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 Рж - вес столба жидкости над плунжером, высотой, равной hд, с учетом буферного давления Рб,
b - коэффициент облегчения штанг в жидкости:
m - фактор динамичности:
где SA - 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 Рж - вес столба жидкости высотой hд с учетом буферного давления с площадью, равной Fпл; Р'ж = (Fпл - fшт) ρж·g·L - вес столба жидкости в кольцевом пространстве; Fпл, fшт - площадь поперечного сечения плунжера и штанг соответственно; L - глубина спуска насоса; Ршт - 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, Рж = 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 SА - длина хода точки подвеса штанг; Ршт - вес колонны штанг в воздухе; Р'шт - вес колонны штанг в жидкости; α1, α2, а1, а2 - кинематические коэффициенты А. С. Вирновского [1,23],
где Vmax - действительная максимальная скорость точки подвеса штанг; 1 - при ходе вверх; 2 - при ходе вниз; D, dшт - диаметры насоса и штанг; ω - угловая скорость в 1/с, ω = π·n / 30; λшт - удлинение штанг от веса столба жидкости,
|
|
- коэффициент изменения сечения потока жидкости при переходе от насоса в трубы; Fтр - площадь внутреннего канала труб; fтр - площадь сечения труб по металлу;
- коэффициент отношения площадей.
Если расчет ведется для ступенчатой колонны, то вместо fшт нужно брать:
где ε1, ε2, …, εn - доли ступенчатой колонны штанг, Σεi = 1.
Упрощенные А. Н. Адониным формулы А. С. Вирновского можно использовать для широкого диапазона SА < 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 Lшат - 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! |
Мы поможем в написании ваших работ!