Кривошип білігінің моменті мен электрлі қозғалтқыштың қуатын анықтау

Редуктордың кривошип білігінің максималды айналу моменті (Н*м) Р.А. Рамазанованың эмпирикалық формуласымен анықталады, [3]:

 

М_кр=300S+0,236S(P_max - P_min), (4.79)

 

мұндағы, S– штанганың ілу нүктесінің жүріс ұзындығы; Р_max, Р_min – теңестіргіш басына келетін максималды және минималды жүктемелер - ұңғыма шарты бойынша анықталады.

(4.79) формуласы сорап цилиндірінің толық толтырылуы мен тербелмелі-станоктың толықтай теңестірілу шарты үшін алынған.

А.Н. Адониннің берілгені бойынша (4.79) формуласы максималды айналу моментінің нақты мәндерімен салыстырғанда бірнеше рет төмендетілген және диаметрі 55 мм сорап үшін алшақтық 20-25%-ға жетеді.

Электрқозғалтқыш қуаты мен ШҰС қондырғысының толық тұтынатын қуатын анықтау үшін Азинмаш әдістемесін қолданамыз, [3].

Электрлі қозғалтқыштарға арналған кітаптардан мынаны табуға болады:

 

N_эқ=N_T+ η_мехN_o/ η_мех, (4.80)

 

мұндағы, η_мех – арнайы кесте бойынша анықталатын, қондырғының жерасты бөлігінің механикалық ПӘК-і.

Тербелмелі станоктағы қуат шығыны (кВт) төменгі қатынас арқылы анықталады

 

N_o=K·n·10^-3, (4.81)

 

мұндағы, К – тербелмелі-станок типіне байланысты анықталатын коэффициент; n – тербелу саны.

Гидравликалық шығынды ескергендегі қондырғының теориялық қуаты:

 

N_T = 0,0167·D²·Δp·S_пл·n·10^-3, (4.82)

 

мұндағы, D – плунжердің диаметрі; Р – плунжердегі гидродинамикалық қысым; S_пл – плунжер жүрісінің ұзындығы.

 

4.6-кесте

Тербелмелі станоктар үшін электрқозғалтқыштың техникалық берілгендері

 

Қозғалтқыш	Номиналды қуат, кВт	ПӘК %	cosα	Қозғалтқыш	Номиналды қуат, кВт	ПӘК %	cosα
АОП-41-4 1,7 81,0 0,82 АОП2-52-4 10,0 88,0 0,83 АО2-22-4 2,2 82,5 0,83 АОП-63-4 14,0 87,5 0,87 АОП-22-4 2,8 83,0 0,84 АОП2-61-4 13,0 88,0 0,84 АО-2-31-4 3,0 83,5 0,84 АОП-72-4 20,0 88,0 0,87 АОП-51-4 4,5 84,5 0,85 АОП2-71-4 22,0 89,5 0,85 АОП2-41-4 4,0 85,0 0,81 АОП-73-4 28,0 89,0 0,87 АОП2-42-4 5,5 87,0 0,82 АОП2-72-4 30,0 90,0 0,85 АОП-52-4 7,0 86,0 0,86 АОП-84-4 40,0 90,0 0,88 АОП2-51-1 7,5 88,0 0,83 АОП2-81-4 46,0 91,0 0,89 АОП62-4 10,0 86,5 0,87 АОП2-82-4 55,0 92,0 0,89

 

ШҰС қондырғысы тұтынған қуат:

 

N_қон= N_T+ η_мехN_o/ η_мех· η_эқ, (4.83)

 

мұндағы, η_эқ – 2.7-кестесі бойынша анықталған электрқозғалтқыш ПӘК-і.

 

6-есеп. Кривошип білігінің моменті мен ТС-12-2,5-4000 қондырғысының электрқозғалтқыш қуатын анықтау керек.

Бастапқы берілгендері:

Сорап ілмесінің тереңдігі L=1870 м;

Динамикалық деңгейі һ_д=1800 м;

Плунжер диаметрі D=32 мм;

СКҚ-ң диаметрі d_құб=60x4,5 мм;

Штанганың диаметрлері: d_ш1=22 мм, L₁=560 м,

d_ш2=19 мм, L₂=1310 м;

Сұйықтың тығыздығы ρ_с=880 кг/м³.

Шешімі: (4.28) формуласы бойынша Коши параметрін табамыз: ТС-12-2,5-400 үшін n_max=12 мин^-1, S_max=2,5 м;

 

ω=3,14·12/30=1,26 c^-1;

μ=1,26·1870/4900=0,479.

Динамикалық режимге сәйкес теңестіргіштің басына түсетін максималды және минималды жүктемені динамикалық теорияның формуласымен анықтау керек. Ол үшін Вирновский (4.37) және Адониннің (4.39) жеңілдетілген формулаларын қолданамыз.

(4.30) формуласымен алдын - ала Р_с-тің мәнін табамыз, (Р_б=0):

 

Р_с=0,785·0,032²·1800·880·9,81=12491 H.

 

Сұйықтағы штангалардың салмағы:

 

Р_шт^' =Р_ш[1-ρ_c/ρ_ш]=(3,14·560+2,35·1310)·9,81[1–880/7850]=42136 H;

 

Р_ш=47450 H.

 

Аудандар қатынасының коэффициенті:

 

φ= ƒ_құб/ ƒ_құб+ ƒ_шт.орт=7,84/7,84+3,07=0,719,

 

мұндағы, ƒ_құб=0,785(0,06²–0,51²)=7,84·10^-4 м².

ƒ_шт.орт мәнін (4.36) формуласымен табамыз:

 

ƒ_шт.орт = ^{­­­­­­­­­­­­­­­­}–––––––––––––––– =3,07 cм²;

0,3/3,80+0,7/2,83

­­­­­­­­­­­­__________

d_шт.орт=√ ƒ_шт.орт/0,785=1,98·10^-2 м,

 

Сұйық бағанының салмағынан штангалардың ұзаруы ((4.35) формуласымен):

12491· 1870

λ_шт= ––––––––––––––––– =0,362 м.

2,1·10⁶·10⁵·3,07·10^-4

(4.37) формуласынан: ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­___________

Р_min=42136-0,011·0,032/0,0198·12·47450√0,719·2,5-0,362-1000=29008 H.

А.Н. Адонин формуласымен (4.39):

 

8,038-3,07

ε= ­­­­­­­­­­­ F_пл- f _шт / F_құб-f _шт=–––––––––– =0,286;

20,42-3,07

 

1+1,2/3,0

m= ––––––––––– =1,596;

1,6·1,2·12^1,6

Р_max­= 47450+12491+(47450+0,286·12491) –––––––––– +

+2500·2,5=71992 H.

 

Редуктордың кривошип білігінің моменті ((4.35) формуласымен):

 

М_кр=300·2,5+0,236+2,5(71992-29008)=26110 H· м.

 

ТС-12-2,5-4000 үшін кривошип білігінің мүмкін болатын моменті 40000 Нм-ге тең.

Электрқозғалтқыштың пайдалы қуатын (4.80) формуласымен анықтаймыз. Алдын-ала (4.81) қатынасымен N_o анықталады:

 

N_o=144·12·10^-3=1,73 кВт.

 

Қондырғының теориялық қуатын (4.82) формуласымен анықтаймыз, мұндағы, ΔР=һ_g ρ_с g=1800·880·9,81=15,54·10⁶ Н/ м².

Плунжердің жүріс ұзындығын (4.50) формуласымен, сұйықтың тұтқырлығы мен плунжердің қозғалыс кедергісінің күшін есепке алмаймыз. Сонда λ=λ_шт+λ_құб (λ_шт=0,362 м).

Штанганың төмен қарай жүрісі кезіндегі құбырдың ұзаруы (4.44) формуласымен анықталады:

 

λ_құб=12491·1870/2,1·10⁶·7,84·10^-4=0,142 м;

 

λ=0,362+0,142=0,504 м.

 

Штанганың әр сатысы үшін Коши параметрі:

 

μ₁=1,26·560/4900=0,144 (градус бойынша μ=8.25^o);

 

μ₂=1.26·1310/4900=0,036 (градус бойынша μ=19,3^o).

 

Плунжер жүрісінің ұзындығы:

 

2,5

S_пл=–––––––––––––––––––––––––––––––––––– - 0,504=2,28 м.

cos8,25^ocos19,3^o – 2,83/3,8 sin8,25^osin19,3^o

Қондырғының теориялық қуаты:

 

N_т=0,0167·0,032²·15,54·10⁶·2,28·12·10^-3=7,26 кВт.

 

Электрқозғалтқыштың пайдалы қуаты:

 

N_эқ=(7,26+0,87·1,73)/0,87=10,07 кВт,

 

мұндағы, η_мех = 0,87-ге тең етіп қабылданады.

4.6-кестесі бойынша АОП-62-4 маркалы электрқозғалтқышын таңдаймыз (ПӘК-і 85%, cos=0,87).

Қондырғының тұтыну қуаты келесі шаманы құрайды:

 

N_қон=10,07/0,865=11,65 кВт.