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1、2005 年 QC成果材料提高耐茨泵整泵寿命第 页耐茨泵在油田原油集输中起着非常重要的作用，兰州奈茨泵有限公司生产的奈茨螺杆泵NM076SY02S12B，该泵具有运转平稳、维修方便的优点，但在泵轴与联轴节联接方面还存在问题，易出现泵联轴节销孔与销子易磨损现象，影响了原油集输系统的正常运行。前言2005 年 QC成果材料提高耐茨泵整泵寿命第 页目前现状兰州奈茨泵有限公司生产的螺杆泵NM076SY02S12B，被用于古城油田原油进集输系统及原油进罐降回压生产系统，在生产中担负外输及稳产、增产的作用，现古城油矿安装运行该泵型的螺杆泵43 台，其传动原理：转子与传联轴节的联接是靠定位锁紧销子紧密过盈配
2、合联接，把来自联轴节的扭转力矩传给转子，从而实现动力的传动。从多年的使用情况来看，其传动联接部分易出现故障，表现在联轴节销孔易磨损及骨架橡胶套磨损。主要由于安装原因或是在工作状态时因振动载荷、冲击载荷及扭转力矩的作用下，造成联轴节销孔与连轴杆头部销孔与销子连接之间产生滑动磨擦，使联轴节销孔磨损加快导致松旷。因松旷联轴节销孔与销子间隙增大，连轴杆头部又撞坏联轴节内锁紧锥套和传动轴的头部，引发传动部位的连接头部变形、锁紧锥套锥面的变形，产生噪音及机械事故，同时需要进行更换配件维修。2005 年 QC成果材料提高耐茨泵整泵寿命第 页运用QC 方法提高耐茨泵整泵寿命古城油矿维修队泵修QC小组一、小组简
3、介小组成立时间2005.02 课题注册时间200502 课题注册编号活动起止时间200502200512 小组活动次数18 小组出勤率100小组类型攻关型 小组成员职务或职称文化程度组内分工受 QC教育 张华队长大专全面负责是刘建工程师大专方案论证是 张慧健副队长本科效果评价是邱俊献支部书记大专资料收集是张奇助工本科方案论证是郭士杰泵修班长中专措施实施是杨玉贞助工中专资料收集是 雷恒田维修工中技措施实施是郭明安全员中技现场调查是张再瑞维修工中技措施实施是徐国领维修工中技措施实施是2005 年 QC成果材料提高耐茨泵整泵寿命第 页原油外输的需要节约成本的需要设备管理的需要原油外输能力下降，为保证
4、原油外输必须解决该问题。孔销的损坏， 造成设备维修成本增加， 外购配件费用增加。现象严重、问题普遍，如果不解决该问题，对设备管理难度加大。确立课题提高整泵寿命二、选题理由2005 年 QC成果材料提高耐茨泵整泵寿命第 页现状调查 1、 古城油矿耐茨泵维修记录站号泵号检修原因检 修 部 位检 修 内 容维修时间检查人1#集油站6# 输液端振动、异响连接头更换200502 刘建 4# 输液端振动连接头更换200501 张奇2#集油站9# 输液端振动、异响连接头更换200412 杨玉贞 7# 输液端异响连接头更换200503 邱俊献3#集油站6# 输液端振动连接头更换200502 张华 1# 输液端
5、异响、振动连接头更换200502 张慧健 2# 输液端异响、振动连接头更换200503 刘建 7#计量站1# 输液端振动、异响连接头更换200502 郭明调查人：刘建由上表可以看出：各班站螺杆泵因联轴节损坏，造成机泵停运，外输原油困难，系统已经不能正常运行。现状调查 2、我们调查了 2004 年 122005年 3 月因泵故障产生的费用。泵故障造成的损失统计表站号维 修 次 数 （次）减少运 行时间 （小时）损失输油量 （T）发生费用 （万元）调查时间调查人7计量站2 32 832 2.88 200502 雷恒田 3#集油站5 104 2704 7.2 200503 刘建 2#集油站4 80
6、2080 5.76 200503 张慧健 1#集油站3 95 2470 4.32 200502 邱俊献 合计14 311 8086 20.16 200503 收集人：邱俊献由上表可以看出：维修费用高，停泵周期长，外输能力不足。三、现状调查问题很严重！2005 年 QC成果材料提高耐茨泵整泵寿命第 页我们分析了以上原因：一、磨损。原油润滑性差，无法在泵内补充其他润滑剂，加上泵长期连续运转，造成泵关键传力部位孔、销的磨损严重。二、受力不匀。泵受启停泵时的冲击载荷较大，易造成孔销的磨损，扭转力矩造成孔销磨损的加剧，振动载荷直接造成孔销间隙过大时发生断裂。三、工艺流程。1、 出口管径小：使泵工作时提升
7、的压力加大、输送介质不能较好的排出，一部分压力反作用于轴连接处，使泵的振动载荷加剧。出口不四、原因分析有害液体管理不善操作不当 扭转力矩出口管径小润滑环境差机械磨损供液不足振动载荷联轴节报废 磨损破乳腐蚀冲击载荷受力不匀工艺流程腐蚀管 理2005 年 QC成果材料提高耐茨泵整泵寿命第 页畅，还会造成容积泵负载过大以至超载，损坏传动件。2、 供液不足：供液不足造成泵干磨，一是颗粒携带不均，二是润滑变差，三是振动载荷变大， 使本应稳定的线形输出流量变成脉动输出，产生冲击载荷，对属于容积泵的耐茨泵来说是非常不利的。以上两点还会造成泵的共振，恶化传动件的工况。四、腐蚀。液体中因原油破乳需要，加入破乳剂
8、，呈碱性，以及其他有害液体的进入，使磨损后的孔销加剧磨损。五、管理因素。1、职工培训不够，不严格按操作规程操作，作为容积泵停泵应立即扫线，防止原油将联轴节外骨架橡胶套粘死，造成泵无法启动。2、管理中未认真执行容积泵的有关规定。从分析出的主要原因来看，这些均为泵联轴节损坏的直接因素和间接因素，我们能通过管理水平提高及工艺改进解决操作不当和工艺流程、供液不足的问题， 减少冲击载荷的发生， 控制联轴节的损坏， 但是自然磨损、自然腐蚀不可避免，靠管理和维修已很难解决泵联轴节寿命短的问题，必须通过新的途径提高联轴节的寿命来提高整泵的使用寿命。经过小组讨论把解决问题的方向转到联轴节的使用和改造上，以图通过
9、联轴节的改造和改换连接方式，来解决复杂环境下联轴节寿命短的问题。2005 年 QC成果材料提高耐茨泵整泵寿命第 页经过我们小组成员分析后，确定了今年的攻关目标解决泵联轴节问题，延长整泵的使用寿命半年以上。经过我们小组全体成员4 个月的现场调查研究，分析针对造成联轴节磨损的几种原因，我们初步拟定了以下四种解决方案。方案一：更换联轴节更换原厂配件。方案二：更换联轴节类型将销联轴节型泵改为十字型节泵。方案三：旧转子及联轴节重新扩孔。在联轴节及旧转子上进行扩孔。方案四：联轴节重新取位钻孔对联轴节套进行二次重新取位钻孔，取新连接点。五、确定攻关目标六、制定方案2005 年 QC成果材料提高耐茨泵整泵寿命
10、第 页为了确保论证出最优方案， 我们小组成员到现场认真勘察研究。从经济上，管理上和效果预测三方面进行论证。方案一、更换联轴节1、经济上。设备投资：全矿共有43 台兰州耐茨泵均为销联轴节方式，其中42台 NM076SY02S12B型，一台 NM076SY02S12B型，若更换新联轴节，厂家发货将成套配送，部分零配件多余，造成物资浪费，购臵每套联轴节价格费用为 1.83 万元，目前共有旧联轴节31 套，用于联轴节的费用311.8356.73 万元。2、管理上。可以实行。方案论证一七、方案论证方法论证方法经济上管理上效果上投资少便于管理效果好最 佳 方 案便于使用便于维修寿命长2005 年 QC成果
11、材料提高耐茨泵整泵寿命第 页3、效果预测。使用效果好。方案一综合评价：投资多，工作量大，故障会重复出现，未解决根本问题。方案二、更换联轴节类型1、经济上。设备投资： 全矿共有 43 台兰州耐茨泵均为销联轴节方式，其中42 台NM076SY02S12B型， 一台 NM076SY02S12B型，更换为 NM076SY02S12Z 型 （十字联轴节方式），每套联轴节需1.83 万元，共需投资43 台1.83 万元=78.69 万元，投资大。2、管理上。可以实行，更换工作量巨大。3、效果预测。未来使用效果可以通过逐步更换进行观察。方案二综合评价：投资很大，旧件无法利用，浪费大，工作量巨大，使用效果好。
12、方案论证二2005 年 QC成果材料提高耐茨泵整泵寿命第 页方案三：旧转子及联轴节重新扩孔。1、经济上。设备投资：无须增加新购设备配件，但需要对已经损坏的转子及联轴节进行扩孔，加工费用低，目前旧转子及联轴节共有31套，每套两项膛磨费用为 0.19 万元，共 31 套0.19 万元5.89 万元，但必须按新尺寸重新加工锁紧销，造成连接销在同泵型的情况下不通用，每个费用为 0.09 万元，31个0.092.79 万元，共需费用 8.68 万元。2、管理上。维修工人比较熟悉维修操作，便于管理。3、效果预测。效果较好，便于日常维修，方案三综合评价：优点：实行后，工人操作方便，效果较好，费用低，但备件通
13、用性不强。方案论证三2005 年 QC成果材料提高耐茨泵整泵寿命第 页方案四：联轴节重新取位钻孔1、经济上。设备投资：无须增加新购设备配件，在不改变其原结构的基础上，只需要对已经损坏的联轴节进行二次取位钻孔，目前共有旧联轴节31 套，加工费用，每套膛磨费用为0.09 万元，共 31 套0.09 万元2.79 万元2、管理上。维修工人比较熟悉维修操作，便于管理。3、效果预测。效果较好，费用低，备件通用性强，便于日常维修。方案四综合评价：实行后，费用低，工人操作方便，效果较好。方案论证四2005 年 QC成果材料提高耐茨泵整泵寿命第 页方案对比表方案投资参数方案一方案二方案三方案四效果预测不满意不
14、满意较满意满意投资额（元）56.73 万元78.69 万元8.68 万元2.79 万元选定方案经过我们小组成员1 个月的机械加工询价和方案论证，得出以下结论：方案一和方案二均投资太高，所以不予考虑。方案三和方案四相比，方案四比方案三效果要更好。最后我们大家一致将方案四确定为最优方案。选定方案。2005 年 QC成果材料提高耐茨泵整泵寿命第 页实施一：进行技术理论论证。1 、 NM076SY02S12B 型奈次泵（螺杆泵）。改进前即原来螺杆泵的转子与联轴节的联接，示意图如下；螺杆泵传动联接示意图1、转子 2 、联轴节； 3、锁紧锥套； 4、销子； 5、传动轴其联接原理：转子 3 套臵在联轴节 1
15、 上（轴孔间隙配合），然后用销子锁紧即可。这种联接属于典型的动磨擦联接，联轴节与转子是通过销子联接。2、改进后的传动联接装臵是在原结构的基础上对联轴节进行了改八、方 案实 施2005 年 QC成果材料提高耐茨泵整泵寿命第 页进，示意图如下：改造后联轴节示意图1联轴节； 2原销孔； 3新加工销孔从上图可以看出，对原来联轴节的改进主要是在原联轴节销孔外转角90度，按原销孔尺寸对称加工膛磨新销孔，使联轴节之间多了一对销孔。3、 改造部分说明：（改造后联轴节端面示意图）4、在原对应连接处，装上销子及转子头部及联轴节部附件。从而减1 3 2 旧孔新孔新孔2005 年 QC成果材料提高耐茨泵整泵寿命第 页
16、小维修工作量和更换联轴节，直接提高了联轴节使用寿命。5、 膛磨出一个直径配合尺寸相同的销孔，其销孔与销子的过盈配合，精度为 0.020mm 。采用联轴节销孔与销子的不动配合，减少销孔与销子之间的磨损。销子与转子采用间隙配合，并且有一定的相对运动和良好的导向性。实施二 ：设计图纸，送往油田机厂加工。在加工时，对一根转子也进行转角90 度对称加工一对孔，想试验一下方案三有没有可以实施性，试验转子在加工后应力如何变化。结果在加工时，长达80 厘米的“S”型转子在工具台怎么无法夹持，厂家要求留下来试验。后来加工车间反映，虽然解决了夹持问题，加工后精度达不到要求，误差0.01mm 。方案三无法实施。实施三：现场使用在采油二队及采油三队的三个集油站、计量站，选NM076SY02S12B型奈茨泵实施。经过五个月的使用观察，试验泵无振动、无异响、运转平稳。具体见下表：2005 年 QC成果材料提高耐茨泵整泵寿命第 页现场使用情况表（一）站号泵 号改 装 部 位检修 内
