鐓鍛機(jī)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(guó)石油集團(tuán)渤海石油裝備制造有限公司第一機(jī)械廠(chǎng)，河北滄州 062658）

0 引言

某公司2007年投產(chǎn)鉆桿管體管端加厚生產(chǎn)線(xiàn)，鐓鍛機(jī)為機(jī)械式鐓鍛機(jī)，型號(hào)KTU-S 630/3000。該設(shè)備擁有兩個(gè)工位，可以實(shí)現(xiàn)一次加熱、兩次鐓鍛，對(duì)無(wú)縫管管端加熱后進(jìn)行鐓鍛加厚。

1 機(jī)械鐓鍛機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理

機(jī)械鐓鍛機(jī)的主動(dòng)力源是主電機(jī)，主電機(jī)通過(guò)皮帶帶動(dòng)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(jī)構(gòu)控制工位的打開(kāi)和閉合，通過(guò)偏心軸和抓緊力調(diào)整裝置來(lái)調(diào)節(jié)工位閉合時(shí)的下壓力，在上鉗口下壓力的作用下固定管端在模具內(nèi)，鐓鍛滑塊和沖模通過(guò)連桿與鐓鍛曲軸連接，并在鐓鍛曲軸的作用下實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱管端的快速鐓鍛（圖1）。

圖1 KTU-S 630/3000機(jī)械鐓鍛機(jī)結(jié)構(gòu)

2 故障現(xiàn)象

在工作過(guò)程中，鉆桿管體由配套搬運(yùn)設(shè)備移動(dòng)，放入鐓鍛機(jī)第一工位模具中，夾持曲軸剎車(chē)松開(kāi)，夾持曲軸離合閉合，夾持曲軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)至下部端點(diǎn)夾持曲軸離合松開(kāi)，夾持曲軸剎車(chē)閉合，帶動(dòng)上鉗口閉合，將鉆桿管體夾住，鐓鍛曲軸剎車(chē)松開(kāi)，鐓鍛曲軸離合閉合，鐓鍛曲軸旋轉(zhuǎn)一周，對(duì)鉆桿管體端部進(jìn)行快速鐓鍛加厚，鐓鍛曲軸剎車(chē)閉合，鐓鍛曲軸離合松開(kāi)，鐓鍛曲軸回到原點(diǎn)，夾持曲軸剎車(chē)松開(kāi)，夾持曲軸離合閉合，夾持曲軸旋轉(zhuǎn)，夾持曲軸旋轉(zhuǎn)回到原點(diǎn)，帶動(dòng)上鉗口抬起，第一工位動(dòng)作完成；配套搬運(yùn)設(shè)備將鉆桿管體移動(dòng)到第二工位，鐓鍛機(jī)重復(fù)第一工位的動(dòng)作進(jìn)行工作。

鐓鍛曲軸在旋轉(zhuǎn)工作中接觸到模具內(nèi)的管體時(shí)，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(fā)生異常移動(dòng)，影響了鐓鍛曲軸的運(yùn)行軌跡，進(jìn)而造成鐓鍛曲軸不能旋轉(zhuǎn)回原點(diǎn)，鐓鍛機(jī)無(wú)法進(jìn)行后續(xù)工作。檢查發(fā)現(xiàn)，由于鐓鍛曲軸座孔上部為開(kāi)放狀態(tài)，鐓鍛機(jī)工作過(guò)程中，為了清除模具中遺留的剩余潤(rùn)滑劑或管端掉落的氧化皮等雜質(zhì)，保證加厚管端的質(zhì)量，每個(gè)鐓鍛節(jié)拍結(jié)束，鐓鍛機(jī)鉗口的水管線(xiàn)和壓縮空氣管線(xiàn)都會(huì)打開(kāi)，對(duì)模具進(jìn)行噴水和壓縮空氣吹掃鉗口的雜質(zhì)，部分雜質(zhì)從鐓鍛曲軸座孔上部的開(kāi)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(chǎn)生不規(guī)則的2 mm間隙，因此工作過(guò)程中鐓鍛曲軸座與下基座發(fā)生互相碰撞，自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)停止，造成鐓鍛機(jī)故障。

3 修復(fù)處理及預(yù)防措施

3.1 維修方案

針對(duì)該故障問(wèn)題，制定了拆解鐓鍛機(jī)鐓鍛曲軸的方案，同時(shí)修復(fù)鐓鍛曲軸兩側(cè)座孔，測(cè)量修復(fù)后的鐓鍛曲軸座孔尺寸，根據(jù)鐓鍛曲軸座孔的修復(fù)尺寸，設(shè)計(jì)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(dòng)鐓鍛機(jī)下基座需要?jiǎng)佑?00 t履帶吊，且國(guó)內(nèi)沒(méi)有合適的加工工具來(lái)加工下基座的鐓鍛曲軸座孔，所以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，自行設(shè)計(jì)了鐓鍛曲軸座孔加工工具，對(duì)下基座兩側(cè)的鐓鍛曲軸座孔同時(shí)進(jìn)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(jīng)過(guò)檢驗(yàn)工具測(cè)量，鐓鍛曲軸和下基座孔之間間隙為0，鐓鍛機(jī)試運(yùn)行期間平穩(wěn)正常。

圖2 鐓鍛曲軸拆解維修

圖3 鐓鍛曲軸座孔修復(fù)工具

3.2 預(yù)防措施

為防止吹掃鉗口的雜質(zhì)從鐓鍛曲軸座孔上部的開(kāi)放部位落到鐓鍛曲軸座與下基座孔間，設(shè)計(jì)了壓蓋，對(duì)鐓鍛曲軸座孔上部進(jìn)行封閉處理（圖4）。在鐓鍛機(jī)鐓鍛滑塊上方，安裝橡膠簾擋，阻擋吹掃雜質(zhì)向后方鐓鍛曲軸處飄落。修改操作保養(yǎng)手冊(cè)，對(duì)操作保養(yǎng)人員進(jìn)行培訓(xùn)，要求定期對(duì)鐓鍛曲軸座與下基座位置進(jìn)行清理，保證該位置的清潔。通過(guò)實(shí)際實(shí)驗(yàn)和觀(guān)察，調(diào)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(zhì)被有效吹掃的同時(shí)節(jié)約了能源。

圖4 鐓鍛曲軸座孔修復(fù)后

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)汲取經(jīng)驗(yàn)、創(chuàng)新方法，對(duì)鐓鍛機(jī)進(jìn)行了維修改造，同時(shí)制定了對(duì)該位置定期維護(hù)保養(yǎng)的制度，調(diào)整了鐓鍛機(jī)運(yùn)行參數(shù)，對(duì)操作保養(yǎng)人員進(jìn)行了相關(guān)培訓(xùn)。自設(shè)備修復(fù)以來(lái)，鐓鍛機(jī)已經(jīng)平穩(wěn)運(yùn)行約6個(gè)月時(shí)間，鐓鍛加厚鉆桿管體約1萬(wàn)噸，經(jīng)過(guò)檢查鐓鍛曲軸座與下基座孔之間間隙為0，未發(fā)生異動(dòng)磨損，徹底解決了該故障，設(shè)備運(yùn)行良好，有效保證了公司的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)工作。