НЕФТЕМАШ
Уравновешивание станка-качалки — инженерный расчёт

Уравновешивание станка-качалки

Расчёт момента противовесов, крутящего момента на редукторе и расстановки грузов по кривошипу

Кинематика четырёхзвенника
ГОСТ 5866-76 · СК2…СК20

1 Станок-качалка

Кинематическая схема — размеры

Размеры загружаются из справочной базы и служат первым приближением. Перед выдачей заключения сверьте a, c, K, L и r с паспортом и фактическим обмером станка.

2 Нагрузки на точке подвеса штанг

Экспресс-оценка нагрузок по параметрам скважины

Статика штанг с учётом потери веса в жидкости + гидростатическая нагрузка на плунжер + инерционная добавка Sn²/1440. Для окончательного расчёта используйте фактическую динамограмму.

3 Уравновешивающие грузы

4 Контроль по токам двигателя

Оставьте нули, если замер не проводился. Ток пропорционален моменту на валу — по соотношению токов вычисляется требуемая перестановка грузов.

Заключение

Кинематика и работа станка

Угол φ = 0°
Противовесы показаны в масштабе массы; штриховая дуга — траектория их центра тяжести.

Крутящий момент на выходном валу редуктора

от нагрузки на штангах от противовесов суммарный (на редукторе) Mном редуктора

Показатели уравновешенности

Полярная диаграмма момента

Радиус — модуль момента на редукторе. Зелёный сектор — движущий момент, розовый — реверс (момент передаётся от груза к двигателю).

Пики момента

Уравновешенным считается станок при расхождении пиков не более 5 %.

Ход ТПШ и фактор момента

перемещение ТПШ, мфактор момента, м/рад

Расчётная динамограмма

Идеализированная форма по Pmax/Pmin. Точность расчёта момента напрямую зависит от того, насколько форма близка к фактической.

Расстановка грузов и рекомендации

Расчёт по квазистатической схеме: инерция масс балансира, головки и шатунов в момент на редукторе не включена. При n > 9…10 мин⁻¹ и длинных ходах вводите поправку на маховые массы.
Модель: плоский четырёхзвенник (кривошип — шатун — балансир), фактор момента вычисляется численно как ds/dφ, момент противовесов — Mпр·cos(φ+τ). Справочные кинематические размеры и массы грузов приведены для предварительного расчёта и подлежат проверке по паспорту станка.