Штангалар ілгегінің нүктесінде іске асатын күштер.

Балансирлі термелмелі-станок штангалар ілгегінің нүктесінде жүктеме былай шартталған.

1. Сұйық және штангларды ауырлық күштерінен болатын статикалық жүктмемелерден, цилиндрлі плунжерлердің және штангалардың құрғақ үйкеліс күштері.
2. Штангалар түзбегінің үдеуінің және сұйық бағансынысының қозғалсы кезнде пайда болатын, қозғалатын массалардың инерция күштері.
3. Штангалар дірілдеуінің нәтижесінде пайда болатын динамикалық жүктемелер.

Тәжірибелік мәндер штангаларға түсетін минималды және максималды жүктемелердің қосындысы болады, олардың мөлшері динамометрия өзгерістерімен немесе есептелу жолымен анықталады.

Статикалық жүктеме, штангалардың жоғары қарай жүрісі кезнде максималды мөлшері жоғарыда көрсетлігендей мынадай болады.

Р_ст = Р_сұй + Р_шт (9.1)

мұнда, Р_сұй – плунжер үстінде болатын сұйықтың аурлық күші, Ршт – сұйқытың штангыларының салмағы.

Есептеуді жеңілдету үшін қораптың түсу тереңдігін динамикалық деңгейге тең деп аламыз.

Р_ст = q_сұй + q_штLBy (9.2)

мұнда, qж – тереңдік сораптың плунжер үстіндегі 1 м сұйық бағансының салмағы, qшт – ауадағы 1 м штангалардыфң салмағы, L – штанглардың ұзындығы, By = 1 - Рж/Ршт (мұнда Р_сұй, Ршт – сұйықтың және штанганың материалдарының тығыздығы).

Штангалрадың құбырға үйекелу күшін, зерттеулер көрсетіп отырғандай ексермеуге боалды, егер ұңғының қисаюыы 5-6 аспаса. Инерция күштері мына формуламен анықталады:

Рi = M*Imax (9.3)

мұнда, М – қозғалатын бөлшектердің массасы, Imax – штангалар ілгегінің нүктесінің максималды үдеуі.

Шығарылатын сұйық еріген және бос газдардың әсерінен сығылатын болғандықтан, онда есептеуде тек штангалардың массасы ескеріледі. М = Ршт/q.

Инерция күштерін ескере отырып штанглар ілгішінің нүктесіндегі жүктеме мынадай

Рмах = Р + Ршт*By + Pшт*Sn²/1440 (9.4)

Штангалардың төменге қарай жүрісі кезнде динамикалық жүктеме.

Р_ш=

(9.5)

P_min=P_штb_y

Балансирлі тербелмелі-станокты теңгеру.

Штангалы тереңдік қоңдырғының жетекті қозғалтқышындағы біркелкі жүкте, теңгеруші қоңдырғының бар болған жағдайы кезінде мүмкін. Балансирлі тербелмелі-станоктарда теңгеруші қоңдырғылар кең қолданыс тапқан, олар балансирда және роторда орнтаылған жүктерден құарлған.

Теңгеруші қоңдырғы деп қозғалтқышпен жоғары және төмен қарай жүрісі кезінде атқарылатын жұмыстар теңдігін айтамыз, яғани А_ж = А_т,

Қоңдырғы теңгеріліп тұратындай болатындықтан балансірде орнатылатын жүктің салмағын анықтайық. Ол үшін қарапайым теорияны қолданайық. Жылтыратылған штокта информация күштерінің механикалық жұмысы нолге тең болады, өйткені оны айдаған кезде инерция күштері оң таңбалы болады, ал тежеу кезінде теріс болады.

Штангалардаың жоғары қарай қозғалысы кезінде жұмыс. Штангалардың және сұйықтың орын ауыстыруына кетеді.

А_ж = (Р_сұй + Ршт)*S (9.6)

Төменгі қарай жүрісі кезінде

А_т = - Ршт * S (9.7)

Екі жүріс үшін пайдалы жұмыс

А = Р_сұй * S

Сурет 9.6

Балансирда В нүктесінде теңгеруші жүкті G орналастырған кезде (сурет 9.6) механикалық жұмыс, жоғары және төмен қарай жүрісі кезінде сәкесінше тең (балансирдің алдынғы иығы артқысына тең деп болжаймыз)

А_ж = (Р_сұй+Ршт)*S – G*S

А_төм = - Ршт*S + G*S (9.8)

Егер теңгерілген тербелмелі-станок А_жо-А_тө тең болса, онда теңдеуді оң жақ бөлігін теңестіргенде, аламыз:

G = P_сұй/2 + Ршт (9.9)

Станок-качалкаларда В нүктесінде жүкті орнатпағандықтан, балансирдің шығының түрлі ұзындығын ескерсек теңгеруші жүктің салмағы мынаан тең:

G = (Р_сұй/2 + Ршт)а/с (9.10)

Осы теңгеру әдісі балансирлі деп аталады, ал қарапайым, бірақ оның негізгі кемшілігі болып қосымша инерция күштерінің пайда болуында, ал жүк салмағының G шартталады. Инерциялы күштер қоңдырғының барлық бөлшектеріне теріс әсер етеді.

Сурет 9.7

Бұл кемшілікте тек роторлы теңгеру әдісіне жатады. (сурет 9.7). Теңгеруші күшті Gp кривошипта орнтаады. Штангалардың жоғары және төмен қарай жүрісі кезінде қозғалтқышпен атқарылатын жұмыс мынаған тең болады:

А_ж = (Р_шт+Р_сұй)*S-Gp*2*R

A_т = - Ршт*S + Gp*2*R (9.11)

Теңдеудің оң жақ бөлігін теңестіріп, мынаны аламыз (a=b деп алса):

G_p = (2Р_шт+Р_сұй) (9.12)

Бірақ, S = 2*r, онда G_p = (P_шт + Р_сұй/2)*r/R.

G_p = (P_шт + Р_сұй/2)*r/R. (9.13)

Ротрлы теңгеру кезінде жүктеудің салмағы тұрақты ол олардың кривошип бойымен оның орын ауыстыруын теңгереді, яғни R радиусты өзгертеді.

R мән мына формуламен анықталады:

R = (Р_шт+Р_сұй/2)*а*r/ (в*Gp) (9.14)

Роторлы теңгеру кезінде жүктердң өзқалыстыдан пайда болатын инерциялы күштер тек кривошипті білік подшипшниктерімен қабылданады және оның тұрақты бұрыштық жылдамдығы кезніде қоңдырғының басқа бөлшектеріне берілмейді.

Сурет 9.8

Үйкеліседі теңгеру кезінде балансирда теңгеретін G жүкті орнатады. (сурет 9.8) Роторда жүктің салмағын келесі түрде анықталады:

Штангалардың жоғары және төмен қарай жүрісі кезінде қозғалтқышпен шығындалатын жұмыс, мынаған тең.

A_ж = (Р_шт+Р_сұй)*Sa –G*Sб – Gp*2*R

А_т = - Ршт*Sa + G*Sб + Gp*2*R (9.15)

Жүк G салмағымен бере отырып Gp жүгінің өлшемін анықтайық. Ол үшін теңдеудің оң жақ бөлігін теңестірейік.

Онда мынаны аламыз

Gp = (Ршт+Рж/2)*r*a/(R*в) – с*r/(Р*R) (9.16)

Ұйлескен теңгеруі негізінен қуаттылығы орташа тербелмелі-станоктарда қолданылады, онда балансирлі теңгеруді олдану қарама-қарсы салмақтан елеулі инерция күштерінің пайда болуына әкеледі. Қоңдырғының теңгеруін электр қозғлтқыш тоғының мөлшіріне өлшеу арқылы бақылайды, оның максималды мәні, штангалардың жоғары және төмен қарай жүрісі кезінде бірдей болуы қажет.