Грузовое уравновешивание станка-качалки

Как уже отмечалось, равномерная нагрузка приводного дви­гателя штанговой насосной установки возможна только при нали­чии уравновешивающего устройства. В балансирных станках-качалках наиболее широко применяются уравновешивающие уст­ройства, состоящие из грузов, установленных на балансире и рото­ре.

Определим вес груза на балансире, при котором установка будет уравновешена. Механическая работа сил инерции на поли рованном штоке будет равна нулю, так как при его разгоне силы инерции будут иметь положительный знак, а при торможении — отрицательный.

Рис. 4.36. Кинематическая схема балансирного станка-качалки с балансирным уравновешиванием

При установке на балансире в точке В уравновешивающего груза G (рис. 4.36.) механическая работа при ходе вверх и вниз бу­дет соответственно равна (полагаем, что переднее плечо балансира равно заднему):

Если в уравновешенном станке-качалке А_в =А_н,то получим:

Поскольку в реальных станках-качалках груз устанавливается в точке С, то с учетом различных длин плеч балансира вес уравно­вешивающего груза будет равен:

Описанный способ уравновешивания называется баланс ир­ным. Он прост, но его основным недостатком является появление дополнительных инерционных сил, обусловленных наличием мас­сы груза G. Инерционные силы отрицательно сказываются на ра­боте всех деталей установки.

Этого недостатка нет у роторного способа уравновешива­ния (рис. 4.37.).

Рис. 4.37. Кинематическая схема балансирного станка-качалки с роторным

уравновешиванием

Уравновешивающий груз монтируется на кривошипе. При ходе штанг вверх и вниз работа двигателя будет равна:

При а = b из этих уравнений получим:

Т. к. S = 2г, то с учетом различной длины плеч балансира получим приближенно вес роторного груза:

Приняв стандартное значение роторного груза переме­щая его по кривошипу, определим место его установки по форму­ле:

При роторном уравновешивании инерционные усилия, воз­никающие при движении грузов, воспринимаются только подшип­никами кривошипного вала и при его постоянной угловой скорости вращения не передаются на другие детали установки.

При комбинированном уравновешивании на балансире ус­танавливается уравновешивающий груз G (рис. 4.38.).

Рис. 4.38. Кинематическая схема балансирного станка-качалки с комбинированным уравновешиванием

Вес груза на роторе определяется ниже описанным спосо­бом.

При ходе штанг вверх и вниз работа, затрачиваемая двигате­лем, равна:

где - перемещение точки подвеса штанг;

- перемещение центра тяжести на балансире по вертикали. Определим величину груза приравняв правые части уравнений:

Но тогда получим приближенно:

Приняв стандартное значение роторного груза опреде­лим место его установки по формуле:

Комбинированное уравновешивание применяется в основ­ном на средних по мощности станках-качалках, где использование балансирного уравновешивания привело бы к появлению значи­тельных сил инерции от противовеса. Уравновешенность установ­ки контролируется замером величины тока электродвигателя, мак­симальные значения которого при ходе штанг вверх и вниз должны быть одинаковыми.