吉效科1 李寧會1 高長樂（lè）2 高徐生3 李寒傑3
（1.長慶油田公司設（shè）備管理處；2.新疆第（dì）三機（jī）床廠； 3.徐州（zhōu）東方減速器（qì）廠）
摘 要：減速器滲（shèn）漏油在抽（chōu）油機各種故障中所占（zhàn）比例Z高，是各油田抽油（yóu）機（jī）普遍（biàn）存在的問題，特別是在軸承（chéng）端蓋處滲（shèn）漏油現象尤（yóu）其嚴重。在對大量減速器滲（shèn）漏油的原因分析後，本著縮短回油路（lù）線、采取自然（rán）疏通的思路，采取（qǔ）了將減速器軸承外側（cè）進油改內側進油、改變減速器回油孔（kǒng）結構、減（jiǎn）輕回油孔的導油負載、改進軸承（chéng）端蓋為四（sì）級密封等措（cuò）施，並研製（zhì）了FSL型防滲漏減速器。試驗和現場應用表明，新型FSL型（xíng）防（fáng）滲漏減速器從結構上徹底（dǐ）解決了滲（shèn）漏（lòu）油問題，完全滿足現場使用要求，具有很高的推廣價值（zhí）。
關鍵詞：抽油機（jī）；減速器；防滲漏；技術（shù）改進
0 引言
減速器作為抽油機的核心組（zǔ）成部分，端蓋與軸配合間隙（xì）處不同程度的漏油、滲油是經常遇到的問題，長期困（kùn）擾著油田用戶和抽油機（jī）生產廠家。長慶油田采油二廠嶺中作業區2004年、2005年分別對油田抽油機故障進行了分類調查研究，結果發現抽油機減速器漏油分別占到了抽油機故障的21.8%和24.0%。2006年長慶油田對（duì）7個采油（yóu）單位抽油機故障進（jìn）行調查，發現漏油故障（zhàng）占13.73%，位居所有故障（zhàng）之首（shǒu），甚至有的單位生（shēng）產的減速器漏油故障比例高達（dá）30.63%。而且隨（suí）著抽油機使用年限（xiàn）的延長，減速（sù）器漏油故障比例也（yě）會不斷增加。各油田（tián）也積極探索采取了（le）迷宮密封（fēng）、油氈密封和橡膠（jiāo）密封等多種密封技術，這（zhè）些治漏方法都采取封堵手（shǒu）段（duàn）。這些密封（fēng）技術結構複雜，製造成（chéng）本較高，而且使用時間較短，需要頻繁更換，不能從根本（běn）上長期有效地解決抽油機（jī）減速器漏油的問題。
減速器滲（shèn）漏油問題主（zhǔ）要發生在伸（shēn）出軸與軸承蓋密封處、放油堵塞和各結合麵。滲漏油現象是多種因素（如結構（gòu）的合理性、適應性（xìng）和工藝性（xìng）等）的綜合結果（guǒ）。對減速器滲漏（lòu）的原因分析發現，大部分減速（sù）器軸承端蓋漏油大都是因回油孔回油不（bú）暢甚至堵塞所（suǒ）致，本（běn）著縮短回油路線、采取自然疏通的（de）思路，筆者提出將減速器軸承外側進油（yóu）改內側進油，改變減速器回油（yóu）孔結構，減輕回油孔的導油負載，改進（jìn）軸承端蓋為四級密封，並在（zài）此基礎上研製了FSL型防滲漏減速器。試驗現場和應用表明，該新型減速器（qì）能有（yǒu）效解決滲漏油問題，應用效果良好。
1 箱體上的回油孔（kǒng）結構改進
1.1 原結構分析
大（dà）多數減速器軸承蓋漏油大都是因回油（yóu）孔回油不暢甚至堵（dǔ）塞所致。圖1所示為現有減速器所（suǒ）采用的箱體回油結構形式。為了適合原來外側進（jìn）油方式，2回油孔所處位置較高，這樣一來，2回油孔中間的凹弧處始終儲存一些潤滑油，形成外側油池；而2回油（yóu）孔均是垂直孔直角連接（jiē）水平孔結（jié）構，在轉接處存在拐點。這種結構存在以下缺點：
（1）由於位置的（de）限製，2回油孔（kǒng）孔徑偏小，且油路（lù）很長，導致回油效能低，暢通性差。
（2）減速器中的潤滑油使用過程中會出現（xiàn）結（jié）蠟，再加上齒輪磨屑以及難免從各縫隙處進入減速器箱體內部（bù）細微的沙塵，均能汙染潤滑油，被汙染的潤滑油流經（jīng）回油孔（kǒng）拐點（圖1中B點）時雜質（zhì）就會發生變（biàn）速沉積，時間越長雜質沉積就越多，達到一定程度後這種效能差的回油孔就會被堵塞而（ér）失效，油池油位上升導致嚴重（chóng）漏（lòu）油。
（3）由（yóu）於很多減（jiǎn）速器的工作環境溫度很低，內部的（de）潤滑油（yóu）隨著溫度（dù）的降低而變粘稠（chóu），流動性會越來越差，而這種結構的回油（yóu）孔（kǒng）因油路細（xì）而長，且又為水平方向，這就很容易使回油速度變得緩（huǎn）慢，甚至導致堵塞。
1.2 新型（xíng）結構（gòu）分析
圖2為回油孔結構改進圖。針對原結構缺（quē）陷做了改進，首先將軸承蓋下（xià）方的螺栓移（yí）開、讓位，從而可以在軸承正下方增加回油腔（qiāng），同時將原水平方向的細長回油孔（Ø16mm）改成下傾夾角為45°的短程大孔（Ø20mm）。這種結構有如下優點：
（1）回油油路比原（yuán）結構明顯變短（縮短3/4左右），回油孔的尺寸也比原來加大，且油路與水（shuǐ）平方向呈45°夾角向下傾斜，在（zài）潤滑油的自重作（zuò）用下，大大增強了回油油（yóu）路的效能，即（jí）使潤滑油在低溫粘稠的（de）情況下也能順暢回流。
（2）由於這種結構的回油油路中不存在拐點，所以就不存在雜質沉積、堵塞油路的可能，更不會（huì）發生油池油（yóu）位升高而導致的嚴重漏油（yóu）問題。
2 潤滑軸承的進油方式改進
2.1 原外側進油結構分析
圖3為更改前外側進油結構（gòu）。由圖1及圖3結構可以看出，以往結構的軸承進油方式是軸承外側進油（相對於箱體中心線）；當油進來後（hòu），在箱體軸承孔的2回（huí）油孔中間位置形成油池，以（yǐ）滿足軸承潤滑所需潤滑油。這種在軸承外側的油池的缺點是：①進（jìn）油量過大（dà）時，回油孔的導流負載隨之增（zēng）大，一旦回油不暢就會使油池油位異常升高；②不可避免的雜質Z容易在此產生淤積（jī），其結（jié）果（guǒ）是漫及並堵塞回油孔，進而抬（tái）高油位，造成軸承蓋處嚴重漏油。
2.2 新內側進油結構分析
圖4為更改後內側進油結構。FSL型防滲漏（lòu）減速器將外側進油改成（chéng）內側進油。當油進來時，先在圖4所示的C區域形成由（yóu）D麵控製高度的、保證滿足軸承潤滑的油池（chí）（D麵為加工麵，能準確保證油池（chí）內油位的高低），潤滑後向外側溢出的油可經回油孔迅速返回箱內；而當進油量（liàng）過多時，多餘的油（yóu）能（néng）直接越過D麵流回箱體，從而大大減輕了回油孔的導流負載，也就降低了軸承蓋漏油的可能性。另外，各種雜質隻會在C區沉積（jī），而並不會（huì）造成軸承蓋處油位（wèi）升高，從而有效避免了軸承蓋漏油。
3 軸承蓋密封結（jié）構改進
筆者（zhě）在分析（xī）、研究以往的軸（zhóu）承蓋結構形式利弊的基礎上，改進了軸承的結構。
3.1 原軸承蓋（gài）密封方式
圖（tú）5為更改前軸承蓋結構圖。以往軸承蓋密封結構為內側迷宮密封與外側油氈密封相結合的二級密封，主要缺點是：密封措施單薄，從軸徑外（wài）溢的油量（liàng）較大，且回油腔太（tài）短。
3.2 新型軸承蓋多級密封方式
圖6為更改後軸承蓋結構圖，可以看出，更改後的軸承（chéng）蓋結（jié）構為四級密封，具體結構如下。
（1）新（xīn）增的一級密封為隨軸旋轉的密（mì）封（fēng）環與軸承蓋內孔的迷宮密封，迷宮（gōng）槽（cáo）設在密封環外圓。
（2）Z大限度地加（jiā）大了（le）回油腔的軸向尺寸，這樣就大大增加了沿軸徑的滲油路徑長度。
（3）第3級密封仍沿用原迷宮密封方式。
（4）第4級密封有2種結構（按需選用）：采用旋（xuán）轉軸唇型密封圈密封方式，即骨架油封；采用車氏（shì）密封，即耐磨的四氟乙（yǐ）烯密封圈加O形密（mì）封圈補償功能。
這些綜合措施的優點是：密（mì）封環所形成的第1級密封有效地阻斷了向外溢出（chū）的油；此處漏出的少量潤滑油又能順著（zhe）較長的軸表麵流落到（dào）回（huí）油（yóu）腔中，然後從回（huí）油腔Z下方的回油（yóu）孔流入箱體回（huí）油（yóu）孔（kǒng）；而且從另一角度考慮，回（huí）油腔通過軸承蓋的回油孔、箱體（tǐ）上（shàng）的（de）回（huí）油（yóu）孔，與箱體內腔連接在（zài）一起，從而使一級密（mì）封兩端（duān）的氣壓相等，防止了因為（wéi）箱體內腔溫度高形成氣（qì）壓差（chà）而把（bǎ）油擠出去，這也大大減小（xiǎo）了漏油的（de）概率。對200多台減速器（qì）進（jìn）行試驗並經過大量的數據分析後發現，回油腔（qiāng）的長度越長，漏油的概率就越小，當回油腔的長度長於30mm時，就不（bú）會出現漏油情（qíng）況（kuàng）了。
4 新軸承蓋內密封環結構（gòu）
普通密封環在外側台階處均為90°[1]。圖7為更（gèng）改後密封環結構圖。從（cóng）圖可以看出，密封環外側台階處的相鄰兩麵均為斜麵。這種（zhǒng）結構的好處是，當有潤滑油落到密封環上時，它會順（shùn）著斜立麵流到A處，然後又會順著A處的槽流到密封環的（de）下方回油腔，進而流回（huí）箱體內，這樣阻止了潤滑油從密封環上流到軸上，也就大大減小了油順著軸流出軸承蓋的可能（néng）性。
5 箱體放油孔的結構（gòu）
抽油機用減速器在放油孔處的滲（shèn）漏也非常（cháng）普遍，這不但浪費了潤滑油，增加了使用成本，也嚴重影（yǐng）響了整機（jī）的（de）外觀質量（liàng）。這也是減速器廠家迫切（qiē）需（xū）要解決的問題之一。
5.1 原放油孔的結（jié）構
減速器（qì）的箱體（tǐ）材料是HT200，而放油堵材料為45#鋼。出現漏油現象（xiàng）的主要原因有以下（xià）2點：
（1）由於兩（liǎng）者（zhě）材質（zhì）的硬（yìng）度差別很大，在經過幾次拆卸後，材質較軟箱體上的螺紋精度會降低，甚至爛扣，不能起到密封作用，從而產生了漏油；
（2）減速器的放油孔內側多為斜麵（圖8），在加工的過程中，由於鑽孔後段上下不對稱，導致鑽出的孔就會失圓（yuán）且和中心線發生傾斜，在攻絲時自然就不可能攻出符合（hé）要（yào）求的螺紋，這也容易產生放（fàng）油孔漏油。
針對以上問題，筆（bǐ）者改進了（le）箱（xiāng）體放（fàng）油孔的結（jié）構（gòu），如圖（tú）9所示。
5.2 新型放油孔結（jié）構
在改進的結構（gòu）中增加了一個放油套管，放油套（tào）管的材料和放油堵材料均為45#鋼，並且成對加工而成。這種結構在加工過程中很容易保證螺紋的精度，增強了螺紋密封的效果，延長了使用壽命，從而解決了原反（fǎn）複拆卸後就失效、甚（shèn）至爛扣問題，杜絕（jué）了放油堵處的漏油情（qíng）況。放油套管和箱（xiāng）體處采用加（jiā）墊並塗密封膠的密封方式，這種密封方式非常成熟，也不會存在漏油的情況，這樣就在（zài）整體（tǐ）上杜（dù）絕了放油孔處漏（lòu）油的現象。考慮到有些油田存（cún）在（zài）放油堵被偷盜現象，也可以將放油管和箱體采取過盈配合方式，並且配（pèi）備防盜螺栓，這樣不但避免了漏油（yóu）現象，也（yě）解決了放油堵被盜的問題。
6 減壓透（tòu）氣（qì）裝置
減速器（qì）工作時，齒輪的磨擦會產生熱量，使減速器內部溫（wēn）度比外界溫度高，致使減（jiǎn）速（sù）器內部氣壓高於外部環境，從（cóng）而產生漏油等一係（xì）列問題，為此每台減速器都會配有減壓透氣裝置。
6.1 直通式透氣塞
過去大（dà）都使用直通（tōng）式透氣塞，如圖10所示。
直通式透（tòu）氣塞有如下缺陷：
（1）這種結構的（de）出氣（qì）孔偏小，排氣阻尼大，減壓效果差；
（2）透氣孔與外界是直（zhí）接連接的（de），沙塵就會從透氣帽的（de）小孔進入減速器，不但有（yǒu）可能損壞減速器軸（zhóu）承，還有可能堵塞回油孔（kǒng），產生漏油；
（3）這種（zhǒng）結構沒有防水裝置（zhì），當減（jiǎn）速器所處環境下（xià）雨時，雨水會從透氣孔進入箱體，從而（ér）鏽蝕齒（chǐ）輪和軸（zhóu）承，影響減速（sù）器壽命。
6.2 改型的呼吸閥
基於上述分析（xī），筆者改用（yòng）了呼吸閥，其結構如圖11所示。
這種結構可有效避免直通式透氣塞存在（zài）的不足（zú），它（tā）具有（yǒu）如下特點：
（1）加大了透氣孔和透氣（qì）效能（原有效透氣麵積為100.53mm2，更（gèng）改後（hòu）為1274.23mm2，有效麵積（jī）比原結構增加了11.7倍）， 可以有效降低箱體（tǐ）內氣壓，避免了（le）由氣壓差產生的漏油（yóu）。
（2）在透氣孔中間加裝了銅絲網，有效防止了沙塵（chén）的進入。
（3）呼吸閥的傘型蓋能避免雨水（shuǐ）進入箱體，延長了減速器的壽命。
7 減速器殼體時效處理
為了防止箱體合箱麵處漏油，在組裝合箱時，可能發生合箱麵上留有鐵屑使合箱麵不嚴而發生漏油，另（lìng）外減（jiǎn）速器經過一段時間使用之後，殼體（tǐ）發生變形（xíng），造成合箱麵不平，貼合不（bú）緊而發生漏油（yóu）。為防止殼體變形，需要對減速器殼體進行時效處理，可防（fáng）止殼體變形，避免沿合箱麵（miàn）處漏油。目前有3種（zhǒng）時效方法，即自然時（shí）效、人工時效和（hé）振動時效，廠家可根據工廠條件進行選擇和處理。
8 試驗與現（xiàn）場應用
2009年4月初，對徐州東方減速器廠生產的1台減速器進行了室內（nèi）試驗。通（tōng）過衝次在2.0、2.4和5.0min-1的情（qíng）況下的試驗，減速器正向轉（zhuǎn）動，各種衝次下中間軸和輸出軸潤滑供油，回油暢通。
2009年5月開始，改進後的新型FSL型防滲漏減速器先（xiān）後在長慶油田（tián）超低滲第二項目部、采油八廠投入現場工業試驗，500多（duō）台防滲（shèn）漏減（jiǎn）速器都運行正常，受到各（gè）級設備管理人員和維修（xiū）人員的好評。
9 結（jié）論
（1）針對減速器漏油問題，采取了將減速器（qì）軸承外側進油改內側進油，改變減速器回油孔（kǒng）結構（gòu），減輕回油（yóu）孔（kǒng）的導油負載，改進軸承端蓋為四級密封（fēng）等措施，同時研製了FSL型防滲漏減速器，從（cóng）結構上（shàng）徹底解決了滲漏油問題。
（2）試驗和現場應用表明，FSL型防滲漏減速器（qì）完全（quán）滿（mǎn）足現場使用要求，具（jù）有很高的推廣價值。
參考文獻
[1]成大先.機械設計手冊[M].北京:化學工業出版社,2004
來（lái）源：《石油機械》2010年第38卷第9期
