13.3 Динамические нагрузки

Инерционные силы

В условиях работы глубинного насоса, где штанги за каждый ход дважды меняют направление своего движения, перехода через верхнюю и нижнею мертвые точки с нулевой скоростью, массы штанги и жидкости вынуждены, двигаются неравномерно и ускорения движения в течение каждого хода будут также непостоянны по величине и направлению.

Инерционная сила равна произведению массы на ускорение

(12)

Из теории шатун но - кривошипного механизма с конечным отношениям радиуса криво шина ч к длине шатуна известно, что

(13)

где - угловая скорость вращения кривошипа.

Причем знак плюс берется для положения головки балансира в н. м. т, знак минус для положения головки балансира в в.м.т.

Ускорение, определяемое по формуле (13) справедливо для точки сочленения шатуна с балансиром.

Для перехода к точке подвеса штанги умножаем правую часть (13) на отношения длины переднего плеча балансира, а к длине заднего плеча балансира в, и ускорение для точки подвеса штанги имеет вид

(14)

где s = 2r - длина хода точки подвеса штанги

В качестве массы М, на которую действует это ускорения, принято брать массу штанг

Максимальные инерционные усилия в точке подвеса штанг будут

(15)

Отношение ускорений называют фактором динамичности m, так как то при максимальном отношении имеем

(16)

т.к. , а

P (17)

Из (16) и (17) следует, что фактор динамичности и инерционная и инерционная нагрузка растут пропорционально длине хода сальникового штока и квадрату числа качаний балансира.

Значительное повышение числа ходов может привести к превышению ускорения штанг на ускорением силы тяжести, что в условиях работы глубинно-насосных установок нежелательно в связи с возможной аварийностью.

Поэтому скорость откачки, при которой отношение ускорений равно единице обычно считают критической. Если принять в качестве практически допустимых скорости, не превышающие 50-75 % от критической, то при