石油工程与装备课件第八章有杆抽油设备(2).ppt

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1、（三）悬点动载荷大小及变化惯性载荷和振动载荷。1.惯性载荷分两部分：和（由加速度造成）。杆、油柱运动规律一致，随悬点而变。悬点随曲柄转动而摆动，为非匀速，有。（第3次课）上冲程载荷：有效冲程：下冲程载荷：静力示功图平行四边形杆在油中重量始终作用在悬点上。（二）悬点静载荷大小及变化规律（5）—油管过流扩大，油柱加速度下降系数。（由图16-17说明）为油管内径面积；为油管断面积（壁厚断面）。泵筒油管柱塞游阀前面出现2.悬点加速度（求大小及变化）—曲柄半径；—连杆长；—后臂；—前臂—角速度；—曲柄转角；12点为0°悬点A，绕支点O摆动，取决于B点运动（游梁尾部）。连秆前臂前臂曲柄12点为0°

2、悬点（1）A点与B点关系：位移：；（）速度：；加速度：A点冲程B点冲程A点速度B点速度A点加速度B点加速度（2）假设B点作直线简谐运动（只有游梁、连杆很长近似成立，实际是圆弧运动。）运动规律成为:曲柄—连杆—滑块机构。（B点相当滑块：认为、，B点弧度大近于直线）。（3）B点运动【关键是求B点，，】冲程：速度：加速度：（4）A点运动（悬点处）悬点最大冲程：【为一冲程】（6）将代入（6）得：发生在，。【恰好是下、上死点处】图1-19加速度图（5）分析：【惯性载荷与大小、方向有关】上冲程：（悬点向上为正向运动）前半段：，为正（与运动方向相同）后半段：，为负（与运动方向相反）下冲程：（悬点向下

3、为反向运动）前半段：，为负（与正向运动方向相反）后半段：，为正（与正向运动方向相同）（6）实际B点，A点运动规律（只给出计算思路）实际A，B点圆弧运动（非直线）。应精确求B点，A点运动规律。①方法一用机构动态仿真软件ADAMS。思路：实体建模→定义传动副→给原动件加力→分析机构各点的运动规律及受力。【有利于快速优化机构设计】以往用分析法或图解法。②解析法：以原动杆为基础，建立位移矢量方程。【各杆长一定，找各角度间关系，确定位移方程。】位移求导得速度、加速度。【机械设计书上有公式，有计算机可得数值解，很方便。】矢量方程：投影方程：【两式为运动分析基本方程，可以求出角速度和角加速度。】③图

4、解法：按刚体平动。任意一点均由牵连运动和绕B点相对转动组合。按比例找关系，作位移、速度、加速度多边形。【动点相对于静参考系的运动称绝对运动。动点相对于动参考系的运动称相对运动。动参考系相对静参考系的运动为牵连运动。】【前人已用精确法算出，，值】连杆为平动（7）结论①实际（悬点加速度）随变化与理想规律相近；②，（上冲程开始和下冲程终了附近）二者之比称运动指标：研究证明（与，有关）:（8）实际抽油机中：用处：用理想式求出乘，得，计算简单。后臂③理想对称（顺、逆旋转均可），非对称。为减小上冲程开始加速，考虑转向：“曲柄顺转”【从开始顺时转动增量角下的加速度，与从开始逆时增角不同。故曲柄必按顺

5、时转动（井口在左，曲柄在右，顺转，技术人员应考虑，有理论根据。顺时从开始上冲程。）】3.惯性载荷对悬点载荷的影响（1）上冲程（和均起作用）（9）此处：由（5）式：上冲程前段：（向上），总载：上冲程后段：（向下），总载：（2）下冲程（柱塞不带油运动）（10）下冲程前段：（向下），总载：下冲程后段：（向上），总载：（3）动力示功图（由静、动载合成，冲程与载荷关系图）扭曲四边形，，静力为平行四边形。是基础上增加。上冲程：静变形段悬点载荷：逐渐传到悬点上，静变形终了时，最大，之后开始有效行程，因惯性载荷减小，曲线下斜。加速度变负，惯性向上。，＋，正向，增加;，，向，减小。下冲程：前段，,向

6、,减小；后段，,向,增加；（参看图1-19～20）4.惯性载荷对有效冲程影响①上死点—处。负最大↓，↑，减重杆缩短，柱塞附加冲程（柱塞要向下走却缩回）。【以此时的减重为标准】②下死点—或。正值最大↑，↓，增重杆伸长，柱塞附加冲程（悬点走完下冲程再拉长）。【以此时的增重为标准】①上死点：180°为负↓向上↑杆减重缩短柱塞上缩②下死点：360°为正↑向下↓杆增重伸长柱塞下伸③有效冲程（11）（12）上死点、下死点最大惯性载荷（惯性载荷沿杆均布，取长中点，作为载荷作用杆中心。4.惯性载荷对有效冲程影响5．振动载荷杆柱细长，弹性体，突然加、减重，且运动会产生振动。（1）悬点上行始杆、管柱在静变

7、形内柱塞与泵筒无相对运动，杆柱无振动。静变形终了，杆、柱塞突然运动产生一次振动。（2）悬点下行始静变形结束后，杆、柱塞突然卸载，又发生一次振动。（3）衰减振动（阻尼振动）（4）防止共振，合理选冲数悬点运动频率与杆、柱塞自动振动频率相同或整数倍，易共振。应合理选悬点冲数。（5）振动载荷示功图（参见图1-20）2↑（四）悬点最大和最小载荷1.（从动力示功图上看）最大载荷发生在上冲程静变形结束后的瞬间。（B”点：）2.最小载荷发生在下冲程静变形结束后