抽油机曲柄销子断裂原因及防治措施

张骅

摘   要：结合实际，文章对抽油机曲柄销子断裂原因进行归纳分析，同时在阐述影响因素的基础上，对提升抽油机曲柄销子断裂的控制方案进行讨论。希望可以给相关领域的研究者提供帮助。

关键词：抽油机;曲柄销子;断裂原因;防治措施

曲柄销是抽油机采油设备中必不可少的组成部分，主要由曲柄销、锥套、紧固元件等部分组成。销体一侧中通过螺纹连接的方式与曲柄稳定连接，另外一侧则需要使用滚动轴承和连杆连接，中间则是应用圆锥面与锥套进行连接，锥套元件与炳体进行连接。曲柄销在连接的过程，应用的是螺纹过盈配合的方式，以保证连接性能稳定、牢固，整个结构部件的运行更加安全。

将曲柄周围运动直接转化成为游梁转化为上下运动，可以将动力传输到终端部位。但是曲柄销结构部件相对较为脆弱，而抽油机工作条件复杂且恶劣，通常来说，该部件的使用寿命仅为几年，在正常工作中就容易出现曲柄销断裂的问题，进而导致抽油机不能正常工作，連杆过载或拉断、抽油机侧翻，造成整个设备的损坏，产生比较严重的经济损失，所以需要加强曲柄销断裂问题的研究，并且提出必要的处理措施。

1    抽油机曲柄销断裂位置分析

（1）连杆传导过来的力。（2）曲柄销与柄锥套所产生的连接作用力。（3）连接螺纹所产生的预紧力。（4）零部件在运行时会产生滑移现象，或者滑动摩阻·。（5）连杆和曲柄销在运转时产生的曲柄摩阻力。由于曲柄销和轴承之间摩阻相对较小，所以受力也可以忽略。

通常来说，连杆拉力和连接螺纹在预应力的持续作用之下，曲柄销与轴套等位置上会存在一定程度的变形问题，连杆中的拉力也会传输到锥面最小的一侧位置上，在交变载荷的持续作用下，小锥一侧、螺纹根部位置上最容易出现疲劳而导致断裂的情况。

2    曲柄销受力分析

三相异步电动机在正常工作的过程中，将高速旋转的动能直接传递给减速箱，经过减速后再输出到曲柄结构上，形成低转速运行的状态，再经过销子将其传递到连杆机构上，通过抽油机横梁带动游梁后臂的摆动运行，这是在前部的位置上设置有驴头构件，活塞上部和抽油杆的载荷相同，经过悬绳器直接作用到驴头位置上，在驴头和游梁同时上下摆动的情况下，活塞就能够实现上下往复运动，进而将油液从油井中抽出。

3    曲柄销子断裂的因素分析

从上文的受力条件分析可以发现，导致曲柄销子出现断裂问题的主要原因如下。

（1）抽油机承载的载荷超出规定要求。

（2）抽油机在不平衡的条件下运动，导致冲击载荷的作用影响。

（3）剪刀差不合格。

（4）连杆机构、轴承面平整性不足。

（5）连杆机构长度尺寸设计不合格。

（6）曲柄销子母材存在质量问题。

（7）装配精度不合格，导致曲柄销子受力损坏。

（8）曲柄销子退刀槽位置上直径偏小，结构强度严重不足。

4    抽油机曲柄销子断裂的防范措施

（1）对于负载相对比较大的油井来说，因为静载荷数据已经明确，抽油泵深度、液面高度等方面所造成的较大影响，其无法进行彻底的改变。但是动载荷方面，比如摩擦载荷、惯性载荷等方面，能够采用人工方式进行调整。

例如，对于冲次比较大的油井来说，可以根据实际情况减小冲次，尤其是要降低悬点位置的速度和加速度，进而可以避免其受到振动载荷的作用，这就会降低曲柄销子所承受的冲击载荷作用，从而可以延长整体结构的使用年限。

（2）针对不平衡的油井来说，抽油机工作中应该尽量保持平衡状态，如果平衡块数量较少，需要立即进行平衡块的安装施工。如果安装平衡块数量为4个的情况下依然无法满足平衡运行的要求，就应该更换抽油机的型号。抽油机在比较高的负载运行之下，曲柄销子的强度根本无法满足要求，就会引发断裂问题。

在上下反复运动之下，载荷会呈现出非均匀变化性的特点，悬点速度、加速度也会出现不均匀变化的问题，进而导致抽油机工作效率较差，缩短使用年限，且在正常工作中存在比较大的震动作用力，因此，应该采取必要的措施来消除不平衡运动的问题。

（3）对于剪刀差相对较差的抽油机来说，要返回厂家进行修理，重新开键槽，确保两个曲轴在同一平面内。但是如果剪刀差合格，两个曲轴并未处于同一平面中，为了能够使其正常工作，曲柄受力会发生变化，剪切应力持续增大，曲柄销子就会存在断裂的问题。

（4）如果抽油机连杆、轴承平面都存在不正的情况，需要加上垫片进行调整，以保证其达到吻合的状态。

（5）如果曲柄销子母材存在一定的缺陷，应该使用在部件安装前就要对整个曲柄销子结构体系进行探伤检测，确实存在质量缺陷的，不能应用到加工生产中，否则将会导致结构应力比较集中，进而出现疲劳损坏的问题，造成断裂情况，产生严重的经济损失。比如某油厂在正常工作中因为曲柄销子断裂而出现翻机事故，经过检查主要是因为曲柄销子母材不合格，应力集中而出现的断裂问题。

（6）曲柄销子部件安装环节，应用螺母进行连接的过程中，如果力臂太长会导致扭矩过大，从而使得曲柄销子应力集中而出现损坏。因此，对曲柄销子进行紧固的过程中要适当控制紧固力，以免造成严重损坏问题。

5    结语

除了需要应用合理的技术进行曲柄销子断裂问题的分析，还需要积极主动参与到曲柄销的质量控制中，使用技术消除安全隐患，提高设备的工作质量和效率，保证抽油机的运行安全性，提高企业的经济效益，促进机械加工领域的发展。

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