ЛЕКЦИЯ 9 ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ ДЕТАЛЕЙ УСТАНОВКИ СШН
ОБЩАЯ МЕТОДИКА РАСЧЕТА
Прочностью, как известно, называют способность детали сопротивляться деформациям.
Прочность зависит от механических свойств металла, формы детали, технологии её изготовления и т.д.
При выполнении расчетов определяют запас прочности, который является отношением предельной нагрузки, при которой деталь разрушается - к действующей – Q.
(184)
Запас прочности может определяться и по отношению предельного напряжения к действующей 𝜎.
(185)
РАСЧЕТ БАЛАНСИРА
Балансир – балка с опорой в средней части, на которую действуют поперечные силы в ТПШ и в месте присоединения шатуна. Под действием этих сил балансир подергается изгибу (рисунок 67).
Максимальный изгибающий момент определится по формуле:
(186)
где – максимальная нагрузка на головку балансира.
Адониным предложена формула для определения
(187)
где - масса колонны штанг с учетом потери веса в жидкости;
G – масса столба жидкости от динамического уровня
(189)
где - площадь плунжера, м2;
Н – глубина подвески насоса, м;
Н1- динамические уровень, м;
- плотность жидкости, кг/м3;
- масса колонны штанг без учета потерь веса в жидкости, кг;
m – кинематический показатель СК.
Рисунок 67-Схема к расчету балансира
(190)
где r – радиусы кривошипа, м;
- длина шатуна, м;
b – длина заднего плеча балансира, м;
G – масса жидкости в кольцевом сечении, кг.
(190)
где h – погружение насоса под уровень.
(192)
где - площадь сечения штанг, м2;
- площадь сечения труб, м2;
S – длина хода полированного штока, м.
Напряжение изгиба определится по формуле:
(193)
где W – момент сопротивления для профиля балансира (по таблице).
Для балки двутаврового сечения, из которой может бы быть сделан балансир W определится из выражения:
(194)
Значения символов указаны на рисунке 68.
Рисунок 68- Сечение двутавровой балки
РАСЧЕТ ШАТУНА
Шатун при работе СК может быть растянут или сжат: шатун растянут при роторном уравновешивании, при балансирном или комбинированном уравновешивании шатун растянут при ходе вниз и сжат – при ходе вверх.
У СК с роторным уравновешиванием шатун рассчитывают на растяжение.
(195)
где – усилия в шатуне, его определяют по формуле
(196)
Значения символов те же, что и в формулах лекции 3.
Рисунок 69- Схема к расчету шатуна
Тело шатуна изготовляют из труб, поэтому площадь его сечения равна:
(197)
где Д, d – соответственно наружный и внутренний диаметры трубы.
Допустимое напряжение растяжения - определяют из соотношения:
При работе шатуна на сжатие тело шатуна проверяют на продольный изгиб с целью проверки его устойчивости.
При этом возможны два случая:
(199)
и (200)
Здесь: - длина шатуна, м;
R - радиус инерции, м.
(201)
Где J – экваториальный момент инерции, м4
(202)
При критическую силу определяют по формуле Эйлера:
(203)
Где E=0.21 МПа
При величины критического напряжения определяют по эмпирической формуле:
(204)
Дата добавления: 2016-06-18; просмотров: 2261;