抽油機(jī)減速器輪軸類部件冷壓裝配工藝技術(shù)研究

王立輝，高文慶，姜義軍，杜建明

（大慶油田裝備制造集團(tuán)抽油機(jī)制造分公司，黑龍江 大慶 163255）

隨著石油行業(yè)油價逐漸走出嚴(yán)冬，日趨回暖，采油設(shè)備抽油機(jī)市場需求量日益攀升，企業(yè)為了繼續(xù)生存，“提質(zhì)增效”成了企業(yè)良性發(fā)展永恒不變的主題。轉(zhuǎn)變觀念，謀求變化，在變化中謀求發(fā)展。本文圍繞目前機(jī)械采油設(shè)備需求現(xiàn)狀及制造能力存在的問題，以“技術(shù)研究”為關(guān)鍵點(diǎn)，闡述了對現(xiàn)有采油設(shè)備制造過程進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新的重要性。

1 抽油機(jī)減速器輸出軸總成裝配現(xiàn)狀及存在問題

抽油機(jī)減速器輸出軸總成裝配現(xiàn)狀。隨著采油設(shè)備抽油機(jī)市場需求量的日益增加，全國最大的抽油機(jī)生產(chǎn)企業(yè)面臨著嚴(yán)峻的供貨挑戰(zhàn)，因此，謀出路、謀發(fā)展、改變生產(chǎn)方式刻不容緩。“千里之行，始于足下”，細(xì)化生產(chǎn)過程，合理合規(guī)地剔除制約生產(chǎn)效率因素，以提升產(chǎn)品日增量。輸出軸總成是抽油機(jī)減速器核心傳動部件，其工作原理是通過齒輪嚙合減速增矩，進(jìn)行動力輸出，實(shí)現(xiàn)采油的目的。抽油機(jī)減速器輸出軸總成由人字輪、輸出軸、平鍵組裝而成，裝配方式先將人字輪經(jīng)輪軸加熱箱加熱15h 后，再與輸出軸通過平鍵連接進(jìn)行總成裝配，嚴(yán)重制約抽油機(jī)年產(chǎn)量。

抽油機(jī)減速器輸出軸總成裝配存在問題。

（1）輸出軸總成裝配存在安全風(fēng)險。熱裝配前，人字輪需加熱至220℃高溫后實(shí)施總成裝配，由于高溫作業(yè)，存在燙傷隱患。

（2）QHSE 環(huán)保健康。人字輪加熱保溫15h 后進(jìn)行裝配，因上序滾齒加工后工件上附著冷卻。

（3）裝配效率低。①人字輪單件加熱保溫15h；②輪軸加熱箱加熱人字輪1 ～3 件/次；③單班均裝配輸出軸總成數(shù)量10 ～12 臺套。目前裝配工藝年生產(chǎn)減速器3120 臺，不能滿足4000 臺減速器生產(chǎn)需求。

（4） 成本高。 單件人字輪加熱保溫需要15h，齒軸加熱箱功率30kW，人字輪完成加熱到裝配耗電30kW×15h=450kWh。用電成本過高，導(dǎo)致產(chǎn)品附加值低。

2 抽油機(jī)減速器輸出軸總成裝配方式創(chuàng)新

抽油機(jī)減速器輸出軸總成裝配以往都是采用熱壓工藝，其流程見圖1。

圖1 熱壓裝配工藝流程圖

針對輪軸裝配存在的問題，運(yùn)用TRIZ 工具，首先開展九屏圖分析（見圖2）。

圖2 輸出軸總成熱裝配九屏圖

從圖中分析得到，輸出軸總成熱裝配工序復(fù)雜，電能消耗較多，有必要改變輸出軸總成裝配方式。從因果鏈分析影響輸出軸總成裝配效率問題（見圖3）。

圖3 輸出軸總成裝配效率分析

從圖中可以發(fā)現(xiàn)，人字輪提升溫度緩慢，裝配效率低，需要提高加熱箱電阻絲功率或者增加加熱箱數(shù)量。輸出軸總成裝配包括系統(tǒng)內(nèi)組件分別是人字輪、輸出軸、平鍵、加熱爐和重錘，超系統(tǒng)組件分別是操作者、箱體和軸承。根據(jù)實(shí)際情況得知，加熱箱和重錘材料不充足，影響效率。將輸出軸總成裝配內(nèi)組件及其功能結(jié)合在一起，建立功能分析模型（見圖4）。

圖4 功能分析模型

從圖中可以發(fā)現(xiàn)，加熱爐需要持續(xù)給人字輪加熱，重錘又需要不斷敲擊輸出軸，從而確保裝配順利進(jìn)行，由于加熱爐和重錘數(shù)量有限，所以考慮將二者棄置，取消加熱過程，采用壓力機(jī)裝配通過現(xiàn)場壓力機(jī)裝配實(shí)驗(yàn)，證明該實(shí)施方案的有效性。采用冷壓裝配法，動力設(shè)備為300t 壓力機(jī)。

該冷壓裝配法工藝流程為：齒輪進(jìn)廠—齒輪油污清洗—壓力裝配輪軸—成品。

該流程采用鑄鐵件輪軸冷壓裝配工藝。同時，對設(shè)備采取了專業(yè)化改造：對壓力機(jī)輸送裝置、起升裝置進(jìn)行改造改進(jìn)。輪軸冷壓裝配，解決了減速器輪軸總成裝配附加值低、效率低、油煙污染、安全隱患等問題，效果顯著，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。對比原裝配工藝，日產(chǎn)量提高到3.5 倍，降低電量消耗90%,極大地減輕了勞動強(qiáng)度。此工藝已完成實(shí)驗(yàn)階段，對現(xiàn)場常用機(jī)型的輪軸總成裝配（JSQ2026/2027/2053）實(shí)現(xiàn)全面覆蓋。

3 效益評價

抽油機(jī)減速器年產(chǎn)3120 臺：年創(chuàng)效335.8×3120=104.77萬元。輪軸采用冷壓裝配方式，解放2 名操作者，用工成本每人每年10.08 萬元。采用冷壓裝配方式后，年可創(chuàng)效104.77+10.08×2=124.93 萬元。

此技術(shù)創(chuàng)新成果不僅能滿足我們公司全年各機(jī)型減速器輪軸總成的裝配任務(wù)，該項(xiàng)成果可推廣應(yīng)用于機(jī)械行業(yè)輪軸類、軸承類等過盈裝配領(lǐng)域。

4 結(jié)語

通過改變裝配方式，將熱壓裝配改為冷壓裝配，解決了減速器輪軸總成裝配附加值低、效率低、油煙污染、安全隱患等問題，效果顯著，實(shí)用性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)效益顯著，并可以將該技術(shù)工藝推廣應(yīng)用到機(jī)械行業(yè)輪軸類、軸承類等過盈裝配領(lǐng)域。