抽油机减速器轴端密封结构分析.docx

抽油机减速器轴端密封结构分析张惠民1 ,胡建启2(1 . 中石化管道储运公司 , 江苏 徐州 221008 ; 2 . 兰州石油机械研究所 , 甘肃 兰州 730050)摘要 :随着人们对抽油机减速器质量要求的不断提高 ,给减速器轴端密封提出了更高要求 ,文章通过介绍常用 、新型的轴端密封结构形式 ,说明如何对减速器轴端密封进行设计和改进 。关键词 : 减速器 ;密封 ;泄漏 ;轴端中图分类号 : t e9331102文献标识码 : athe structure analysis on the a xial end seal ing of pumping un it reducerzhan g hui2ming1 , hu j ian2qi2( 1 . pi pel i ne s torage an d t rans port at ion com pany , x uz hou 221008 , chi n a ;2 . l anz hou pet roleu m m achi nery resea rch i nst i t ute , l anz hou 730050 , chi n a)abstract : at p resent ,t he reducer qualit y is highly requseted by t he users ;t he requirement of sealing o n axial end is also p ut fo rward. the paper int ro duces t he co nventio nal and new sealing st ruct ure and p resent s how to design and imp rove fo r such said sealing st ruct ure .key words : retarder ; seal ;leak ; axis end抽油机使用的减速器多采用二级分流对称式人字齿轮传动 ,抽油机在工作过程中 ,减速器输入 、输 出轴端盖轴孔部位最易发生渗油 ,其主要原因是由 于减速器箱体内内外压差不为零所至 。另外 ,轴端 密封结构形式和设计参数选择不合理 ,也大大影响 了密封效果 。文章通过对减速箱轴端所使用的各种 密封结构形式进行分析 ,为设计和改进轴端密封提 供借鉴 。图 1 为抽油机减速器主动轴和从动轴可使 用的各种密封形式结构示意图 ,其结构形式有迷宫 密封 、离心和挡油密封和唇形密封 3 类 。是一种限制转轴与轴承端盖之间泄油的装置 , 原理如图2 ,由于箱体内压的作用 , 当 油流通过转轴与端盖之间狭 窄径向空隙和端盖上开设的 多个槽时 , 油液在密封槽内 将形成涡流 ,产生阻力 ,逐渐图 2 直通式迷宫密封减小其压力 ,当泄漏通道两端压力平衡时 ,即可封严不漏 。涡流阻力大小由阻力系数 表示 。计算时 , 可近似假设迷宫圆环为平面 ,即油流沿平面可自由 流动 。令自由流的宽度 b r 为则b r = 0 . 24 ab + c ,式中 , b 为迷宫的密封腔长度 ; a 为油流结构系数 ,取 a = 0 . 090 . 11 mm ,常取 0 . 1 mm ; c 为端盖与轴 间隙 ,取 c = 0 . 250 . 50 mm 。设计时 ,应使密封腔宽度 w b r , 则单腔阻力系数 = 1151 - ( c/ w ) 2 。当有 z 个密封腔时 ,迷宫总阻力系数 = n。图 1 各种密封形式结构示意迷宫密封11 . 1直通式迷宫密封 它是最常用的密封结构形式 ,用于轴承端盖处 ,收稿日期 :2004201223作者简介 :张惠民 (19602) ,男 ,陕西渭南人 ,高级工程师 ,现从事机械设计和技术管理工作 。90 oil fieldequipment2004 vol . 33 5根据阻力系数 ,可得最佳密封结构 ,推荐值如表 1 。表 1 迷宫密封设计参数密封 ,其基本原理都是利用转子旋转带动流体产生离心力的作用 ,将液体介质沿径向甩出 ,以阻止流体 介质进入泄漏缝隙 ,从而达到密封的目的 。甩油环 设置在主动轴上 ,甩油盘则设置在从动轴上 ,它们都 安装在靠近轴承端盖处 。设计时 ,甩油环和甩油盘外径都应小于轴承外圈的内径 ,并保证回油畅通 ,甩 油盘加工有挡油凹槽 ,甩油环外沿有 45斜面 。2 . 2 挡油密封挡油密封 (如图 1) 是在轴承的最前端设置一个 挡油盘 ,以阻挡小齿轮直径小于轴承直径时 ,从斜齿 轮啮合节点部位挤射出来的润滑油 ,挡油盘外径比 小齿轮分度圆直径大 36 mm ,当齿轮分度圆直径 小于轴承内圈直径时 ,可不设挡油盘 。常用值/ mm推荐值/ mm备注越 小 越 好 , 过 小 , 端盖孔易磨损b 6 . 008 . 006 . 00c 0 . 200 . 350 . 25 0 . 05w b r尽 可 能 薄 , 保 持 尖角 ,不要倒角w 1 . 501 . 601 . 60越多越好 ,z 大 ,端盖轴向尺寸大1100s 0 . 502 . 00 z 4 . 006 . 00 5 . 00 1 . 2锯齿形迷宫密封如图 3 ,它是直通式密封的改进形式 ,密封效果 优于直通式密封 。它由 2 级封油刃口组成 ,用来阻止润滑油从齿轮箱内腔泄出 ,2 组中间有一个区间 , 可用作充气增压或泄油回油的通道 ,对于气平衡抽 油机 有 气 源 的 装 置 较 适 用 , 通 常 , 只 要 有 6190 13179 k pa 的压差 , 就能够有效地防止润滑油的泄 漏 。对于无气源装置 ,可在这一区间设置泄油通路 ,即使有油从第 1 级刃口组泄出 ,也仍将回流到齿轮 箱内 ,参数选择与直通式密封相同 。1 . 3参差迷宫密封图 4 为图 1 参差迷宫密封放大图 ,它由直通式 和叠加式迷宫密封组成 ,主要是从动轴端面的一种改进形密封 ,特别适用于低转速轴 ,密封效果优于前 二者 ,它由密封腔 、大迷宫 、小迷宫和 v 形圈组成 。 密封腔和大迷宫与端盖为一体并有泄油通道 。工作 时 ,它与轴形成多个油挡 ,产生密封作用 。小迷宫用 埋头螺钉固定在轴上 ,与轴一起旋转 ,另外 ,由于增 加了 v 形圈 ,即降低了大小迷宫的设计要求 , 又使组合密封成为全闭环系统 ,做到了零泄漏 。唇形油封33 . 1泛力油封图 5 是图 1 泛力油封的放大 图 ,它是一种新型的 、高性能的 、 高耐用度的旋转轴油封 , 由不锈 钢外壳和低磨损的特殊密封唇构 成 ,可在润滑或无润滑条件下工作 ,有单唇和双唇 ,有或没有防尘图 5 泛力油封放大示意唇的多种形式 ,特别适用于润滑不良 ,腔内外有压力差 ,转速较快的减速器轴端密封 ,可取代通用的唇形 密封 。3 . 2v 形油封v 形油封 ( 如图 1) 是一种新型的 、轴向作用的 弹性橡胶密封圈 ,它直接安装在靠近轴承盖处的转 轴上 ,外唇紧贴轴承盖端面 ,并借助弹性可靠地抱紧 在轴上 ,密封圈随轴一起转动 ,对灰尘 、油等都能进 行密封 ,摩擦力小 。当箱体内外压差不为 0 时 ,压力 会使它更加贴紧轴承盖端面 ,这样密封效果更好 ,它 有 va 、v s 、vl 、v e 4 个标准类型 , va 为最常用标 准型 , vl 用于安装空间有限的场合 , 如 , 参差式迷 宫密封 。3 . 3轴向油封轴向油封 (如图 1) 是一种新型密封 ,主要用于转 轴和轴承的轴向唇封 ,由橡胶本体 、金属骨架和轴向 弹簧组成 ,可在轴向对任意相应的表面 ,有内唇密封 和外唇密封 ,适合于高转速 、箱体有内压的轴承端面 的密封 。各转轴唇形密封圈技术数据如表 2 。图 3 锯齿形迷宫密封图 4 参差迷宫密封2离心和挡油密封2 . 1离心密封甩油盘 (如图 1) 和甩油环 ( 如图 1) 都属于离心2004 年 第 33 卷 第 5 期 第 91 页石 油 矿 场 机 械oil field equipment2004 , 33( 5) :9193文章编号 : 100123482 ( 2004) 0520091203浅谈国内通井机的发展趋势陈蔚茜 ,邓德太 ,杨玫 ,席锐 ,余秀英(中原石油勘探局 机械制造总厂 ,河南 濮阳 457001)摘要 :文章介绍了国内外修井设备的现状及存在的问题 ,在此基础上提出了我国通井机今后的发展趋势及技术研究方向 ,即 ,提升动力机 、液力传动变速箱及传动系统的可靠性 ; 提高专用底盘的技术性能 ,增强运移性能 ; 提高绞 车 、刹车装置 、转盘的操作自动化程度 ;提高操作系统的智能化水平 ; 增加作业功能 ,满足不同工况的作业需求 ; 加强结构优化设计的研究等 。关键词 : 轮式通井机 ;修井机 ;现状 ;发展趋势中图分类号 : t e935101文献标识码 : bd iscussion on the development of domestic work2overch en wei2qian ,d en g de2tai , yan g mei , xi rui , yu xio u2ying( m achi nery m an uf act u ri n g pl ant , zhongy u an pet roleu m ex plorat ion b u reau , puy an g 457001 , chi n a)abstract : on t he basic of t he int ro ductio n of p resent stat us and existing p ro blems of do mestic and fo reign well service equip ment ,t his paper p resent s t he develop ment t rend and technology ,t hat is to increase t he reliability of lif ting power , hydraulic t ransmissio n bo x and system , to increase technical perfo r mance fo r chasse , to enhance movabilit y ;to imp rove t he auto matio n of co nt rol fo r hoist ,braking and rotary table ,to st rengt hen operatio n f unc2 tio ns t hus to satisf y all wo r king co nditio n . the op timizatio n design and research wo r k sho uld be do ne to st rengt h2 en st ruct ure .key words : w heeled wo r k2over ;wo r k2over rig ;p resent stat us ; develop ment t rend通井机是油田小修井作业的重要地面设备 。在我国各油田每年进行的 10 多万次各类修井和增产 措施作业中 ,80 %以上为小修作业 。目前 ,我国陆上 小修井作业设备主要有履带式通井机 、轮式通井机 、 轻型车载修井机 3 大类 。国内外修井设备现状11 . 1国内修井设备的发展历程建国初期 ,我国修井设备多为仿苏产品 , 自 50年代初开始自行设计与制造 ,到 80 年代中期 ,已研表 2唇形密封圈的技术数据4结论减速器除轴端漏油外 ,还有中分面 、油船 、箱体直径范围d/ mm温度范围t / 压力p/ pa速度v / ms - 1底座边连接处 、油标尺孔 、放油油堵塞等处 。文章针对较常用的部分轴端密封结构进行分析