2000型压裂车变矩器PTO易损原因分析及建议

2016-03-14车昊阳李海洋川庆钻探工程公司长庆井下技术作业公司陕西西安710018

化工管理 2016年21期

车昊阳　李海洋（川庆钻探工程公司长庆井下技术作业公司，陕西　西安　710018）

车昊阳李海洋（川庆钻探工程公司长庆井下技术作业公司，陕西西安710018）

变矩器PTO（取力器）作为变矩器的辅助装置，主要用于完成动力的输出。由于2000型主压车的PTO安装在变矩器的上方，PTO发生故障时产生的异物会进入变矩器中，破坏变矩器的零部件，从而出现大的设备故障。本文通过对变矩器PTO损坏故障的分析，找出原因，制定相应的对策，避免大的设备故障，减少损失。

压裂车；变矩器；PTO；设备故障

1　目的意义

该车型台上部分使用的变矩器为美国艾利逊公式生产的Allison 9800M系列变矩器，PTO选用的是派克汉尼芬公司（Parker Hannifin Corporation）生产的CHELSEA型PTO。该PTO安装在Allison 9800M变矩器的上方，与变矩器联通，因此当PTO发生故障时，产生的异物（铁屑、轴承滚珠、轴承架、断齿等）会通过联通部分进入到变矩器，轻则会造成变矩器油路堵塞，内部零件超常规磨损，重则会完全破坏变矩器内部零件，以至于变矩器报废。

2　故障概况

2.1齿轮折断：不同于常见的齿轮齿根断裂，PTO齿轮的折断部位出现在PTO中间齿的节线附近，且多数都是偏向动力输出端的一半折断。

2.2轮齿点蚀、胶合：齿轮的点蚀也多出现在PTO中间齿的节线上方，且点蚀面不均匀，呈“梯形”，偏向动力输出端一侧点蚀面积大，点蚀程度高，齿面有金属剥落，部分齿齿尖出现崩裂现象。齿面上形成垂直于节线的划痕状胶合。

2.3轴承保持架碎裂，滚珠脱落：PTO两根平行轴分别采用的是圆锥滚子轴承和圆柱滚子轴承。

PTO的轴承故障主要表现在Ⅰ、Ⅱ号轴承轴承保持架碎裂，轴承滚珠脱落，脱落的滚珠和碎裂的轴承架进入到变矩器内部，当变矩器高速运转时会破其内部结构。

3　故障原因分析

3.1齿轮折断原因分析

一般而言齿轮受较大的过载或冲击时会发生突然断齿，但多数折断位置出现在齿轮根部。可以看出PTO中间齿的断裂却出现在节线附近，且齿轮只是部分折断，中间齿的圆柱滚子轴承散架，同时PTO输出齿和PTO中间齿的啮合出现了错位，只有部分齿面接触，齿轮沿齿宽方向约2/3处折断，其余1/3齿面接触点很少，无明显损伤痕迹，各齿的断口基本相同，有明显的塑性变形，断口参差不齐。

因此可以判断这是由于齿轮负载突然加大，加之润滑不足，散热不良，齿轮轴出现轻微变形，相啮合的两个齿轮中心距变大，传动的平稳性降低，使得轴承散架；同时齿轮轴因变型产生的轴向应力，使得相互啮合的两个齿轮出现轴向位移，齿轮脱离啮合，啮合面积减小，齿轮单位面承受的剪应力加大，出现的咬齿、断齿现象。

3.2齿轮点蚀、胶合现象分析

从PTO中间齿轮齿面局部磨损情况分析，中间齿轮沿齿宽方向存在载荷分布不均匀现象，存在明显“偏载”，使得点蚀面呈现“梯形”，壳体不同程度的磨损，齿轮轴轴向串动。

3.2.1箱体误差：齿轮箱中心线的平行度误差是齿轮偏载最直接的因素，它包括水平方向的平行度误差和垂直方向的平行度误差，它们的最终表现形式是一对正常齿啮合时，沿齿宽方向侧隙值的变化，以及接触斑点的变化。

3.2.2安装误差：齿轮在往轴上安装时，齿轮内孔与轴配合要适当，保证齿轮定位端面与轴的垂直度和齿轮节圆与轴的同轴度，否则齿轮歪斜就会造成两齿轮的平行度误差；另外，与PTO输出齿轮相配套使用的轴承，为圆锥滚子轴承，这种轴承安装精度要求较高，轴承间隙调整不易，会影响两齿轮轴的平行度，使得两平行轴不再平行，导致齿轮偏载.

3.2.3使用误差：轴向力是齿轮传动中的不利因素，即使在两个直齿轮的

啮合中也不可避免的出现轴向力。由于轴向力的存在，加速了圆锥滚子轴承的磨损，轴承磨损后，轴向间隙增大，在负载作用下，两齿轮轴线呈空间交叉状态，即两齿轮轴线的平行度产生了误差，加速箱体轴孔的不均匀磨损，使两轴线不平行造成偏载。