进口修井机传动轴的改造代换

【摘 要】修井机是修井作业的核心设备，传动轴则是修井机中重要的动力传递总成部件，若传动轴损坏失效则修井机就不能工作。本文主要阐述采用国产汽车传动轴通过改造来代替进口修井机传动轴。

【关键词】 修井机 ；传动轴 代换

修井机是修井作业的核心设备，传动轴则是修井机中重要的动力传递总成部件，若传动轴损坏失效则修井机就无法工作。

传动轴是一根由万向节叉、十字轴、伸缩节和钢管构成的传递动力的装置，它的作用是传动运动和能量，即旋转运动和机械能链的传递。传动轴广泛应用于汽车、修井机、轮式通井机等车辆设备的底盘行走传动系统，亦用于驱动修井机的钻台转盘、绞车滚筒链条箱及液压油泵等各部分。

目前我们大庆油田修井作业中所使用的修井机种类很多，品牌各异，既有国产的也有进口的，既有新型的也有接近淘汰的。这些修井机虽工作原理大致相同，但是具体结构各异，如果传动轴出了问题就得换同型号的，不同型号的传动轴没有更换性。

我们承修的两台进口修井机均因传动轴损坏失效而需更换。一台是法兰克斯300型修井机用于驱动液压油泵的传动轴损坏已无法修复；另一台是K120型修井机驱动桥传动轴损坏和零件缺失而需修理配齐。这两套传动轴国内买不到，联系国外厂家无果，联系国内厂家也存在制造困难，价格昂贵的问题。为此我们决定采用国产汽车传动轴通过改造来代替这两台进口修井机传动轴。

我们采用类比法和计算法选取适当的国产汽车传动轴进行改造代换。

法兰克斯300型修井机驱动液压油泵的传动轴安装在发动机前端，工作环境较好。应用类比法我们采用跃进130型汽车传动轴进行改代。跃进130型汽车传动轴在高速旋转时不低于2300转/分，而法兰克斯修井机液压最大转速才2300转/分，在转速上可以满足条件。跃进130型汽车在重载爬坡时传动轴所受扭矩远大于法兰克斯修井机驱动液压油泵的扭矩。所以从类比上看跃进130型汽车传动轴可以作为替代品。

由于找不到修井机液压油泵数据，无法根据功率和扭矩进行校核，所以对两套传动轴进行比较计算。

设：驱动液压油泵所用最大扭矩为Mmax

传动轴所受剪应力为τ

钢管环状截面积为S，半径为R

则：Mmax=τSR

传动轴只传递扭矩不受径向力，无弯矩作用，所以传动轴钢管只受到剪应力作用，在传递扭矩相同情况下，替代传动轴所受剪阴历必须≤原车传动轴所受剪应力才能保证替代轴不损坏。各种传动轴钢管选用的材料基本相同，抗剪强度差不多。根据分析，计算如下：

Mmax=τ原S原R原=τ代S代R代

原传动轴钢管横截面积：S原=（302-252）π

原车传动轴钢管横截面积外圆半径R原=30mm

代换轴钢管横截面积S代=（752-672）π/4

代换轴钢管横截面外圆半径R代=75/2

30×（302-252）πτ原=（75/2）×（752-672）（π/4）τ代

τ原≈1.3τ代

计算证明原修井机液压油泵传动轴所受剪应力大于代用传动轴所受剪应力。代用传动轴钢管强度满足使用要求。由于传动轴为总成部件，各零件之间强度匹配，所以传动轴钢管处满足要求时，其它部件也相应能满足使用要求。

我们将跃进130汽车传动轴截短焊接，两端做连接件安装到修井机液压油泵与发动机动力输出端之间。解决了该修井机的问题，经使用证明，代用的传动轴完全满足使用要求。

我们承修的K120修井机其修理内容是装配两车轿间的传动轴，原有传动轴已损坏，零件缺失，需配新传动轴。这台修井机是加拿大进口的，采购不到该机传动轴，为此我们决定采用国产汽车传动轴代替这根进口的传动轴。K120修井机的底盘属于载重型底盘，根据类比法我们选用铁马牌载重汽车传动轴来代用比较合适，这两种传动轴尺寸大致相同，传递的扭矩和转速也差不多，并且工作环境相同。不同之处是铁马传动轴伸缩节花键轴略粗于K120修井机的传动轴伸缩节，这不影响使用。两种传动轴两端的连接方式也不同，决定采用铁马牌汽车传动轴后，我们将传动轴截短后重新焊接，并做动平衡实验。按K120修井机连接凸缘做连接盘，把传动轴连接到车轿上，经使用证明，这根传动轴的改造很成功。

通过这两台修井机传动轴的改代成功，使我们积累了经验，选用适当的国产传动轴完全可以替代进口修井机传动轴。这样做不仅节约修理成本而且解决了进口修井机一时采购不到传动轴而造成设备停用的问题。