Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Кинематика приводов скважинных штанговых насосных установокСодержание книги
Поиск на нашем сайте
Применяемые в настоящее время станки-качалки имеют кинематические схемы, соответствующие показанной на рис. 7.60 при уравновешивании с помощью грузов или же на рис. 7.61 мри гидропневматическом уравновешивании [10, 11]. Основными элементами механизма станка-качалки являются см. рис. 7.60 и 7.61 привод 7, клиноременная передача 2, редуктор 3 и шарнирный четырехзвенный механизм 4, преобразующий вращательное движение вала двигателя в возвратно-поступательное движение точки подвеса штанг. Клиноременная передача и редуктор обеспечивают получение необходимого числа оборотов кривошипного вала, соответственно числу ходов.
Рис. 7.60. Кинематическая схема станка-качалки
Основное внимание инженера-конструктора при проектировании кинематической схемы станка-качалки должно быть обращено на правильность проектирования шарнирного четырех-звенного механизма, чтобы движение точки подвеса штанг про исходило по определенному закону, обеспечивающему; нормальную и заданную работу глубинного насоса, колонны насосных штанг и т.д.
Рис. 7.61. Кинематическая схема станков-качалок с обратным расположением преобразующего механизма
Шарнирный четырехзвенный механизм станка-качалки является кривошипно-коромысловым механизмом с односторонним удлиненным в противоположном направлении, коромыслом (совокупность звеньев к и к1 называйся балансиром). Этот механизм должен обеспечить получение заданной длины хода, точки подвеса штанг, S. Из рисунков видно см. рис. 7.60, 7.61:
где δ0 — угол размаха балансира; к1 — переднее плечо балансира. При определенных длинах хода и переднего плеча угол размаха балансира будет иметь значение:
Для получения этого угла размаха балансира при определенной длине заднего плеча можно построить многочисленные четырехзвенные механизмы, центр вращения кривошипа которых расположен на участке плоскости, ограниченном только углом D1СВ2 = 1800 - δ0 см. рис. 7.62. Эти четырехзвенные кривошипно-коромысловые механизмы отличаются друг от друга размерами звеньев, которые определяют габариты, а следовательно, вес станка-качалки. Но от положения центра вращения кривошипного вала зависят, кроме того, кинематические и динамические показатели станка-качалки, о чем будет сказано ниже. Возьмем два крайних положения точки соединения шатуна с коромыслом, так, чтобы точка В1 соответствовала нижнему положению точки подвеса штанг, а точка В2 — верхнему положению этой точки. Очевидно, горизонтальная линия, проходящая через точку С, является биссектрисой угла δ0 размаха балансира. Проведем прямую, проходящую через точки В1 и В2 которая будет перпендикулярна биссектрисе угла δ0. Поместим центр вращения О кривошипа на расстояниях а и h от упомянутых выше взаимно перпендикулярных прямых см. рис. 7.63. Так как в крайних положениях механизма направления шатуна и кривошипа совпадают, то, соединяя центр вращения О с крайними точками В1 и В2, получим: Таким образом, четырехзвенник в крайнем нижнем положении переднего плеча балансира обращается в треугольник ОВ2С ; со сторонами l + r, к и р, а в верхнем крайнем положении — в треугольник ОВ2С со сторонами I — г, к и р. Пересекая OB 1 из центра О радиусом ОВ2, получим отсюда величина радиуса кривошипа будет
а длина шатуна Таким образом, имея кинематическую схему станка при крайних нижнем и верхнем положениях точки подвеса штанг, можно графически определить длину кривошипа и шатуна. Угол θ между направлениями ОВ1 и ОВ2 может быть назван углом несимметричности цикла и имеет определенное влияние на работу станка-качалки и всей глубинно насосной установки. Рис. 7.62. Графическая схема построения заданного угла размаха балансира при заданной длине его заднего плеча с помощью различных четырехзвенных механизмов
Принимая направление вращения кривошипа в соответствии с указанным на рис. 7.62, обозначим через φв и tв — угол и время поворота кривошипа при ходе вверх, φн и τн угол и время поворота кривошипа при ходе вниз. Из рис. 7.62 имеем: Если кривошип вращается с постоянной скоростью, то отношение углов поворота φв и φн будет пропорционально отношению затраченных на эти повороты отрезков времени, т.е. Величины средних скоростей при ходе вверх υ в и при ходе вниз υн будут равны: После преобразования получим: После дальнейших преобразований где Ко — коэффициент изменения скорости хода. Очевидно, при К0= 1, φв = φн, tв = tн, υв = υн и θ = 0. Цикл работы станка-качалки, при котором Ко = 1 или θ = 0 является симметричным циклом. Как видно из рис. 7.63, при симметричном цикле, когда θ = 0, центр вращения О кривошипа всегда находится на прямой, проходящей через крайние точки В1 и В2, т.е. α = 0. Из формулы (7.62) следует, что при этом Ко = 1, т.е. средние скорости при ходе вверх и вниз одинаковы. Из рис. 7.63 имеем: Рис. 7.63. Схема преобразующего механизма обычных станков-качалок в двух крайние положениях (общий случай)
Имея в виду, что OB1 = l + r, 0В2= l - r, CB1 = СВ2 = К и СО = р из треугольников ОВ2С и 0В1С получим Подставляя значения углов В1ОС и В2ОС из (7.66) в (7.65), получим:
Таким образом, имея величины длин звеньев четырехзвенного механизма или отношения этих звеньев, посредством формулы (7.68) или (7.67) можно определить величину угла θ несимметричности цикла. Угол θ может быть как положительным, так и отрицательным, что видно из рис. 7.64. Для механизма О'A'BC θ > 0, а для механизма O''А''ВС θ < 0. Для механизма ОАВС, соответственно, θ = 0. Для уяснения влияния угла θ на режим работы установки приходится различать два случая: когда в начале хода вверх точки подвеса штанг направления вращений кривошипа и коромысла еонпадают и когда направления вращений этих звеньев противоположны. Рассмотрим каждый случай отдельно. Из рассмотрения рис. 7.63 и 7.64 видно, что при изменении направления вращения кривошипа участку хода вверх соответствуют уже не углы φ1,φ'1 φ"1, а углы φ2, φ'2, φ"2 соответственно. Поэтому: а) при левом расположении механизма (механизм О'A'BC), если в начале хода вверх точки подвеса штанг направления вращений кривошипа и коромысла совпадают — ход вверх происходит медленнее, чем ход вниз, так как (Ко<1), если же в начале хода вверх направления вращений этих двух звеньев противоположны, ход вверх происходит быстрее, чем ход вниз, т.е. Ко>1
Рис. 7.64. Схема преобразующего механизма обычных станков-качалок в крайних положениях для трех случаев расположения центра вращения кривошипа б) при правом расположении механизма (механизм O''А''ВС), если в начале хода вверх точки подвеса штанг, направления вращения кривошипа и коромысла совпадают — ход вверх происходит быстрее, чем ход вниз (Ко > 1); если же в начале хода вверх направления вращения этих двух звеньев противоположны — ход вверх происходит медленнее, чем ход вниз (Ко< 1). Таким образом, ясно, что в зависимости от расположения центра вращения кривошипа в плоскости чертежа и в зависимости от направления вращения кривошипа можно получить разные средние скорости при ходе вверх и вниз. При этом передаточное отношение i между кривошипом и коромыслом в течение полного полуцикла является величиной переменной [11], т.е. скорость движения точки подвеса штанг также является переменной величиной. Выше ωk — угловая скорость коромысла; ω — угловая скоростями. кривошипа. При симметричной схеме (см. рис. 7.64) для реального станка-качалки законы движения точки подвеса штанг (кривые пути, скорости и ускорения) заметно отличаются на участках ходов верх и вниз. При перемене направления вращения кривошипа законы движения, естественно, меняются местами. Таким образом, даже при симметричной схеме закон движения точки подвеса штанг за цикл зависит от направления вращения кривошипа. Следует отметить, что для балансирного привода, построенного по схеме, приведенной на рис. 7.64, выгодным является совпадение направления вращения кривошипа и коромысла, а дли привода, построенного, как показано на рис. 7.63, — несовпадение направления вращения кривошипа и коромысла [11]. Таким образом, для каждой кинематической схемы существуют два закона достижения точки подвеса штанг, в зависимости от направления вращения кривошипа
|
||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-26; просмотров: 1332; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.222.91.173 (0.011 с.) |