Разработка технического предложения конструкции механического привода на основе анализа ШСНУ балансирного и безбалансирного вариантов-Курсовая работа

Изобретение относится к приводу скважинных штанговых насосов, и частности к станкам-качалкам, и может быть использовано при эксплуатации нефтяных скважин.
Цель изобретения - повышение надежности путем улучшения динамики привода и упрощение конструкции.
Станок-качалка, содержащий основание, установленные на основании асинхронный электродвигатель и опорную стойку с размещенным на ней посредством подшипника балансиром, который кинематически связан с валом ротора электродвигателя, кривошипно-шатунный механизм, a также установленный с возможностью перемещения противовес отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем улучшения динамики и упрощения конструкции асинхронный электродвигатель выполнен дугостаторным, противовес установлен в роторе, а кинематическая связь вала ротора с балансиром выполнена непосредственно через кривошипно-шатунный механизм. Чертеж представлен на листе 03.00.000 СБ
Подавляющее большинство ШСНУ приводится в действие балансирными приводами с грузовым, роторным или комбинированным уравновешиванием. В настоящее время балансирные станки-качалки выпускаются по ГОСТ 5866 - 76. В зависимости от параметров приводов уравновешивающие грузы устанавливаются либо на балансире, либо на кривошипе редуктора, либо и тут и там. Соответственно способ уравновешивания называют балансирным, роторным или комбинированным (рисунок 2.1). Ряд установок, предусмотренный новым ГОСТом, содержит 13 типоразмеров (таблице 1).
В состав станка-качалки входят следующие основные узлы: рама со стой-кой, балансир с опорой и противовесом, два шатуна, два кривошипа с противовесом, редуктор, клиноременная передача, тормоз, электродвигатель, канатная подвеска сальникового штока.
Одним из недостатков балансирных станков качалок является их большая масса. Это обуславливает необходимость сооружения массивного фундамента, сооружение которого достаточно сложно и трудоемко, особенно в районах Западной Сибири, Крайнего Севера, на морских промыслах, затапливаемых территориях, районах с заболоченными или сыпучими грунтами.

Одним из способов упрощения конструкции станка-качалки, уменьшения его массы является отказ от использования балансира. Перемещение колонны насосных штанг при безбалансирных станках-качалках обеспечивается посредством гибкого звена - нескольких канатов, соединяющих кривошипы редуктора с канатной подвеской устьевого штока. Кривошипы безбалансирных станков-качалок имеют V-образную форму, обеспечивающую уравновешивание привода.
Безбалансирный станок-качалка (рисунок 2.2) состоит из рамы 1, стойки 2, канатных шкивов 3, кривошипов с противовесом 4, траверсы с шатунами 5, ре-дуктора 6, тормоза 7, клиноременной передачи с электродвигателем 8, подвески 9 устьевого штока. Устьевое оборудование используется то же, что и в балансирных станках-качалках. Фундамент безбалансирных станков-качалок аналогичен фундаменту балансирных СК. Основные узлы приводов - редуктор, тормоз, канатная подвеска, узел крепления электродвигателя, противовесы - унифицированы с балансирными станками качалками. Уравновешивание безбалансирных станков-качалок — роторное, осуществляется перемещением грузов, установленных на кривошипах с одной стороны.

Несмотря на свои минусы у балансирного станка-качалки есть еще и свои плюсы по сравнению с конструкцией безбалансирного станка-качалки. Такие как благоприятная динамика, снижающая пиковые нагрузки в крайних положениях и улучшает эксплутационные условия, удлиняет срок службы штанг, силовых узлов и деталей привода. У безбалансирного станка-качалки главным недостатком яв¬ляется работа на износ канатов и их шкивов. Что приводит к длительному ремон¬ту, демонтажу изношенных шкивов и канатов, это приводит к длительному про¬стою, что крайне недопустимо. Что делает балансирный станок — качалку конку¬рентоспособным и рентабельным со станками-качалками безбалансирного типа. А также балансирный станок-качалка отличается своей высокой степенью надежно¬сти и высоким запасом прочности как всего изделия в целом, так и его составных частей.