Кривошип білігінің моменті мен электрлі қозғалтқыштың қуатын анықтау

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

 

Мкр=300S+0,236S(Pmax - Pmin), (4.79)

 

мұндағы, S– штанганың ілу нүктесінің жүріс ұзындығы; Рmax, Рmin – 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:

 

Nэқ=NT+ ηмехNo/ ηмех, (4.80)

 

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

Тербелмелі станоктағы қуат шығыны (кВт) төменгі қатынас арқылы анықталады

 

No=K·n·10-3, (4.81)

 

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

Гидравликалық шығынды ескергендегі қондырғының теориялық қуаты:

 

NT = 0,0167·D2·Δp·Sпл·n·10-3, (4.82)

 

мұндағы, D – плунжердің диаметрі; Р – плунжердегі гидродинамикалық қысым; Sпл – 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:

 

Nқон= NT+ ηмехNo/ ηмех· ηэқ, (4.83)

 

мұндағы, ηэқ – 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 һд=1800 м;

Плунжер диаметрі D=32 мм;

СКҚ-ң диаметрі dқұб=60x4,5 мм;

Штанганың диаметрлері: dш1=22 мм, L1=560 м,

dш2=19 мм, L2=1310 м;

Сұйықтың тығыздығы ρс=880 кг/м3.

Шешімі: (4.28) формуласы бойынша Коши параметрін табамыз: ТС-12-2,5-400 үшін nmax=12 мин-1, Smax=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 Рс-тің мәнін табамыз, (Рб=0):

 

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

 

Сұйықтағы штангалардың салмағы :

 

Ршт' =Рш[1-ρc/ρш]=(3,14·560+2,35·1310)·9,81[1–880/7850]=42136 H;

 

Рш=47450 H.

 

Аудандар қатынасының коэффициенті:

 

φ= ƒқұб/ ƒқұб+ ƒшт.орт=7,84/7,84+3,07=0,719,

 

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

ƒшт.орт мәнін (4.36) формуласымен табамыз:

 

ƒшт.орт = ­­­­­­­­­­­­­­­­–––––––––––––––– =3,07 cм2;

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

­­­­­­­­­­­­__________

dшт.орт=√ ƒшт.орт/0,785=1,98·10-2 м,

 

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

12491· 1870

λшт= ––––––––––––––––– =0,362 м.

2,1·106·105·3,07·10-4

(4.37) формуласынан: ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­___________

Рmin=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= ­­­­­­­­­­­ Fпл- f шт / Fқұб-f шт=–––––––––– =0,286;

20,42-3,07

 

1+1,2/3,0

m= ––––––––––– =1,596;

1,6·1,2·121,6

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

+2500·2,5=71992 H.

 

Редуктордың кривошип білігінің моменті ((4.35) формуласымен):

 

Мкр=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 No анықталады:

 

No=144·12·10-3=1,73 кВт.

 

Қондырғының теориялық қуатын (4.82) формуласымен анықтаймыз, мұндағы, ΔР=һg ρс 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=λшт+λқұб (λшт=0,362 м).

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

 

λқұб=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=8.25o);

 

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

 

Плунжер жүрісінің ұзындығы:

 

2,5

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

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

Қондырғының теориялық қуаты:

 

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

 

Электрқозғалтқыштың пайдалы қуаты:

 

Nэқ=(7,26+0,87·1,73)/0,87=10,07 кВт,

 

мұндағы, ηмех = 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:

 

Nқон=10,07/0,865=11,65 кВт.