Обоснование параметров и разработка конструкции энергосберегающего привода штангового скважинного насоса (стр. 17 )

Холостой ход
Параметр	Положение кривошипа
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Мбал/Q, м	3,240	3,275	3,314	3,321	3,394	3,434	3,527	3,646	3,663	3,666	3,635
Fш/Q	2,911	2,896	2,797	2,674	2,514	2,322	2,138	2,002	1,844	1,736	1,638
, м	0,323	0,843	1,384	1,735	1,961	1,992	1,860	1,622	1,217	0,781	0,310
Мпр/Q, м	0,632	1,225	1,736	2,117	2,350	2,450	2,350	2,117	1,736	1,225	0,632
Мкр/Q, м	0,309	0,382	0,352	0,384	0,389	0,458	0,490	0,495	0,519	0,444	0,322
Σ(Мкр/Q)2,м2	1,928
Рабочий ход
Параметр	Положение кривошипа
12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24
Мбал/Q, м	6,201	6,078	6,062	6,047	5,669	5,846	5,709	5,664	5,633	5,550	5,473	5,403	5,370
Fш/Q	2,702	2,617	2,638	2,688	2,636	2,909	3,070	3,353	3,667	3,936	4,242	4,503	4,662
	0,257	0,942	1,551	1,992	2,198	2,531	2,606	2,716	2,596	2,338	1,858	1,229	0,373
Мпр/Q, м	0	0,632	1,225	1,730	2,117	2,350	2,450	2,350	2,117	1,736	1,225	0,632	0
Мкр/Q, м	0,257	0,310	0,326	0,262	0,081	0,181	0,156	0,366	0,475	0,602	0,633	0,597	0,373
Σ(Мкр/Q)2,м2	2,022
Среднеквадратичный момент нагрузки на кривошипе за цикл работы Мкрср=0,428м

Таблица 4.1.9 - Силовые параметры станка – качалки по схеме в при комбинированном уравновешивании.

Холостой ход
Параметр	Положение кривошипа
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Мгр/Q, м	2,775	2,820	2,904	2,985	3,015	2,985	2,892	2,766	2,631	2,520	2,454
Мбал/Q, м	0,465	0,455	0,410	0,336	0,379	0,449	0,635	0,880	1,032	1,146	1,181
Fш/Q	0,418	0,402	0,346	0,271	0,281	0,304	0,385	0,483	0,520	0,543	0,532
, м	0,046	0,117	0,171	0,175	0,219	0,260	0,335	0,391	0,343	0,244	0,101
Мпр/Q, м	0,226	0,438	0,621	0,757	0,844	0,876	0,844	0,757	0,621	0,438	0,226
Мкр/Q, м	0,180	0,321	0,450	0,582	0,625	0,616	0,509	0,366	0,278	0,194	0,125
Σ(Мкр/Q)2,м2	1,970
Рабочий ход
Параметр	Положение кривошипа
12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24
Мгр/Q, м	2,454	2,496	2,580	2,688	2,802	2,904	2,985	3,012	3,000	2,949	2,874	2,802	2,754
Мбал/Q, м	3,747	3,582	3,482	3,359	2,867	2,942	2,724	2,652	2,633	2,601	2,599	2,601	2,616
Fш/Q	1,633	1,543	1,515	1,493	1,333	1,464	1,465	1,570	1,714	1,845	2,015	2,168	2,271
	0,155	0,554	0,891	1,106	1,112	1,273	1,243	1,272	1,214	1,096	0,882	0,592	0,182
Мпр/Q, м	0	0,226	0,438	0,621	0,757	0,844	0,876	0,844	0,757	0,621	0,438	0,226	0
Мкр/Q, м	0,155	0,328	0,453	0,485	0,355	0,429	0,367	0,428	0,457	0,475	0,444	0,366	0,182
Σ(Мкр/Q)2,м2	1,989
Среднеквадратичный момент нагрузки на кривошипе за цикл работы Мкр/Q=0,406м

Рисунок 4.1.1 - Момент нагрузки на балансире при кривошипном (1, 2) и комбинированном (3, 4) уравновешивании, при рабочем (1, 3),

при холостом ходе (2, 4).

Нагрузка на шатуне (рис.4.1.2) зависит как от величины момента на балансире, так и от закономерностей изменения длины плеча приложения этой нагрузки к балансиру. У станка – качалки по схеме а, при постоянстве значений момента на балансире при рабочем и холостом ходах в условиях кривошипного уравновешивания, при рабочем и холостом ходе нагрузка на шатуне вначале снижается, достигает минимума в средней части и растёт в заключительной части, что соответствует противоположной закономерности изменения длины плеча d ее приложения к балансиру при движении шарнира крепления шатуна к балансиру по дуге окружности с центром, расположенным в центре качания балансира. В процессе этого движения плечо d приложения нагрузки шатуна к балансиру в начале хода увеличивается, затем достигает максимума и после этого уменьшается. При небольшом угле поворота балансира в течение цикла работа этого станка – качалки (600) и, соответственно, небольшом изменении длины этого плеча размах колебаний этой нагрузки ( 34,8 % при холостом и 44,9 % при рабочем ходах от величины максимума нагрузки) относительно невелик, однако, величины нагрузки на шатуне в начале и в конце как рабочего, так и холостого ходов отличаются существенно. Это связано с различием углов между балансиром и шатуном в крайних положениях балансира, имеющим место в результате дезаксиального расположения центра вращения кривошипа в стороне от прямой, проведенной через центры шарнира крепления шатуна к балансиру в крайних положениях последнего. Поэтому нагрузка на шатуне в начале рабочего хода меньше нагрузки в его конце на 28 %. Точно так же, нагрузка в конце холостого хода меньше нагрузки в его начале на 31,9%.

Рисунок 4.1.2 - Нагрузка на шатуне при кривошипном (1,2) и комбинированном (3,4) уравновешивании при рабочем (1,3),

при холостом (2,4)

При комбинированном уравновешивании величина нагрузки на шатуне значительно меньше, чем при кривошипном ( кривые 3, 4 на рисунке 4.1.2 а). Максимум нагрузки, имеющий место в конце рабочего и начале холостого ходов уменьшается, соответственно, на 49,2 и 78,5 %. Точно так же, значительно меньшая нагрузка в начале рабочего и в конце холостого ходов снижается, соответственно, на 45,1 и 74,9%. Так как уравновешивающий момент, создаваемый грузом на балансире, имеет четко выраженный максимум в средней части рабочего и холостого ходов, для зависимости суммарного момента нагрузки на балансире от положения кривошипа характерно наличие минимума в этих фазах рабочего процесса (рис.4.1.1 а). Соответствующий минимум проявляется и в зависимости от положения кривошипа нагрузки на шатуне.