分力作用下，会使两半从动齿轮同时向外移动；在负扭矩作用下，会使两半从动齿轮向内移动。只有在两半从动齿轮向外和向内的移动速度和移动距离不等时，才会使人字齿轮对中线发生变化，产生串轴。如果两半从动齿轮移动速度和 移动距离相等时，或只有正扭矩作用而没有负扭矩作用时也不会有串轴现象的发生。 结语 抽油机的核心组成部分之一就是减速器，经常遇到的问题就是端盖与轴配合间隙处不同程度的漏油、渗油，抽油机工作组中的重要部件就是减速器，为了在增加转矩的同时降低转速，于是抽油机里普遍使用了减速箱，因其结构精密，容易发生故障，所以对其常见故障的处理就显得很重要了，本文通过剖析抽油机减速箱常见故障发生的原因，进一步提出了相应的解决措施，以期在实际生产中可以提供理论借鉴与指导。 参考文献 1. 闫焕景.抽油机减速器轴承润滑探讨分析J.机械工程师.2011(10) 2. 周汉鹏;郝卫国;李东平;沙德新;方建华.抽油机曲柄断裂原因及预防措施J.石油矿场机械.2007(12) 3. 姚谋谋;王煜.油田抽油机常见故障分析及处理方法J.产业与科技论坛.2011(04) 4. 贾恒然;王钊;杜军;聂绍军.游梁式抽油机二次减速装置的应用J.黑龙江科技信息.2009(01)
