Определение нагрузок на головку балансира станка-качалки

Определение нагрузок производится по различным теориям, которые, в основном, делятся на две группы: статические и динамические. Согласно исследованиям А. Н. Адонина [1], граница между статическим и динамическим режимами откачки находится в интервале (переходная зона) параметра Коши:

                                       

где а - скорость звука в штангах.

Для одноразмерной колонны а=4600 м/с, для двухступенчатой a=4900 м/с; для трехступенчатой а=5300 м/с. В настоящее время применяют в основном режимы при μ = 0,5.  При μ > 0,7 многие формулы просто неприемлемы из-за больших резонансных усилий.

4.2.1. Максимальная нагрузка по статической теории (формула Муравьева И. М.):

                                       

где Р_ж - вес столба жидкости над плунжером, высотой, равной h_д, с учетом буферного давления Р_б,

                                

b - коэффициент облегчения штанг в жидкости:

                                                           

m - фактор динамичности:

                                                          

где S_A - длина хода точки подвеса штанг; n - число качаний в минуту.

Вес штанг в воздухе

                                      

Минимальная нагрузка будет, очевидно, при начале хода штанг вниз, когда вес жидкости не действует на штанги, а динамический фактор вычитается:

                                               

Определение нагрузок по формулам А. С. Вирновского.

Согласно исследованиям А. Н. Адонина [1] они дают наилучшее совпадение с опытными результатами замеров нагрузки:

где Р_ж - вес столба жидкости высотой h_д с учетом буферного давления с площадью, равной F_пл; Р'_ж = (F_пл - f_шт) ρ_ж·g·L - вес столба жидкости в кольцевом пространстве; F_пл, f_шт - площадь поперечного сечения плунжера и штанг соответственно; L - глубина спуска насоса; Р_шт - вес колонны штанг в воздухе; Р'_шт - вес колонны штанг в жидкости.

Формула для минимальной нагрузки получается из предыдущей (4.18), если положить Р'_ж = 0, Р_ж = 0, а кинематические коэффициенты α₁ и а₁ заменить на аналогичные α₂ и а₂ при ходе штанг вниз и переменить у двух последних членов знаки на противоположные:

Здесь S_А - длина хода точки подвеса штанг; Р_шт - вес колонны штанг в воздухе; Р'_шт - вес колонны штанг в жидкости; α₁, α₂, а₁, а₂  - кинематические коэффициенты А. С. Вирновского [1,23],

где V_max - действительная максимальная скорость точки подвеса штанг; 1 - при ходе вверх; 2 - при ходе вниз; D, d_шт - диаметры насоса и штанг; ω - угловая скорость в 1/с, ω = π·n / 30; λ_шт - удлинение штанг от веса столба жидкости,

                                                     

- коэффициент изменения сечения потока жидкости при переходе от насоса в трубы; F_тр - площадь внутреннего канала труб; f_тр  - площадь сечения труб по металлу;

  - коэффициент отношения площадей.

Если расчет ведется для ступенчатой колонны, то вместо f_шт нужно брать:

                     

где ε1, ε2, …, εn - доли ступенчатой колонны штанг, Σε_i = 1.

Упрощенные А. Н. Адониным формулы А. С. Вирновского можно использовать для широкого диапазона S_А < 5м; n =24 мин^-1, D < 93 мм:

Максимальная нагрузка на основе динамической теории по формуле И. А. Чарного:

                   

где tg μ/μ - коэффициент, учитывающий вибрацию штанг:

;

 .

4Максимальная нагрузка на основе динамической теории по эмпирической формуле А. Н. Адонина:

где m - кинематический коэффициент,

                                                   

где L_шат - длина шатуна; k - длина заднего плеча балансира.

Задача 14

Условие задачи: определить максимальную и минимальную нагрузки на головку балансира станка-качалки СК-12-2,5-4000 по различным теориям и сравнить их.

Варианты заданий: решение задачи осуществляется в соответствии с индивидуальным вариантом задания, установленным преподавателем. Варианты заданий приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2

---

Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 575; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!