抽油机的平衡扭矩与功率计算ppt课件.ppt

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1、第三节抽油机的平衡、扭矩与功率计算平衡率、扭矩利用率、功率利用率、系统效率1一、抽油机平衡计算不平衡的危害：抽油机悬点承受的是不对称的脉动载荷，上冲程载荷很大，下冲程载荷较小，如果抽油机没有平衡装置，就会造成(1)上冲程电动机做功很大，下冲程电机做负功，即悬点拉着电机旋转。(2)抽油机运转不平衡，影响电机的工作效率，使电机的功率因数降低，加大电机的功率损耗，减小电机的寿命；(3)抽油机运转不平衡会使抽油机发生振动，严重时会造成翻抽油机的恶性事故，影响抽油机的寿命。因此抽油机必须利用平衡装置调节达到运转平衡。2一、抽油机平衡计算（一）平衡原理1．平衡原则及平衡条件抽油机达到

2、平衡的原则是:（1）电动机在上下冲程中做功相等；（2）上、下冲程中电机的电流峰值相等；（3）上、下冲程中的曲柄轴峰值扭矩相等。3抽油机平衡装置的作用是在下冲程把悬点和电机的能量储存起来，在上冲程放出，帮助电机对悬点做功。例如，在游梁后臂端加一重物，在下冲程中电机和下冲程的悬点载荷一起对重物做功，把重物升高储存位能：则得到电机在下冲程中做的功为：4在上冲程中平衡系统放出能量，帮助电机对悬点做功：则得电机在上冲程中做的功为：现在我们以第一条平衡原则来推导平衡条件，即要使抽油机达到平衡，电动机在上下冲程中做功相等：即可得到平衡系统在下冲程中应储存的能量为：该式说明要达到平衡的条

3、件是：平衡系统下冲程中储存的能量要等于悬点在上、下冲程中做功之和的一半。52．平衡系统要达到平衡需要的平衡功1）理论上需要的平衡功当只考虑静载荷做功时，悬点在上冲程中做的功为：下冲程做的功为：理论上平衡系统在下冲程需要储存的能量或称理论上需要的平衡功为：62．平衡系统要达到平衡需要的平衡功2)实际需要的平衡功实际需要的平衡功要根据悬点实际做功的多少来计算，实测示功图就是反映了悬点实际做功的图形。如图所示，上冲程载荷线与基线之间包围的面积为A1，下冲程载荷线与基线包围的面积为A2，则实际需要的平衡功：但是由于计算示功图面积麻烦，在实际计算中经常近似地用最大、最小载荷做功代替

4、：7（二）游梁式抽油机的机械平衡方式计算1．游梁平衡方式计算游梁平衡方式是将平衡重装在游梁后端，适用于小型抽油机如图所示，在下冲程中悬点向下运动了s(m),而平衡重升高的距离为：平衡系统储存的能量或称实际产生的平衡功为：81．游梁平衡方式计算要达到平衡，实际产生的平衡功应等于需要的平衡功，即：可得游梁平衡重计算公式为：如果抽油机本身不平衡，设游梁后臂比前臂重，相当于平衡重，则平衡重就可减小，这时游梁平衡重为：92．曲柄平衡方式计算如图所示，曲柄平衡方式的平衡重装在曲柄上，适用于大型抽油机。在下冲程中，曲柄平衡重上升的高度为2R，曲柄自重上升的高度为，抽油机本身不平衡值上

5、升的高度为，则平衡系统在下冲程中储存的能量，或实际产生的平衡功为：令其与需要的平衡功相等：可得到平衡半径的计算公式为：103．复合平衡方式计算复合平衡是以上两种平衡方式的组合，即在曲柄上和游梁后臂上都有平衡重，适用于中型抽油机。同理可导出平衡半径的计算公式：114．平衡测量与调整（1）听：听上下冲程抽油机的响声，上冲程响声大为平衡不足，下冲程响声大为平衡过重。（2）看：看抽油机上下冲程运转的快慢，上冲程快，下冲程慢是平衡过重，上冲程慢下冲程快事平衡不足。（3）测：利用第二条平衡原则“上、下冲程电流峰值相等”来检测抽油机的平衡情况。测电动机上、下冲程的电流峰值和，若，平衡不

6、足，，则平衡过重。124．平衡测量与调整在两个电流中有一个小的，一个大的，若平衡率时就认为是平衡了，否则就要重新计算平衡半径或平衡重，重新调整平衡。调整的距离为（1-a）m，平衡不足时向外调，平衡过重时向里调。采油工上的标准是平衡率：若85%≤a≤115%为平衡，不需调整，若a＜85%，是平衡不足，平衡重向外移动（1-a）m，若a＞115%是平衡过重，平衡重向里移动（a-1）m.13二、曲柄轴扭矩计算抽油机工作时，曲柄轴即减速箱输出轴承受的是扭矩作用，一定型号的抽油机所配的减速箱输出轴都有允许的最大扭矩，如果超过了这个扭矩允许值，就会发生轴的故障。曲柄轴的扭矩也是计算和选

7、择抽油机电动机的功率，分析判断抽油机运转的合理性的重要依据。14（一）计算扭矩的准确方法——扭矩因数法1、公式推导：我们仅以常用的曲柄平衡抽油机为例，如上页图所示。分别对曲柄轴中心O′和对支架轴中心O取力矩平衡，可得到曲柄轴扭矩的计算公式：式中的第一项表示悬点载荷P在曲柄上造成的扭矩，称为负荷扭矩，式中的第二项表示曲柄平衡重在曲柄上造成的扭矩，称为曲柄平衡扭矩，令称为扭矩因数，则扭矩公式变为：(3-56b)(3-60)15（一）计算扭矩的准确方法——扭矩因数法即曲柄轴上的净扭矩等于负荷扭矩减去平衡扭矩。负荷扭矩上冲程大于零，下