Трехступенчатые редукторы

В настоящее время самыми распространенными станками-качалками в нефтедобывающих компаниях на территории бывшего СССР остаются станки-качалки типа СК и СКД разработки Азербайджанского научно-исследовательского и проектно-конструкторского института нефтяного машиностроения (АзИНМаш). Их основным преимуществом является высокая унификация основных деталей и узлов. Диапазон чисел качаний располагается в пределах 5 — 12 качаний в минуту. В качестве привода используется электродвигатель, передающий посредством ременной передачи крутящий момент на входной вал редуктора. В станках-качалках данного типа были применены двухступенчатые шевронные редукторы типа Ц2НШ с передаточным числом 37 — 41. В современных условиях, когда приоритетом развития нефтедобывающих компаний является минимизация собственных издержек (при повышении общей доли трудно извлекаемых нефтей), на одно из первых мест выходит экономичность работы нефтепромыслового оборудования. Оптимизация его параметров с целью повышения отдачи нефтяных пластов. При этом минимально возможное число качаний серийно выпускаемых станков-качалок уже не обеспечивает оптимальные условия работы штангового скважинного насоса. Понижение числа качаний сальникового штока в станках качалках типа СК и СКД осуществлялась при помощи следующих способов: уменьшения числа оборотов исходного приводного механизма, повышения передаточного числа клиноременной передачи и повышения передаточного числа редуктора. Однако кажущаяся простота первых двух способов имела определенные недостатки, такие как например увеличение потребляемой мощности электродвигателя и снижение ресурса клиновых ремней. С наибольшей эффективностью понизить число качаний позволило применение в станках-качалках редуктора с передаточным числом более 40.

Опыт проектирования специальных трехступенчатых редукторов типа Ц3НК для станков-качалок на ОАО «Редуктор», аналогичные отечественные и зарубежные разработки показали: для получения передаточного числа в диапазоне 60 — 90 наиболее оптимальной является трехступенчатая схема редуктора. Специально для станков-качалок на ОАО «Редуктор» и были спроектированы цилиндрические трехступенчатые редукторы Ц3НШ-450-28 и Ц3НШ-450-40 .

На всех трех ступенях данных редукторов конструкторами завода было решено применить зацепление Новикова и шевронные зубчатые передачи. Различных передаточных чисел удается достигать за счет изменения числа зубьев входной ступени. Зубчатые же пары выходной и промежуточной ступени постоянны. Номинальные передаточные числа — 40; 63; 90 и 125.

Одним из основных достоинств данного редуктора можно назвать то, что присоединительные размеры и основные технические характеристики полностью соответствуют редукторам Ц2НШ. Однако по сравнению с редукторами Ц2НШ, в редукторах Ц3НШ удалось достигнуть более высокой надежности и долговечности. Добиться этого удалось за счет повышения нагрузочной способности зубчатых пар входной и первой промежуточной ступеней. Наличие же трех ступеней не только позволило получить ряд требуемых передаточных чисел, но и более рационально распределить нагрузку на зубчатым парам. При этом крутящий момент более гармонично приложен к ступеням, что положительно сказалось на увеличении ресурса зубчатых пар и редуктора в целом. Кроме того зубчатые пары ступеней имеют увеличенную ширину зубчатых венцов колес и увеличенные модули.

С целью повышения прочностных характеристик для колес данных редукторов конструкторами завода были предложены более подходящие по своим свойствам материалы в сочетании с соответствующей термообработкой. Входной вал — шестерня повергается азотированию. Исполнение же — в зависимости от пожелания заказчика — выходных концов входного вала возможно в двух вариантах — конический и цилиндрический. Установлены входной и промежуточный валы на роликоподшипниках с цилиндрическими роликами. Выходной вал — на двухрядных радиальных сферических роликоподшипниках. Вал имеет на каждом выходном конце два шпоночных паза, расположенных под углом 90 град. Что позволяет при износе шпоночных пазов устанавливать кривошипы в новое положение. Переводя таким образом работу выходного колеса на менее нагруженные участки зубьев.

Cмазка зубчатых колес картерная — из масляной ванны редуктора. Для смазки подшипников в конструкции редукторов предусмотрено два варианта исполнения — а)с индивидуальной консистентной смазкой подшипников, б) с принудительно картерной смазкой -путем подачи масла из картера редуктора через маслосъемники и маслосборники. Консистентная реализуется путем заполнения подшипниковых узлов через отверстия в крышках пошипниковых узлов. Зубчатые передачи размещены в чугуном корпусе с горизонтальной плоскостью разъема и расположены симметрично относительно опор. Первый промежуточный вал -ниже плоскости разъема.

Ввиду того, что течь по валам редуктора была одним из основных недостатков предыдущих моделей для уплотнения выходных концов валов в редукторах Ц3НШ предусмотрено комбинированное уплотнение. Состоящее из манжеты и войлочного уплотнения с нажимной крышкой. В случае течи масла возможна подтяжка уплотнения. Предусмотрены также устройства для осмотра зубчатых пар, заливки, контроля уровня и слива масла, слива конденсата.

— Уменьшение нижней границы числа качаний станка-качалки до 1,2 — 2 качаний в минуту за счет увеличения передаточного числа редуктора до 60 — 90 позволило снизить динамические нагрузки на колонну штанг, что соответственно повысило ее долговечность. Кроме этого, при увеличении передаточного числа редуктора снизился крутящий момент на входном валу редуктора. Это позволяет уменьшить мощность устанавливаемого электродвигателя. Как следствие повышается долговечность клиноременной передачи и увеличивается общий ресурс станка-качалки.

В настоящее время на предприятии не прекращаются опытно-конструкторские работы по созданию новых и совершенствованию существующих моделей нефтяных редукторов. Высококвалифицированные технические службы и текущая модернизация станочного парка — вот два основных фактора, что позволяют ОАО «Редуктор» с уверенностью смотреть в будущее.

Возврат к списку