抽油机减速箱故障的分析及处理建议

李爱华+赵静+陈伟

（胜利油田现河采油厂 山东东营 257000）

摘要：减速箱是抽油机的核心部件，其故障率占抽油机的94%以上，维修费用大，一套减速箱大修费用约为3.1万元，更换一套减速箱费用约为4.2万元。减速箱常见故障有减速箱漏油、齿轮损坏、串轴和轴承损坏，通过更换减速箱盖，调平衡，调冲次等现场处理方法，效果非常明显。

关键词：设备故障；减速箱；故障分析

1 抽油機减速箱常见故障

1.1 抽油机减速箱漏油

减速箱的漏油方式有多种，但最常见的是主动轴头、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。对于一些用内胀式刹车的减速箱（如37kN·m和48kN·m扭矩的减速箱），主动轴装刹车轮一侧比另一侧漏油更严重。

除上述几种情况外，减速箱常见的漏油部位还有以下3个。（1）沿减速箱合箱面处漏油；（2）沿减速箱上面的视孔盖处漏油；（3）沿减速箱底部的放油孔处漏油。

1.2 减速箱齿轮损坏

1.2.1齿轮损坏形式

现场最常见的减速箱齿轮损坏故障有断齿、齿轮非正常磨损等。据调查，油田现场齿轮损坏形式，除上述断齿和齿轮非正常磨损之外，还有齿面点蚀和剥落等损坏形式。齿面点蚀和剥落多发生在齿高中间部位的一定宽度和齿长范围内，这种形式多见于渐开线齿轮。

1.2.2断齿原因分析

目前，绝大多数抽油机减速箱都工作在不满载状态，因此超载荷断齿并不常见。对断齿齿轮具体分析表明，减速箱断齿主要是制造质量缺陷引起的。其一，齿轮铸造质量不好，如球墨化不够、铸造缺陷等。其二，齿轮精度不够，如齿轮啮合精度、运动精度等达不到要求。

1.2.3齿轮非正常磨损原因分析

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。影响非正常磨损的制造质量因素有：①齿轮材料不符合要求，造成非正常磨损； ②齿轮有砂眼、气孔和疏松、球墨化不够等缺陷存在；③热处理硬度不够或没有进行热处理；④齿轮啮合精度、运动精度达不到要求；⑤圆弧齿轮对中心距的误差敏感性很大，特别是中心距的正向误差，不仅降低了轮齿的弯曲强度，而且还增加了滑动磨损。

1.2.4齿轮点蚀与剥落原因分析

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。其破坏过程是：首先在齿面产生微小裂纹，润滑油进入疲劳裂纹，再经过多次反复的啮合作用，使裂纹不断扩展和延伸，润滑油随着裂纹的扩展与延伸不断向裂纹深部充满，直到有一小块金属剥落而离开齿面。这种现象破坏了齿轮的正常啮合性能。齿面发生点蚀的主要原因有：齿轮制造质量问题和管理使用不当两个原因。

1.3 减速箱串轴

目前，常用的抽油机减速箱多采用分流式人字齿轮传动，这种减速箱的输出轴依靠轴承进行轴向定位，输入轴、中间轴均采用无轴向约束的轴承，两轴均靠人字齿轮（或对称斜齿轮）由输出轴进行轴向定位。造成减速箱串轴的原因：断齿；过盈量不够；齿轮加工偏斜；两半从动齿轮实际的螺旋角误差、齿厚误差；齿面不均匀磨损和过早磨损、齿背发生变形等原因都会导致减速箱串轴。

1.4 减速箱轴承损坏

减速箱轴承损坏多发生在输出轴上，一方面是因为输出轴所受的径向力大，另一方面轴承间隙调整不当也是一个主要因素。现场调查分析中，润滑油质量不合格造成轴承损坏的现象比较严重。

2 采油十五队减速箱故障概况

采油十五队抽油机设备上存在问题较多，发生的故障次数也较以前同期增加。抽油机故障主要发生在抽油机减速箱、中轴承和曲柄销子上。采油十五队目前共有抽油机70台，去年共发生抽油机机械故障28井次，减速箱故障12井次，校机7井次，铁底盘损坏8井次，抽油机曲柄销子损坏4井次，中轴承损坏4井次，游梁损坏2井次。发生机械故障的抽油机多达30台，占运行抽油机总数的31.2%，抽油机发生故障的比例较大，减速箱故障比例最大。抽油机发生机械故障不仅降低了设备完好率，更重要的是给原油生产带来了无法弥补的损失。减速箱渗机油的共占71.4%。这明显说明，抽油机渗机油的情况是非常普遍的。目前抽油机运转时间都比较长，平均约在8年以上，减速箱长年缺乏按质更换机油和补注机油；同时从以往减速箱机油取样的情况来看，减速箱底层有泥状杂质的也不在少数。抽油机减速箱缺乏定期进行更换机油或进行机油过滤，确是我队目前的现状。

3 减速箱常见故障整改措施的几点意见

3.1减速箱漏油的整改措施

（1）是密封圈压盖采用易拆卸式结构， 密封圈采用开口结构；（2）是输入轴轴承处回油孔要适当加大。（3）减速箱盖板密封不严、丢失，自制呼吸阀不规范，容易进行入灰尘。这其中主要是在管理方面存在问题，首先在管理上不重视，润滑意识不强；再次减速箱盖板进料较少，没有合适乎规范的本身带有通气孔道的盖板可以安装。这完全可以进料后更换。（4）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。（5）减速箱油位过高，不仅增加齿轮搅动油的功率损失，润滑油飞溅严重增加漏油机会，而且还导致油温不断升高，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。为此，在使用时必须保持正常的油位高度。（6）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。（7）加大输出轴的回油孔，可防止输出轴漏油。

3.2减速箱齿轮损坏的整改措施

减速箱损坏的原因很多，在现场使用过程中，抽油机不平衡，通过调平衡的方法可以大大减少抽油机减速箱的齿轮损坏；从理论上来说，抽油机的冲次越小减速箱齿轮越不容易损坏，对于一些有异常的抽油机，通过调参的方法对保护减速箱可以起到很好的作用；抽油机工作在野外，环境恶劣，盖板下加垫子，更好的密封变速箱，使之不进灰尘、杂物和雨水。采用磁性体吸附金属微粒。减速箱采用半流体润滑液，磨损掉的齿轮金属微粒混在润滑液中，更加剧齿轮的磨损。建议在油箱中增加几个磁性体，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含量。