Редуктор Ц2НШ-750Б (сборочный чертеж)

Как уже было сказано, самым распространенным из существующих меха-низированных способов добычи нефти является штанговый глубиннонасосный способ эксплуатации. Важным узлом данной установки является привод, пред-назначенный для привидения в движение плунжера скважинного насоса. Лю-бой элементарный привод включает преобразующий элемент и трансмиссию. А самым распространенным элементом преобразующего элемента является ре-дуктор.
Редуктор является непременным элементом механизма станка-качалки и в сочетании с ременной передачей, или самостоятельно, обеспечивает снижение частоты вращения двигателя до необходимой, а так же играет важную роль в определении частоты качаний балансира. Надежность редукторов во многом определяет межремонтный период работы станка-качалки в целом, поэтому главный показатель редуктора – его крутящий момент – входит в число основ-ных показателей привода.
Редукторы могут быть обычного и специального изготовления – крано-вые, для станков-качалок нефтегазовой промышленности, для подъемных ме-ханизмов и т.д., а так же разных типоразмеров. Редукторы специаль-ные предполагают индивидуальное исполнение по техническим требованиям и/или чертежам заказчика и могут быть изготовлены для особых условий Крайнего Севера или наоборот, знойного юга. Например, в качестве условий применения редукторов могут быть представлены технические условия о вра-щении валов в обе стороны, или температура +60 градусов, или повышенная влажность, или скорость вращения быстроходного вала не свыше 1000 об/мин и т.д.
В настоящее время в системе АО «Татнефть» в эксплуатации находится огромное разнообразие станков-качалок выпуска разных лет, производства разных изготовителей, в т.ч. зарубежных (румынских и американских) фирм. И каждый тип станка имеет разного рода редуктора.
До 1991 г. основным разработчиком СК являлся АзИНМАШ, при этом станки-качалки выпускались в СССР лишь одним заводом - "Бакинский рабо-чий". С 1951 года отечественная промышленность начала выпускать станки-качалки нормального ряда типа СКН. Данные станки-качалки находятся в экс-плуатации до сих пор и на старых промыслах часто составляют большую часть из общего числа используемых станков-качалок.
В результате промысловой обкатки первых советских станков-качалок со-временного типа, серийно выпускавшихся сначала по нормальному ряду 1945 г., а затем по ГОСТ 5866-51, в 1956 г. был утвержден ГОСТ 5866-56. Обору-дование по этому стандарту также выпускалось много лет и к настоящему времени еще сохранились на нефтепромыслах, в т.ч. Татарстана. Станки дан-ной серии отличались тем, что имели редуктора типа РЦ с эвольвентным за-цеплением. Эвольвентное зацепление хоть и имело достоинства, но и не была лишена недостатков.
К основным достоинствам эвольвентного зацепления относили:
 простоту образования профилей при нарезании;
 допущение регулирования межосевого расстояния без изменения переда-точного отношения;
 взаимозаменяемость колес.
А к основным недостаткам:
 сравнительно невысокую нагрузочную способность;
 повышенный износ профилей вследствие большого относительного сколь-жения и чувствительность колес к перекосам и упругим деформациям.
После нескольких лет исследований им на смену пришли зубчатые переда-чи с зацеплением Новикова, которые стали обладать следующими преимуще-ствами:
 повышенная контактная прочность зубьев за счет использования зацепле-ния вогнутого профиля с выпуклыми краями (приведенный радиус кри-визны которого определяется суммой радиусов кривизны профилей);
 точечное зацепление (пятиподвижная кинематическая пара) обеспечивав-шая меньшую чувствительность к монтажным погрешностям;
 высокая нагрузочная способность передач (примерно в 2-3 раза выше, чем косозубых эвольвентных передач с одинаковыми размерами) благодаря осевому перекрытию и высокой изгибной прочности зубьев.
Но с достоинствами, у зацепления Новикова появились и недостатки:
 склонность зубьев винтовых колес к излому у торца при входе в зацепле-ние.
 более сложная технология изготовления, за счет использования инстру-мента с профилями криволинейной конфигурации;
 наличие значительных осевых нагрузок на подшипники из-за использова-ния винтовых зубьев с большими углами подъема винтовой линии;
Далее последовал ГОСТ 5866-66. Впервые, начиная с этого стандарта, в числе важнейших параметров стал регламентироваться крутящий момент ре-дуктора вместо числа качаний балансира. ГОСТ предусматривал выпуск 20 типоразмеров станков-качалок (9 базовых и 11 модифицированных), но факти-чески в серийное производство вышли лишь 9 моделей (7 базовых и 2 модифи-цированных) из которых в ОАО «Татнефть» эксплуатируются лишь 5. Так же отличительной чертой станков данного типа стало то, что на них начали уста-навливать редуктора типов Ц2НС (рисунок 1.1(а)) и Ц2НШ (рисунок 1.1(б)), первоначальной модификации, имевших зубчатые колеса с шевронным зацеп-лением и зацеплением Новикова [2].

(а) 
(б)
а – редуктор типа Ц2НС; б – редуктор типа Ц2НШ
Рисунок 1.1 – Редукторы с зацеплением Новикова

Благодаря новой системе зацепления редукторы нового типа получили массу преимуществ по сравнению с редукторами с эвольвентным зацеплением. Преимуществами редукторов Ц2НС и Ц2НШ стали:
 высокий коэффициент полезного действия;
 довольно небольшой люфт выходного вала, обеспечивающий сравнитель-но высокую кинематическую точность;
 низкая рабочая температура;
 возможность реверса;
 большая нагрузочная способность (если для конкретно поставленных це-лей использовать цилиндрические редукторы, обладающие соответствую-щими габаритами, то их пропускаемая мощность очень велика);
 стабильное функционирование при частых запусках, остановках агрегата и при неравномерных нагрузках, включая пульсирующие режимы рабо-ты.
Несмотря на одинаковые преимущества по сравнению с ранними редукто-рами, редукторы Ц2НС и Ц2НШ имеют конструктивные отличия, что отража-ется на их обслуживании и ремонте. Например, редуктор Ц2НС имеет в быст-роходной ступени раздвоенный шеврон, а в тихоходной - косозубую передачу. Опорами ведущего вала являются роликоподшипники с цилиндрическими ро-ликами, а опоры промежуточного и ведомого вала - конические роликопод-шипники, которые требуют периодического обслуживания по протяжке и, со-ответственно часто выходят из строя, чего не наблюдается у редуктора Ц2НШ. Ведущий и промежуточные валы редуктора Ц2НШ устанавливаются на роли-коподшипниках радиальных с короткими цилиндрическими роликами, а ведо-мый вал - на сферических двухрядных роликоподшипниках. К тому же редук-тор имеет шевронную передачу на тихоходном валу, что обеспечивает еще большую нагрузочную способность и более устойчивую работу подшипников, что увеличивает его межремонтный период.
В последнее десятилетие на промыслах объединения начали внедряться тихоходные станки-качалки типа СКР по ОСТ 26-16-08-87 со специальными трехступенчатыми редукторами типа Ц3НК (рисунок 1.2), разработанными АзИНМАШем.
 
Рисунок 1.2 - Редуктор типа Ц3НК
Компоновка трансмиссии такого станка отличается отсутствием ременной передачи, что компенсируется применением трехступенчатого редуктора с пе-редаточным числом i = 165. Последствиями данного конструкторского реше-ния стали: затруднительность регулирования частоты хода балансира и предо-хранение двигателя от перегрузок и поломок посредством гибкой ременной передачи. Решение данной проблемы потребовало применение специальных регулируемых многоскоростных асинхронных электродвигателей, для рения первой проблемы, и соединяющей муфты со срезными штифтами – для вто-рой. Впоследствии редуктор получил широкие возможности для эксплуатации. А основными достоинствами и особенностями редуктора типа Ц3НК стали:
1) Передаточные числа, которые можно менять, получая i = 63, 90 и 125, что позволяет снизить частоту качаний балансира до 1,7 в минуту;
2) Еще одной возможностью для оперативного изменения передаточного числа преобразующего механизма стало возможность замены зубчатой пары входной ступени во время работы качалки, что позволяло устанав-ливать необходимое число качаний в зависимости от текущего дебита скважины;
3) Применение вместо шевронной зубчатой передачи, трудоемкой в изготов-лении и ремонте, термоулучшенной крупномодульной косозубой переда-чи с упорными кольцами, обладающей более высокой нагрузочной спо-собностью;
4) Уменьшение, до 25-30%, массы редукторов ЦЗНК при равных нагрузоч-ных характеристиках, по сравнению с редукторами типа Ц2НШ;
5) Возможность применения электродвигателей с меньшей мощностью, чем в станках-качалках с аналогичными режимами работы.
Редукторы данного типа унифицировали для облегчения монтажных ра-бот. Присоединительные размеры выходных концов валов редукторов Ц3НК идентичны концам валов применяемых редукторов, что позволяет использо-вать их в действующих станках-качалках без существенных переделок лишь с небольшими изменениями крепления




Редукторы типа Ц2НШ являются двухступенчатыми, с цилиндрической шевронной зубчатой передачей с зацеплением Новикова. Ведущий и промежуточные валы устанавливаются на радиальных роликоподшипниках; ведомый вал - на сферических роликоподшипниках. На концах ведущего вала садятся ведомый шкив клиноременной передачи и шкив тормоза. На оба конца ведомого вала - кривошипы. Корпус редуктора с горизонтальным разъемом по осям валов образует масляную ванну, а для контроля за уровнем масла, корпус снабжается двумя контрольными пробками и дыхательным клапаном. Смазка зацепления - картерная, окунанием. Смазка опор промежуточного и ведомого валов - принудительно картерная, быстроходного — картерная [1].
Для придания 7СК8 соответствующего конструктивного исполнения, на 100 мм укорачиваются шатуны, криворогая траверса заменяется на новую (рисунок 4.3). Далее производится расточка конусного отверстия в шкивах редуктора до ∅80 мм с соответствующей долбежкой шпоночного паза.

Рисунок 4.3 – Прямая траверса
Вышеуказанные редукторы имеют разные присоединительные размеры. По этой причине новая подредукторная подставка, имеющая необходимые присоединительные размеры, предварительно изготавливается в цеху, а затем приваривается электросваркой на имеющиеся поперечины рамы станка-качалки по контуру сопряжения. Для присоединения тормоза с ведущим валом редуктора существующую стойку тормоза сдувают газорезкой и заново приваривают в соответствующее положение.
После проведенной модернизации производится проверка уровня масла в редукторе, наличие смазки в опорах, окраска частей деталей станка. Подготовка модернизированного станка-качалки к работе и его пуск производится в соответствии с «Инструкцией по эксплуатации станков-качалок 7СК».