Эксплуатация и ремонт машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов 

8.3. РЕМОНТ ДЕТАЛЕЙ ТИПА ДИСКОВ

К этой группе ремонтируемых деталей оборудования для бурения скважин и нефтегазодобычи относятся зубчатые колеса редукторов и коробок скоростей, цепные колеса лебедок, шкивы и др.

Характерными дефектами этих деталей являются износ, зади­ры и риски на рабочих поверхностях, смятие шпоночных кана­вок, коробление или погнутость. Эти детали ремонтируют пре­имущественно способами механической обработки, в частности, способом ремонтных размеров или дополнительных ремонтных деталей.

8.3.1 РЕМОНТ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

В процессе работы зубчатых передач происходит из­нос зубьев и посадочного отверстия, смятие шпоночных пазов. В отдельных случаях на рабочих поверхностях цементированных зубьев можно наблюдать «шелушение» и выкрошивание цемен­тированного слоя. При износе более 80 % толщины цементиро­ванного слоя зубчатые колеса заменяют новыми.

Процесс ремонта зубчатых колес в значительной степени оп­ределяется характером повреждения и размерами детали. Изно­шенное отверстие ступицы зубчатого колеса восстанавливают наплавкой, способом ремонтных размеров или дополнительных ремонтных деталей.

Выбор способа ремонта определяется диаметром отверстия и длиной ступицы. При диаметре отверстия свыше 100 мм и длине ступицы в пределах размера диаметра изношенную поверхность отверстия ступицы наращивают наплавкой, а затем отверстие растачивают до первоначального размера. При меньших размерах диаметра изношенного отверстия и длинной ступице отверстие растачивают до нового ремонтного размера из-за трудности на­плавки. Однако в этом случае необходимо наращивать до нового ремонтного размера посадочную шейку вала, что усложняет про­цесс восстановления сопряжения вала с зубчатым колесом. По­этому, когда в отверстии зубчатого колеса отсутствуют шпоноч­ные или шлицевые канавки и толщина стенки ступицы позволя­ет произвести обработку на больший диаметр, изношенное отвер­стие зубчатого колеса растачивают и в него запрессовывают стальную втулку, т.е. применяют способ дополнительных ре­монтных деталей. После этого колесо вторично устанавливают на станке и отверстие во втулке растачивают до первоначального размера.

При смятии или разрушении кромок шпоночной канавки в отверстии зубчатого колеса обрабатывается на долбежном станке новая канавка под углом 120-180° к оси старой канавки. Про­дольная ось новой шпоночной канавки должна быть параллельна оси отверстия.

В отдельных случаях необходимо восстанавливать изношен­ные поверхности зубьев или поломанные зубья. Изношенные поверхности зубьев ремонтируют наплавкой, способом дополни­тельных ремонтных деталей, давлением и др. Наплавку ведут электродами, специально подобранными по составу основного металла. После наплавки производят разметку и фрезерование зубьев.

Разрушенные отдельные зубья могут быть восстановлены спо­собами, показанными на рис. 11.4 и 11.5.

При изломе или выкрошивании большого числа зубьев реко­мендуется зубчатое колесо отжечь и обработать по наружной по­верхности до полного удаления зубчатого вооружения. На ос­тавшуюся часть зубчатого колеса следует установить по горячей посадке кольцо-венец, на котором нарезать новые зубья и затем их термически обработать. Термическую обработку рекомендует­ся проводить токами высокой частоты, чтобы не нарушить натяг, полученный при горячей посадке венца. Отремонтированное зуб­чатое колесо должно быть обкатано на стенде в паре с зубчатым колесом, с которым оно будет работать.

Обкатку ведут с применением абразивного порошка, смешан­ного с маслом или керосином. Для более ответственных и быстроходных зубчатых передач применяют пасту ГОИ. Пасту или абразивный материал наносят тонким слоем на зубья, а зубчатым колесам сообщают небольшие обороты. По мере увеличения площади прилегания зубьев число оборотов постепенно увеличи­вают с таким расчетом, чтобы окружная скорость на поверхности зубьев была не более 3 м/с.

Рис. 11.4. Установка ввертыша с последующей наплавкой на месте сломанного зуба

1 -  ввертыш; 2 - наплавленный ме­талл

Рис.   11.5.   Установка   нового   зуба шестерни в «ласточкин хвост»

8.3.2 РЕМОНТ ЦЕПНЫХ КОЛЕС

Цепные передачи широко используются в буровых лебедках, цепных редукторах, роторных приводах и в других ма­шинах для бурения скважин и нефтегазодобычи.

Основными дефектами цепных колес являются износ поса­дочной внутренней поверхности втулки из антифрикционного материала, запрессованной в ступицу колеса, изменение размеров профиля зубьев и диаметров впадин, смятие или разрушение кромок шпоночных канавок в ступице цепного колеса.

Изношенную антифрикционную втулку выпрессовывают из ступицы и вместо нее запрессовывают новую, имеющую припуск по внутреннему диаметру. Затем цепное колесо вместе с втулкой устанавливают на карусельный или токарный станок и растачи­вают втулку на заданный размер.

Цепные колеса, имеющие износ по профилю зуба и диамет­ру впадин, чаще всего ремонтируют способом замены части дета­ли. Для этого на ремонтируемом колесе газовой горелкой сре­зают изношенные зубья и обтачивают колесо по наружной по­верхности под горячую посадку. Отдельно изготовляют кольцо- венец, имеющий припуск на наружной поверх­ности.

Кольцо устанавливают по горячей посадке на подготовленную поверхность цепного коле­са, а затем в двух-трех местах стыка просвер­ливают отверстия, нарезают резьбу и ввинчи­вают стопоры или накладывают прерывистые сварные швы (рис. 11.6). Температура нагрева кольца перед посадкой на остов колеса опреде­ляется из следующей зависимости:

t=[(H-H₀)/αd]+t_H

где H- натяг, мкм; H₀ - минимальный сбо­рочный зазор, мкм; а - коэффициент линейно­го расширения, 1/°С; t_H - начальная темпера­тура, °С; d - диаметр сопряжения, мм.

Не рекомендуется нагревать кольцо выше 700 °С.

Цепное колесо с кольцом устанавливают на карусельный или токарный станок и обтачивают под заданный размер для после­дующего нарезания зубьев. Зубья нарезают на зубофрезерных или фрезерных станках.

В отдельных случаях зубья восстанавливают электронаплав­кой. Наплавленные зубья размечают и затем обрабатывают. При этом строго контролируют по шаблонам профиль зубьев и их шаг.