常规游梁式抽油机设计与仿真(毕业设计)(8)

2019-04-21 10:25

PA?fP?RA?1.5?119.669599?179.5043985KN PB?PA?179.5043985KN

(3) 计算轴承寿命(取温度系数ft?1):

L10h106?ftC????? 60n?P??其中:C?Cr?715KN, P?179.5043985KN

游梁此位置时,通过速度分析可得出游梁支承处的速度v?1.2316m/s, ??0.6158rad/s

n?30???630?0.6158???5.88r/min

63L10h?1?715?103?10?ftC?10???179128???h ??3??60n?P?60?5.88?179.5043985?10? 预期工作寿命不应低于36000h(≈5年),显然179128>36000,即轴承能达到预期使用要求。

第五章 抽油机的规范

为了确保抽油机使用中的安全,抽油机关键部件应遵守下列要求:

1)要求确认适用于井底泵的起重能力;

2)由于在油井的结构、摩擦和动态加载,潜在额外负荷;

3)对游梁式抽油机结构负荷能力的要求,以适应抽油杆的重量和额外负荷;

5.1 除游梁外所有构件的设计载荷

除非另有规定,抽油机的所有几何尺寸,都通过检查抽油机的上冲程,上述不敬爱呢在曲柄的每个15度位置时的载荷,确认为在不见上的最大载荷。

曲柄所有上冲程位置,应使用光杆载荷,PR。

对于具有双向旋转和非对称扭矩系数的抽油机,设计计算用的旋转方向应是其结果能在结构部件上产生最大载荷的方向。而且应适当考虑作用在所

有结构轴承和支承轴承的结构件上承载的方向。

5.2除游梁、轴承轴和曲柄外,所有结构件的设计应力

许用应力登记时一下考虑应力上升的简单应力为基础的。当发生应力上升时,适当的应使用应力集中系数。

所有结构件的设计应力,应是其材料屈服强度的函数,。

承受简单的拉伸、压缩和不可恢复的弯曲的部件应是具有0.3 Sy的极限应力。如拉伸部件在临界区发生应力上升,极限应力应为0.25 Sy。 承受可恢复弯曲的部件应具有0.2 Sy的极限应力。 下列公式(1)可用于所有起立柱作用的部件:

式中:P=W2

= Sy

W2 =作用于立柱上的最大载荷,lb; a =横截面积的面积,in2; Sy =材料的屈服强度,lb/ in2; n =端部限制常数,假设为1; E =弹性模量,lb/ in2; l =l立柱的无支承长度,in; r =截面回转半径,in;

(l/r)=应限定在对大为90,当(l/r)的值等于或小于30时,可以假设立柱处于简单的压缩状态。

5.3游梁额定设计载荷

一下公式(2)可以用来确定通常游梁的额定值,如图1所示:

W =光杆载荷的游梁额定值,lb;

fcb =弯曲时许用的压应力,lb/ in2(见表1最大许用应力);

Sx =游梁的截面模数,in3。除了在临界区中的拉紧轮缘上不允许有孔或焊缝外可相型横梁的总截面(见图1);

图解:

1.拉紧轮缘的临界区; 3.均衡器轴承; 2.支架轴承; 4.驴头

图 游梁的单元

A =从游梁支架轴承中心线到光杆中心的距离,in(见图1)。 式(2)是以使用单梁轧制钢材的通常游梁式结构为基础。对于轧制的游梁总截面可用于确定截面模量,但是,在拉紧轮缘的临界区上不允许有孔或焊缝(见图1)。

非通常的结构或构建的部件,应考虑到载荷的变化,以检查所有临界区的应力,而适当地方应包含应力集中系数。 图1游梁的单元

5.4游梁上的最大许用应力

在式(2)给出游梁的额定值计算,最大许用应力fcb可以从表1来确定。对于其横截面与水平中性轴线对称的标准轧制横梁,能把临界应力压入下轮缘中。该应力的最大值fcb是从表1中的第3和第4行较小的值确定的。

结构钢的抽油机游梁上的最大许用应力

行号 1 应力 材料规定的最小屈服强度 符号 Sy psi 11000p2 弯曲时极限纤维拉伸应力 弯曲时极限纤维压缩应力(不得3 超过第4行的值) 弯曲时最大压缩应力,第3行上4 公式限定的情况除外 式中: J1 =扭矩常数,in4; l = 游梁最长的横向不支撑长度,in{C或A的较大值(见图1)}; E =弹性模量,29000000psi; ly =惯性的弱轴线力矩,in4; Gr =剪切模量11200000和 Sx =截面模量,in3; fcb si 11000pfcb ftb si 数值 36.000

第六章 基于Pro / E的抽油机运动学分析仿真

对抽油机悬点做了运动学理论分析,得出悬点位移、速度和加速度计算公式。采用Pro / E软件中的模块对CYJY10—3—53HB型抽油机进行机构运动学仿真研究,得出抽油机悬点位移、速度和加速度随时间变化曲线。研究结果表明,这种抽油机1个冲程过程中,悬点速度时刻在发生变化,加速度也不断地跟随变化,运动规律复杂。从研究中可以看出,借助先进的计算机仿真技术,在抽油机开发初期就可对其结构进行优化,可大大缩短产品生产周期,降低成本。

抽油机是油田重要的地面设备,它的性能直接 关系到采油效率的高低。掌握抽油机悬点的位移、速度和加速度的变化规律是进行抽油机结构优化设计的基础。游梁式

抽油机主要由游梁2连杆2曲柄机构、减速器、动力设备和辅助装置等四大部分组成。工作时, 动力机将高速旋转运动通过胶带和减速器传给曲柄轴, 带动曲柄做低速旋转。曲柄通过 连杆经横梁带动游梁作上下摆动。

6.1 抽油机悬点运动学理论分析

游梁式抽油机是以游梁支点和曲柄轴中心的连 线做固定杆,以曲柄、连杆和游梁后臂为3个活动杆所构成的四连杆机构,如图所示

下面将抽油机简化为曲柄滑块机构计算假设条件:0

曲柄滑块机构简图


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