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[摘 要]针对抽油机曲柄销松动的问题，提出了相应的改进措施。阐述了改进曲柄锥套磨削质量的技术设计，保证了锥套与曲柄销锥面的接触面积，有效地防止了抽油机在运转过程中出现曲柄销的松动。
[关键词]抽油机；曲柄销；松动；改进措施
中图分类号：TE933.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）47-0039-01
曲柄销是游梁式抽油机的关键零件，起连接曲柄与连杆，并传递运动和动力的作用。曲柄销失效会造成游梁翻转，连杆蹩弯，不仅严重损坏井口设备，甚至会危及人身安全。因此，采取相应措施可减少事故发生，延长易损件寿命，有较好的经济效益。
1 提高装配质量
曲柄销在左、右曲柄上装配切记不可将螺纹装反，必须保证与所安装的曲柄相符，要检查曲柄销螺母的压紧端面和曲柄销孔是否垂直，中间垫片两面要相互平行，保证螺母在曲柄上应压平，增大垫片与曲柄体的接触面积。用专用套筒扳手上紧曲柄销螺母，增大尾部螺母的锁紧力，拧紧力矩必须达到设计要求。
保证左、右曲柄的剪刀差在设计要求的范围内，找正的方法如下：将装好曲柄的减速器放在平台上，用划线高度尺检测左、右曲柄对应孔的高度位置是否相同，可上下调整曲柄，检查左、右曲柄对应安装曲柄销孔的高度位置，使其与另一块曲柄对应位置高度相同。用塞尺测量出减速器从动轴键槽与曲柄键槽侧面相差的数值，配一个与两键槽完全吻合的键，为了保证键与键槽很好的配合，所配键应上磨床进行加工。剪刀差问题解决，两曲柄销受力均匀后，曲柄销就不容易产生松动。
2 精确装配尺寸
两连杆上、下头与连杆管在成批生产中，是在胎具上焊接的，一般总长可以保证。在单件生产中，可用盒尺测量两连杆上头内孔中心与连杆下头底平面的距离是否相同，如果差值过大，将总长度较长的连杆上镗床，按照连杆管中心线进行找正，镗削连杆下头底平面，保证加工后的两连杆长度尺寸相同。两连杆长度误差消除后，使两曲柄销的受力均匀，曲柄销就不容易松动。
检查左、右曲柄上安装曲柄销两轴承处的横向距离是否等于横梁两端和连杆上头连结的两销孔中心距，才能保证四连杆机构为矩形框架。在曲柄销部件装配中，钳工要检查曲柄销安装在曲柄上后，曲柄中心（厚度方向）到曲柄销轴承中心（轴承宽度方向）安装距离能否保证减速器中心到曲柄销轴承中心达到设计要求。（实质上减速器中心到曲柄销轴承中心的距离为横梁两端和连杆上头连结的两销孔中心距之半）这就要求钳工对装配的各尺寸段进行计算和验证，提高装配质量，从而保证达到设计要求。
3 提高配合锥面质量
（1）装配。在装配过程中首先检查曲柄销与锥套接触锥面是否清洁，是否有铁屑、毛刺、油污等杂物，如果有，对其清理后重新进行装配。（2）配合锥面的粗糙度。检测曲柄销与锥套锥面的粗糙度是否达到设计要求，如果任何一个的粗糙度低，都会导致两者锥面不能很好的接触。这可以通过提高磨削砂轮的粒度和加粗磨杆直径等方法进一步提高锥面磨削质量。（3）配合锥面的接触面积。用环规和塞规分别检测曲柄销和锥套圆锥面与测量规的接触面积是否达到设计要求。首先用涂色法对所用的标准环规和塞规进行检测，看锥面接触面是否吻合，其次分别用环规和塞规对曲柄销和锥套锥面进行检测，接触面积要达到85%以上，并且接触面要均匀。
4 改进锥套设计
锥套是薄壁零件，为减小锥套在磨床上三爪夹持变形，设计了开口夹持套。磨削时，先将开口夹持套后端夹在三爪卡盘上，用百分表找正夹持套内孔，再将锥套放入开有三槽的夹持套孔内，用螺帽锁紧，以减小由三爪直接夹持而产生的变形。使用此开口夹持套，只需一次找正，夾紧三爪后就可对一批锥套进行磨削加工，操作方便。由于靠锥度螺纹夹紧，夹持变形很小，磨完后卸下锥套检测内孔，其内孔与锥度塞规接触面积完全达到设计要求。开口夹持套的制作应考虑以下几点。
（1）夹持套后端三爪夹持部位的外径应与装锥套的内孔保持同轴。（2）装锥套的内孔长度尺寸比锥套长度要长，以便锥套全部装入内孔；夹持套端头沉孔直径要比锥套大端外径略大，保证夹持过程中只是孔内部加紧，沉孔部位不加紧，容易保证磨削后锥套内外径的同轴度。（3）夹紧螺母与夹持套螺纹为锥度管螺纹，从而保证加紧螺母的加紧效果，两螺纹的加工可以配做。（4）夹紧螺母圆周方向加工均布的四个沉孔，以便插入撬杠扳动夹紧和拆卸方便。
使用此夹持套，可直接将磨床的卡盘卸掉，以夹持套后端内锥度定位，直接与磨床主轴拨盘相连，带上内六方螺栓，用百分表找正夹持套内孔，再对连接的内六角螺栓紧固。采用此夹持套，可省去卡盘，找正后的夹持套由于用锥面定位，定位准确，不易松动，而且操作方便，能够很好的保证锥套磨削质量。
5 曲柄销紧固方法
双螺母锁紧形式是常用螺纹紧固方式，它具有结构简单，制作方便、可靠性强等优点，应用十分广泛，但在实际使用过程中，所表现出来的效果并不十分理想，分析原因如下：内外螺纹联接所采用的配合一定为间隙配合，这种间隙不仅体现在径向，而且还体现在轴向，如果没有间隙，螺母就不可能旋上螺栓，内螺纹左侧贴紧外螺纹的右侧，内螺纹向外螺纹施加一个向右的轴向力，这样就能起到紧固作用，同时我们可以看到内螺纹与外螺纹之间所存在的间隙，在设备运转产生振动时，这个间隙会使内外螺纹产生松动，随着设备的运行，这种松动会逐渐加大，直到曲柄销脱落。
双螺母防松是依靠双螺母旋紧后产生的轴向力，使两个螺母分别撑紧外螺纹两个侧面，如所示。我们可以发现，内螺纹锁紧表面发生转变，采用内螺纹的右侧锁紧，而是内螺纹的左侧锁紧，这一转变过程是在操作者用扳手拧紧内螺纹的过程中实现的，这就要求设计人员精确计算两个螺母的旋紧力大小、精确计算螺母初始拧入位置、精准加工内外螺纹，使其间隙保持在一个相对稳定的范围内，否则极有可能出现所示“内螺母空套现象”，内螺纹的存在毫无价值，和一个平垫圈没有区别，在这种情况下双螺母防松失去了意义。
螺母加压盖形式是在单螺母或双螺母旋紧的基础上，在曲柄轴的轴端增加一个压盖，用于压紧螺母。该形式有一定的效果，但还没有从根本上解决螺母松动的问题。对曲柄销而言，曲柄销和曲柄销套的锥度至关重要，因为它的精度直接影响曲柄轴的稳定性，一些抽油机生产厂家的装配工人没有按照生产工艺要求安装曲柄销套，企业也没有给配备压力机，安装曲柄销套时使用大锤砸，这样野蛮操作势必破坏曲柄销套内表面精度，使销、套之间产生缝隙。正确地设计和安装方法是：曲柄销套采用压力机压入曲柄，且用紧定螺钉加以固定。
结语
曲柄销与曲柄锥套锥面加工保证在大端接触，接触面积、锥面的粗糙度和圆度误差均达到设计要求的范围内，并很好地解决了锥套磨削中的变形问题，就能真正提高配合锥面的质量，从制造方面为防止曲柄销的松动奠定了坚实的基础。
参考文献：
[1]马卫国，黄辉建，徐铁钢，等.抽油机曲柄销总成接触有限元分析[J].石油矿场机械，2011，40（12）：58-61.
[2]王复东，陈军，綦耀光.一种新的抽油机曲柄销连接结构[J].石油矿场机械，2010，39（3）：68-70.
[关键词]抽油机；曲柄销；松动；改进措施
中图分类号：TE933.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）47-0039-01
曲柄销是游梁式抽油机的关键零件，起连接曲柄与连杆，并传递运动和动力的作用。曲柄销失效会造成游梁翻转，连杆蹩弯，不仅严重损坏井口设备，甚至会危及人身安全。因此，采取相应措施可减少事故发生，延长易损件寿命，有较好的经济效益。
1 提高装配质量
曲柄销在左、右曲柄上装配切记不可将螺纹装反，必须保证与所安装的曲柄相符，要检查曲柄销螺母的压紧端面和曲柄销孔是否垂直，中间垫片两面要相互平行，保证螺母在曲柄上应压平，增大垫片与曲柄体的接触面积。用专用套筒扳手上紧曲柄销螺母，增大尾部螺母的锁紧力，拧紧力矩必须达到设计要求。
保证左、右曲柄的剪刀差在设计要求的范围内，找正的方法如下：将装好曲柄的减速器放在平台上，用划线高度尺检测左、右曲柄对应孔的高度位置是否相同，可上下调整曲柄，检查左、右曲柄对应安装曲柄销孔的高度位置，使其与另一块曲柄对应位置高度相同。用塞尺测量出减速器从动轴键槽与曲柄键槽侧面相差的数值，配一个与两键槽完全吻合的键，为了保证键与键槽很好的配合，所配键应上磨床进行加工。剪刀差问题解决，两曲柄销受力均匀后，曲柄销就不容易产生松动。
2 精确装配尺寸
两连杆上、下头与连杆管在成批生产中，是在胎具上焊接的，一般总长可以保证。在单件生产中，可用盒尺测量两连杆上头内孔中心与连杆下头底平面的距离是否相同，如果差值过大，将总长度较长的连杆上镗床，按照连杆管中心线进行找正，镗削连杆下头底平面，保证加工后的两连杆长度尺寸相同。两连杆长度误差消除后，使两曲柄销的受力均匀，曲柄销就不容易松动。
检查左、右曲柄上安装曲柄销两轴承处的横向距离是否等于横梁两端和连杆上头连结的两销孔中心距，才能保证四连杆机构为矩形框架。在曲柄销部件装配中，钳工要检查曲柄销安装在曲柄上后，曲柄中心（厚度方向）到曲柄销轴承中心（轴承宽度方向）安装距离能否保证减速器中心到曲柄销轴承中心达到设计要求。（实质上减速器中心到曲柄销轴承中心的距离为横梁两端和连杆上头连结的两销孔中心距之半）这就要求钳工对装配的各尺寸段进行计算和验证，提高装配质量，从而保证达到设计要求。
3 提高配合锥面质量
（1）装配。在装配过程中首先检查曲柄销与锥套接触锥面是否清洁，是否有铁屑、毛刺、油污等杂物，如果有，对其清理后重新进行装配。（2）配合锥面的粗糙度。检测曲柄销与锥套锥面的粗糙度是否达到设计要求，如果任何一个的粗糙度低，都会导致两者锥面不能很好的接触。这可以通过提高磨削砂轮的粒度和加粗磨杆直径等方法进一步提高锥面磨削质量。（3）配合锥面的接触面积。用环规和塞规分别检测曲柄销和锥套圆锥面与测量规的接触面积是否达到设计要求。首先用涂色法对所用的标准环规和塞规进行检测，看锥面接触面是否吻合，其次分别用环规和塞规对曲柄销和锥套锥面进行检测，接触面积要达到85%以上，并且接触面要均匀。
4 改进锥套设计
锥套是薄壁零件，为减小锥套在磨床上三爪夹持变形，设计了开口夹持套。磨削时，先将开口夹持套后端夹在三爪卡盘上，用百分表找正夹持套内孔，再将锥套放入开有三槽的夹持套孔内，用螺帽锁紧，以减小由三爪直接夹持而产生的变形。使用此开口夹持套，只需一次找正，夾紧三爪后就可对一批锥套进行磨削加工，操作方便。由于靠锥度螺纹夹紧，夹持变形很小，磨完后卸下锥套检测内孔，其内孔与锥度塞规接触面积完全达到设计要求。开口夹持套的制作应考虑以下几点。
（1）夹持套后端三爪夹持部位的外径应与装锥套的内孔保持同轴。（2）装锥套的内孔长度尺寸比锥套长度要长，以便锥套全部装入内孔；夹持套端头沉孔直径要比锥套大端外径略大，保证夹持过程中只是孔内部加紧，沉孔部位不加紧，容易保证磨削后锥套内外径的同轴度。（3）夹紧螺母与夹持套螺纹为锥度管螺纹，从而保证加紧螺母的加紧效果，两螺纹的加工可以配做。（4）夹紧螺母圆周方向加工均布的四个沉孔，以便插入撬杠扳动夹紧和拆卸方便。
使用此夹持套，可直接将磨床的卡盘卸掉，以夹持套后端内锥度定位，直接与磨床主轴拨盘相连，带上内六方螺栓，用百分表找正夹持套内孔，再对连接的内六角螺栓紧固。采用此夹持套，可省去卡盘，找正后的夹持套由于用锥面定位，定位准确，不易松动，而且操作方便，能够很好的保证锥套磨削质量。
5 曲柄销紧固方法
双螺母锁紧形式是常用螺纹紧固方式，它具有结构简单，制作方便、可靠性强等优点，应用十分广泛，但在实际使用过程中，所表现出来的效果并不十分理想，分析原因如下：内外螺纹联接所采用的配合一定为间隙配合，这种间隙不仅体现在径向，而且还体现在轴向，如果没有间隙，螺母就不可能旋上螺栓，内螺纹左侧贴紧外螺纹的右侧，内螺纹向外螺纹施加一个向右的轴向力，这样就能起到紧固作用，同时我们可以看到内螺纹与外螺纹之间所存在的间隙，在设备运转产生振动时，这个间隙会使内外螺纹产生松动，随着设备的运行，这种松动会逐渐加大，直到曲柄销脱落。
双螺母防松是依靠双螺母旋紧后产生的轴向力，使两个螺母分别撑紧外螺纹两个侧面，如所示。我们可以发现，内螺纹锁紧表面发生转变，采用内螺纹的右侧锁紧，而是内螺纹的左侧锁紧，这一转变过程是在操作者用扳手拧紧内螺纹的过程中实现的，这就要求设计人员精确计算两个螺母的旋紧力大小、精确计算螺母初始拧入位置、精准加工内外螺纹，使其间隙保持在一个相对稳定的范围内，否则极有可能出现所示“内螺母空套现象”，内螺纹的存在毫无价值，和一个平垫圈没有区别，在这种情况下双螺母防松失去了意义。
螺母加压盖形式是在单螺母或双螺母旋紧的基础上，在曲柄轴的轴端增加一个压盖，用于压紧螺母。该形式有一定的效果，但还没有从根本上解决螺母松动的问题。对曲柄销而言，曲柄销和曲柄销套的锥度至关重要，因为它的精度直接影响曲柄轴的稳定性，一些抽油机生产厂家的装配工人没有按照生产工艺要求安装曲柄销套，企业也没有给配备压力机，安装曲柄销套时使用大锤砸，这样野蛮操作势必破坏曲柄销套内表面精度，使销、套之间产生缝隙。正确地设计和安装方法是：曲柄销套采用压力机压入曲柄，且用紧定螺钉加以固定。
结语
曲柄销与曲柄锥套锥面加工保证在大端接触，接触面积、锥面的粗糙度和圆度误差均达到设计要求的范围内，并很好地解决了锥套磨削中的变形问题，就能真正提高配合锥面的质量，从制造方面为防止曲柄销的松动奠定了坚实的基础。
参考文献：
[1]马卫国，黄辉建，徐铁钢，等.抽油机曲柄销总成接触有限元分析[J].石油矿场机械，2011，40（12）：58-61.
[2]王复东，陈军，綦耀光.一种新的抽油机曲柄销连接结构[J].石油矿场机械，2010，39（3）：68-70.