Open Library - открытая библиотека учебной информации. Редуктор станка качалки


Редукторы станков-качалок

Редуктор предназначен для уменьшения частоты вращения, передаваемой от электродвигателя кривошипам станка-качалки и применяется в станках-качалках и других механических приводах штанговых скважинных насосов.

Редуктор (рис. 4.46.) - двухступенчатый, с 1гилиндрической шевронной зубчатой передачей зацепления Новикова. Быстроходная ступень - раздвоенный шеврон, тихоходная ступень - шевронная с канавкой. Ведущий и промежуточные валы установлены на роликоподшипниках радиальных, с короткими цилиндрическими роликами, однорядных; ведомый вал- на роликоподшипниках сферических двухрядных. На концах ведущего вала насажены ведомый шкив клиноременной передачи и шкив тормоза. На оба конца ведомого вала насажены кривошипы.

Корпус редуктора с разъемом по осям валов образует масляную ванну. Смазка зацепления - картерная, окунанием. Смазка опор промежуточного и ведомого валов -принудительно картерная, быстроходного - картерная. Корпус снабжен двумя контрольными пробками для контроля уровня масла в редукторе и дыхательного клапана.

Редукторы типа Ц2НШ устанавливаются на станках-качалках ГОСТ 5866-66.

На станках-качалках типа СКР, выпускаемых ОАО «Редуктор» по ОСТ 26-16-08-87, установлены современные трехступенчатые редукторы типа ЦЗНК (рис 4.47.).

Рис. 4.46. Редуктор типа Ц2НШ:

1 — ведущий вал; 2 — крышка подшипника; 3 - промежуточный вал; 4 - ведомый вал; 5 — стакан подшипника

Рис. 4.47. Редуктор типа ЦЗНК

 

Основные достоинства и особенности редуктора следующие:

1. Передаточные числа могут меняться, составляя 63, 90 и 125, что позволяет снизить частоту качаний балансира до 1,7 в минуту.

2. Возможность изменения передаточного числа путем замены зубчатой пары входной ступени использованием комплекта зубчатых пар, что осуществляется достаточно быстро и позволяет на работающем станке-качалке устанавливать необходимое число качаний в зависимости от текущего дебита скважины.

3. Применение вместо шевронной зубчатой передачи, трудоемкой в изготовлении и ремонте, термоулучшенной крупномодульной косозубой передачи с упорными кольцами, защищенной Российским патентом, в которой используется зацепление Новикова с гатентованным в США исходным контуром, обладающей более высокой нагрузочной способностью.

4. Ведомый вал в редукторах с номинальным моментом до 16 кНм монтируется на подшипниках качения, что отражается в шифре буквой «К», например, ЦЗНК-355К. В более мощных редукторах ведомый вал может монтироваться на 4 опорах для более равномерного распределения нагрузки. В качестве опор применены подшипники скольжения, более дешевые, простые при сборке-разборке и надежные в эксплуатации. Такие редукторы получают в шифре букву «С», например, ЦЗНК-450С. Смазка этих подшипников осуществляется вращением колес по каналам в плоскости разъема подшипников. На других валах применены стандартные подшипники качения, смазываемые барботажным способом. Для разгрузки подшипников от осевой нагрузки в выходной и промежуточной передачах введены упорные гребни.

Для станков-качалок с одноплечим балансиром типа Mark II редукторы имеют увеличенный диаметр выходных валов, установленных на подшипниках качения.

5. Масса редукторов ЦЗНК при равных нагрузочных характеристиках до 25 -30 % меньше по сравнению с редукторами Ц2НШ

6. Возможность применения электродвигателей с меньшей мощностью, чем в станках-качалках типа СК, позволяет снизить потребление электроэнергии.

Конструктивная схема трехступенчатого коническо-цилин-дрического редуктора Ц2НШ-315 показана на рис. 4.48.

Рис. 4.48. Трехступенчатый коническо-цилиндрическийредукторЦ2НШ-315

Дата добавления: 2015-07-20; просмотров: 344 | Нарушение авторских прав

Читайте в этой же книге: Утяжеленный низ колонны штанг | Расчет колонны насосно-компрессорных труб | Кинематика станка-качалки | Силы, действующие в точке подвеса штанг | Принцип уравновешивания станка-качалки | Грузовое уравновешивание станка-качалки | Крутящий момент на кривошипе станка-качалки | Мощность электродвигателя станка-качалки | Коэффициент полезного действия штанговой насосной установки | Подбор оборудования для штанговой насосной установки |mybiblioteka.su - 2015-2018 год. (0.004 сек.)

mybiblioteka.su

Редуктор - станка-качалка - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Редуктор - станка-качалка

Cтраница 2

На рис. 198 изображена схема датчика положения, который укрепляется на оси редуктора станка-качалки. Кулачок 1 датчика положения, совершающий один оборот за цикл работы насоса, устанавливается так, чтобы контакты 2 замыкались в определенном положении при ходе штанг вниз.  [16]

В качестве якоря использованы две диаметрально расположенные магни-топроводящие пластины, закрепленные на оси редуктора станка-качалки. Замыкания магнитной цепи, происходящие через каждые пол-оборота редуктора станка-качалки, соответствуют крайним положениям полированного штока и сопровождаются импульсом переменного тока, индуктированным во вторичных обмотках.  [18]

Для удобства обслуживания куста скважин агрегат передвигают от буровой к буровой при помощи лебедки редуктора станка-качалки тя. Во избежание порчи настила агрегат передвигается по двум 200-мм трубам, уложенным на настил. Для экономии топлива двигатель АППР дополнительно снабжен карбюратором для работы на нефтяном газе. Газ берется из затрубного пространства через установленный газосепаратор.  [19]

Наглядным примером может служить эксперимент, при котором с помощью динамографа определяют величину нагрузок, действующий на полированный шток в течение одного оборота кривошипного вала редуктора станка-качалки.  [20]

Стенд обеспечивает испытание станков-качалок различных типоразмеров под нагрузкой до 12 тс при одновременном контроле и записи следующих параметров в соответствии с ГОСТ 5866 - 66: крутящего момента на выходном валу редуктора станка-качалки; нагрузки в точке подвеса штанг; диаметра окружности, описываемой проекцией точки подвеса штанг при любом положении балансира.  [22]

Подшипники валов смазываются консистентной смазкой, которая периодически вводится в полость стаканов. Исключение составляет редуктор станка-качалки GKh20 - 3GJ2, в котором кривошипный вал опирается па подшишшкп скольжения и их смазка осуществляется жидким маслом.  [23]

Опыты ВНИИ со станками-качалками СКН5 и СКНЗ с приводом от двигателя с повышенным скольжением показывают, что смягчение характеристики двигателя приводит к ослаблению ударов в редукторе, обусловленных переменой знака момента на валу или к полному устранению этих ударов. Механическая теория работы редуктора станка-качалки при мягкой характеристике двигателя в настоящий момент не разработана, поэтому ряд вопросов, относящихся к природе отмеченного выше явления, не вполне ясен. Однако, судя по опытным наблюдениям, смягчение характеристики двигателя может представить собою довольно эффективный путь облегчения условий работы редуктора станка-качалки.  [24]

В результате уменьшения вязкости поднимаемой нефти существенно снижается нагрузка на штанги, благодаря чему они работают более длительное время без обрывов. Кроме того, становятся более нормальными нагрузки на редуктор станка-качалки.  [26]

В качестве якоря использованы две диаметрально расположенные магни-топроводящие пластины, закрепленные на оси редуктора станка-качалки. Замыкания магнитной цепи, происходящие через каждые пол-оборота редуктора станка-качалки, соответствуют крайним положениям полированного штока и сопровождаются импульсом переменного тока, индуктированным во вторичных обмотках.  [27]

На одной части монтируется маятниковая стойка с маятниками, а на другой - редуктор станка-качалки СКН-5 с электромотором. Передача от электромотора к редуктору осуществляется тексропными ремнями.  [28]

Обеспечение этих условий в большинстве случаев приводит к длинноходовым режимам. Длинный ход, Однако, связан с применением более громоздкого оборудования и с более напряженными усло - виями работы редуктора станка-качалки.  [29]

Характер сопряжения деталей бывает различным и выбирается в зависимости от условий их работы в узле. Например, шестерня о кривошипным валом редуктора станка-качалки СКН-7 соединяется неподвижно, а соединение шейки этого вала во вкладышах подшипников легко вращается.  [30]

Страницы:      1    2    3

www.ngpedia.ru

Редуктор - станка-качалка - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Редуктор - станка-качалка

Cтраница 3

Если не принимать специальных мер, то такие резкие колебания нагрузок приведут к ускоренному износу всех узлов станка и создадут ненормальный режим работы электродвигателя, при котором защита его от перегрузки становятся невозможной. Чтобы устранить колебания нагрузки, механизм станка-качалки уравновешивают при помощи противовесов ( контргрузов), подвешенных на заднем конце балансира или установленных на кривошипах. Противовесы подбираются так, чтобы независимо от направления движения плунжера нагрузка электродвигателя и редуктора станка-качалки была равномерной.  [31]

Механическая теория работы станка-качалки при мягкой характеристике двигателя до настоящего момента не разработана. Поэтому ряд вопросов, относящихся к природе отмеченного выше явления, не вполне ясен. Однако, судя по опытным наблюдениям, смягчение характеристики двигателя может представить собой весьма эффективный способ облегчения условий работы редуктора станка-качалки.  [32]

Опыты ВНИИ со станками-качалками СКН5 и СКНЗ с приводом от двигателя с повышенным скольжением показывают, что смягчение характеристики двигателя приводит к ослаблению ударов в редукторе, обусловленных переменой знака момента на валу или к полному устранению этих ударов. Механическая теория работы редуктора станка-качалки при мягкой характеристике двигателя в настоящий момент не разработана, поэтому ряд вопросов, относящихся к природе отмеченного выше явления, не вполне ясен. Однако, судя по опытным наблюдениям, смягчение характеристики двигателя может представить собою довольно эффективный путь облегчения условий работы редуктора станка-качалки.  [33]

Чтобы устранить эти неблагоприятные факторы, влияющие на преждевременный износ электродвигателя, необходимо выравнивать нагрузку на него во время каждого двойного хода плунжера. Это выравнивание осуществляется уравновешиванием станка-качалки. Контргруз рассчитывается так, чтобы он уравновешивал вес столба жидкости и штанг, на преодоление которого и тратится энергия электродвигателя при ходе плунжера вверх, т.е. независимо от направления движения плунжера нагрузка на электродвигатель и редуктор станка-качалки была бы равномерной. Сила тяжести контргрузов определяется следующим образом.  [34]

Балансир станка-качалки качается на опоре ( оси) 7, укрепленной на стойках. Балансир приводится в качательное движение следующим образом. Вращение от шкива электродвигателя 9 через ременную передачу передается шкиву 12 на приводном валу редуктора 11 станка-качалки. Редуктор представляет собой зубчатую передачу, колеса которой помещены в металлическую коробку, заполненную маслом. Вращение приводного вала редуктора станка-качалки при помощи зубчатых колес передается кривошипному валу. Другой конец каждого шатуна также шарнирно соединен с траверсой 8 балансира. При вращении кривошипов балансир приводится шатунами в качательное движение. Вместе с балансиром совершает движение вверх и вниз также и колонна насосных штанг с укрепленным на ее конце плунжером. При ходе штанг и, следовательно, плунжера вверх вследствие давления жидкости на всасывающий клапан 22 снизу и образования вакуума в цилиндре насоса шарик поднимается со своего седла и жидкость, проходя через клапан 22 в цилиндр, заполняет его. В это время верхний нагнетательный клапан 21 закрыт вследствие давления находящегося над ним столба жидкости.  [35]

Страницы:      1    2    3

www.ngpedia.ru

Редуктор станка-качалки | Банк патентов

Использование: машиностроение. Сущность изобретения: редуктор содержит корпус, две ступени, одна из которых планетарная. Последняя включает неподвижные центральные колеса с внутренним зацеплением, центральное колесо с внешним зацеплением и водило с сателлитами. Центральное колесо с внешним зацеплением связано с зубчатым колесом другой ступени, водило - с выходным валом. Связь центральных колес и водила соответственно с корпусом, зубчатым колесом и выходным валом осуществлена посредством зубчатых муфт. Выходной вал установлен на подшипниках качения, смонтированных в стаканах. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли, а именно к технологическому оборудованию штанговой глубиннонасосной установки. Известен пятиступенчатый конически-цилиндрический редуктор привода качания штангового насоса станка-качалки [1] Для изменения частоты качания балансира кривошипно-шатунного механизма станка-качалки в корпус редуктора встроена коробка скоростей, блок шестерен которой установлен на промежуточных валах быстроходной ступени. Собственно редукторная часть состоит из двух ступеней с косозубыми шевронными колесами. Передача от коробки скоростей и редукторной части осуществляется посредством пары шестерен, одна из которых сидит на ведомом валу коробки скоростей, а другая на ведущем валу редуктора. Однако, сокращение числа качаний связанное с убывающим со временем напором скважины на практике требуется достаточно редко, как правило, не более одного раза в год. С этой точки зрения конструкция является необоснованно сложной и поэтому практического применения не получила. Известен также двухступенчатый редуктор привода кривошипно-шатунного штангового насоса станка-качалки конструкции фирмы Лафкин (США) [2] (Устройство принято за прототип). Являясь основным узлом привода гарантирующим надежность и долговечность станка-качалки редуктор оснащен шевронными эвольвентными зубчатыми колесами и в зависимости от типоразмера рассчитан на 2, 4, 6, 8 тм с передаточным отношением в пределах 30-40. Для увеличения передаточного числа и изменения частоты качания балансира привод снабжен двумя последовательно установленными с редуктором шкиво-ременными передачами. В этом редукторе благодаря оптимальному подбору передаточного числа увеличены диаметры промежуточного и выходного вала, при этом последний является одновременно шейкой кривошипа. В опорах ведомого вала применяются подшипники скольжения, а в опорах ведущего и промежуточного цилиндрические роликовые, что обеспечивает их плавающую в осевом направлении установку. Однако, практика эксплуатации все более глубоких нефтеносных пластов ставит задачу создания редукторов с вращающим моментом на выходном валу до 20.000 кгм. С учетом этих требований в известной типовой конструкции следует отметить следующие недостатки: 1. Прогиб валов от знакопеременных нагрузок кривошипно-шатунного механизма передается непосредственно на зубья шевронных колес, вызывая нарушение постоянства контактных линий в зацеплении и связанный с этим повышенный износ зубьев. 2. Несмотря на большой коэффициент перекрытия, недостатком шевронного зацепления являются осевые циклические смещения плавающих валов, что приводит к возникновению контактной коррозии в опорах между подшипником и его корпусом. 3. Установка выходного вала в подшипниках скольжения требует дополнительных специальных средств, обеспечивающих поступление жидкой смазки в ненагруженную зону подшипника. 4. Знакопеременные нагрузки от кривошипов и шатунов приводят к релаксации напряжений в крепежных болтах соединяющих корпус редуктора с крышкой и приводит со временем к раскрытию их стыка, недопустимого в условиях эксплуатации. 5. Кроме того, требуемое увеличение нагрузочной способности редуктора связано с ростом материалоемкости, габаритов, использовании в конструкции более тяжелых подшипниковых узлов. При этом усложняются условия монтажа и обслуживания. Указанные недостатки стимулировали поиск новых технических решений. Предложенное техническое решение направлено на решение задачи по увеличению нагрузочной способности редуктора без изменения его установочных размеров. Эта задача решается посредством разделения кинематики исполнительного и передаточного механизма, что исключило неблагоприятное влияние деформации кривошипного механизма на зубчатые зацепления, а именно: согласно изобретению в редукторе станка-качалки, содержащем корпус, валы с зубчатыми колесами и подшипниковые опоры, в осевой расточке ступицы зубчатого колеса соосного с выходным валом выполнен зубчатый венец, который связан с зубчатым венцом одетого на вал плавающего двухвенцового центрального колеса внешнего зацепления, второй венец которого связан с сателлитами планетарной передачи, подвижное водило которой связано с выходным валом посредством промежуточной зубчатой полумуфты, при этом опорные подшипники ступиц зубчатого колеса и водила размещены в расточках корпуса. Кроме того, опорные подшипники качения шеек выходного вала установлены в стаканах, размещенных в расточках корпуса, разъемные части которого зафиксированы от возможности раскрытия стыка прецизионными штифтами соединяющими эти части с фланцами вышеназванных стаканов; неподвижное центральное колесо внутреннего зацепления планетарной ступени установлено в зацеплении с зубчатым венцом на фланце одного из стаканов подшипника выходного вала, при этом один из подшипников водила установлен в расточке этого стакана; промежуточная зубчатая полумуфта, центральные колеса внутреннего и внешнего зацепления и сопрягаемые с их осевыми расточками детали выполнены с совмещенными кольцевыми канавками, в которых размещены закладные, фиксирующие от осевого смещения вышеназванных деталей гибкие элементы, выполненные, например, в виде прутков из катанки, размещенных в этих канавках, при этом концы прутков закреплены в начале и конце навивки. Технический результат выражается в особенности передачи реактивного силового потока на зубчатые колеса выходного вала со стороны кривошипно-шатунного механизма. Установка зубчатого колеса и водила с сателлитами в корпусе независимо от выходного вала практически устраняет воздействие прогиба вала на зубчатые зацепления. А планетарная передача размещенная в тех же габаритах корпуса по существу является дополнительной ступенью и обуславливает увеличение передаточного числа в 6-4 раза. При этом отпадает необходимость установки одной ременной передачи, а также применения сложных в изготовлении шевронных колес, требующих химико-термического упрочнения и отделочных операций. Это позволяет сделать вывод о нетрадиционном решении разработки устройства, его новизне, изобретательском уровне и не вызывает проблем реализации в условиях серийного производства машиностроительного предприятия. Сведения подтверждающие возможность осуществления изобретения поясняется чертежом, на котором представлено сечение редуктора в плоскости разъема корпуса с крышкой. Редуктор содержит разъемный корпус 1 с выходным валом 2 и промежуточным валом 3 с шестерней 4, установленных соответственно на подшипниках качения 5 и 6. Подшипники 5 смонтированы в стаканах 7, 8. В расточке ступицы зубчатого колеса 9, соосного выходному валу 2, выполнен зубчатый венец 10. Зубчатое колесо 9 установлено в корпусе 1 на подшипниках 11. На шлицевой шейке 12 выходного вала 2, через промежуточную зубчатую полумуфту 13, коаксиально валу 2 установлено подвижное водило 14 с сателлитами 15, которые связаны с венцом ступицы зубчатого колеса 9 двухвенцовым плавающим колесом внешнего зацепления 16. Неподвижное центральное колесо внутреннего зацепления 17 планетарной передачи установлено в зацеплении с зубчатым венцом стакана 8. Подшипниковая опора 18 водила 14 размещена в расточке корпуса 1, а опора 19 в расточке стакана 8. На консольных шейках 20 вала 2 смонтированы кривошипы 21 шатуна балансира 22 станка качалки. Для фиксации в осевом направлении водила 14, неподвижного центрального колеса 17 и двухвенцового центрального колеса 16 в сопрягаемых зубчатых венцах выполнены кольцевые канавки, в которые заложен фиксирующий элемент 23, выполненный из катанки, при этом концы прутков закреплены в начале и конце навивки. Для предотвращения раскрытия стыка, разъемные части корпуса 1, кроме крепежных болтов, дополнительно зафиксированы прецизионными штифтами 24 через фланцы стаканов 7 и 8. Редуктор работает следующим образом. При вращении промежуточного вала 3 от шестерни 4 крутящий момент передается последовательно на зубчатое колесо 9 вала 2 и через двухвенцовое центральное колесо внешнего зацепления 16 на сателлиты 15. Сателлиты 15 обкатываются по венцу внутреннего зацепления колеса 17 и передают вращение водилу 14. И, наконец, водило 14 через промежуточную зубчатую полумуфту 13 передает крутящий момент выходному валу 2, при этом он выполняет функции шейки кривошипа кривошипно-шатунного механизма качания балансира. Таким образом осуществляется пониженная передача. Источники информации 1. Авторское свидетельство СССР N 301428, кл. E 21 B 43/00, 21.07.66 г. 2. Проспект фирмы "Лафкин" (Копия) на 6 листах.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Редуктор станка-качалки, содержащий корпус, две ступени, имеющие валы с зубчатыми колесами и подшипниковые опоры, отличающийся тем, что одна из ступеней выполнена планетарной и включает неподвижное центральное колесо с внутренним зацеплением, связанное с корпусом, центральное колесо с внешним зацеплением, установленное на выходном валу с возможностью свободного вращения и связанное с установленным на том же валу зубчатым колесом, и несущее для зацепления с центральными колесами сателлиты водило, связанное с выходным валом, а связи центральных колес и водила соответственно с корпусом, зубчатым колесом и выходным валом выполнены в виде зубчатых муфт. 2. Редуктор по п.1, отличающийся тем, что опорные подшипники качения шеек выходного вала установлены в стаканах, размещенных в расточках корпуса, разъемные части которого зафиксированы от возможности раскрытия стыка прецизионными штифтами, соединяющими эти части с фланцами стаканов. 3. Редуктор по п.1, отличающийся тем, что полумуфта зубчатой муфты, связывающей неподвижное центральное колесо с корпусом, выполнена на фланце одного из стаканов подшипника выходного вала, а один из подшипников водила установлен в расточке этого же стакана. 4. Редуктор по п.1, отличающийся тем, что сопрягаемые полумуфты каждой зубчатой муфты выполнены с совмещенными кольцевыми канавками, в которых размещены закладные фиксирующие от осевого смещения указанных деталей гибкие элементы, выполненные, например, в виде прутков из катанки, размещенные в этих канавках, при этом концы прутков закреплены в начале и конце навивки.

bankpatentov.ru

Вопрос 4.33. Редукторы станков-качалок

Спорт Вопрос 4.33. Редукторы станков-качалок

просмотров - 120

Редуктор предназначен для уменьшения частоты вращения, пе­редаваемой от электродвигателя кривошипам станка-качалки. При­меняется в станках-качалках и других механических приводах штан­говых скважинных насосов.

Редуктор (рис. 4.47) -двухступенчатый, с цилиндрической шев­ронной зубчатой передачей зацепления Новикова. Быстроходная сту­пень - раздвоенный шеврон, тихоходная ступень - шевронная с ка­навкой.

Ведущий и промежуточные валы установлены на роликоподшип­никах радиальных с короткими цилиндрическими роликами, одно­рядными; ведомый вал - на роликоподшипниках сферических двух­рядных. На концах ведущего вала насажены ведомый шкив клинор-менной передачи и шкив тормоза. На оба конца ведомого вала наса­жены кривошипы.

Корпус редуктора с разъемом по осям валов образует масляную ванну.

Смазка зацепления - картерная, окунанием. Смазка опор проме­жуточного и ведомого валов - принудительно картерная, быстроход­ного - картерная.

Корпус снабжен двумя контрольными пробками, для контроля за уровнем масла в редукторе и дыхательным клапаном.

Редукторы типа Ц2НШ устанавливают на станках - качалках ГОСТ 5866-66.

На станках - качалках типа СКР выпускаемых ОАО / С 2014 г. Публичное акционерное общество/ «Редуктор» по ОСТ 26-16-08-87 (См. табл. 2.9[6]) установлены современные трех­ступенчатые редукторы типа ЦЗНК см. рис 4.48.

Основные достоинства и особенности редуктора следующие:

1. Передаточные числа могут меняться, составляя 63,90 и 125, что позволяет снизить частоту качаний балансира до 1,7 в минуту.

2.Возможность изменения передаточного числа путем замены зуб­чатой пары входной ступени использованием комплекта зубчатых пар, что осуществляется достаточно быстро и позволяет на работающем

-196-

Рис. 4.47 . Редуктор типа Ц2НШ:

1 - ведущий вал; 2 - крышка подшипника,; 3 - промежуточный вал; 4 - ведомый вал;

5 - стакан подшипника

станке-качалке устанавливать крайне важное число качаний в зависи­мости от текущего дебита скважины.

3. Применение вместо шевронной зубчатой передачи, трудоемкой в изготовлении и ремонте, термоулучшенной крупномодульной ко-созубой передачи с упорными кольцами, защищенной Российским патентом, в которой используется зацепление Новикова с патенто­ванным в США исходным контуром, обладающей более высокой на­грузочной способностью.

4. Ведомый вал в редукторах с номинальным моментом до 16 кНм монтируется на подшипниках качения, что отражается в шифре буквой

- 197 -

Рис. 4.48. Редуктор типа ЦЗНК

«К», к примеру, ЦЗНК-355К. В более мощных редукторах ведомый вал может монтироваться на 4 опорах для_более равномерного рас­пределœения нагрузки. В качестве опор применены подшипники сколь­жения, более дешевые, простые при сборке-разборке и надежные в эксплуатации. Такие редукторы получают в шифре букву «С», на­пример, ЦЗНК-450С. Смазка этих подшипников осуществляется вра­щением колес по каналам в плоскости разъема подшипников. На дру-

-198-

Рис. 4.49. Трехступенчатый коническо - цилиндрический редуктор Ц2НШ-315

гих валах применены стандартные подшипники качения, смазывае­мые барботажным способом. Для разгрузки подшипников от осœевой нагрузки в выходной и промежуточной передачах введены упорные гребни.

Важно заметить, что для станков-качалок с одноплечим балансиром типа Маrk II ре­дукторы имеют увеличенный диаметр выходных валов, установлен­ных на подшипниках качения.

5. Масса редукторов ЦЗНК при равных нагрузочных характерис­тиках до 25-30% меньше но сравнению с редукторами ЩШ11.

-199-

6. Возможность применения электродвигателœей с меньшей мощ­ностью, чем в станках-качалках типа СК, позволяет снизить потреб­ление электроэнергии.

Конструктивная схема трехступенчатого коническо - цилиндри­ческого редуктора Ц2НШ-315 показана на рис. 4.49:

oplib.ru

редуктор станка-качалки - патент РФ 2075673

Использование: машиностроение. Сущность изобретения: редуктор содержит корпус, две ступени, одна из которых планетарная. Последняя включает неподвижные центральные колеса с внутренним зацеплением, центральное колесо с внешним зацеплением и водило с сателлитами. Центральное колесо с внешним зацеплением связано с зубчатым колесом другой ступени, водило - с выходным валом. Связь центральных колес и водила соответственно с корпусом, зубчатым колесом и выходным валом осуществлена посредством зубчатых муфт. Выходной вал установлен на подшипниках качения, смонтированных в стаканах. 3 з.п. ф-лы, 1 ил. Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли, а именно к технологическому оборудованию штанговой глубиннонасосной установки. Известен пятиступенчатый конически-цилиндрический редуктор привода качания штангового насоса станка-качалки [1] Для изменения частоты качания балансира кривошипно-шатунного механизма станка-качалки в корпус редуктора встроена коробка скоростей, блок шестерен которой установлен на промежуточных валах быстроходной ступени. Собственно редукторная часть состоит из двух ступеней с косозубыми шевронными колесами. Передача от коробки скоростей и редукторной части осуществляется посредством пары шестерен, одна из которых сидит на ведомом валу коробки скоростей, а другая на ведущем валу редуктора. Однако, сокращение числа качаний связанное с убывающим со временем напором скважины на практике требуется достаточно редко, как правило, не более одного раза в год. С этой точки зрения конструкция является необоснованно сложной и поэтому практического применения не получила. Известен также двухступенчатый редуктор привода кривошипно-шатунного штангового насоса станка-качалки конструкции фирмы Лафкин (США) [2] (Устройство принято за прототип). Являясь основным узлом привода гарантирующим надежность и долговечность станка-качалки редуктор оснащен шевронными эвольвентными зубчатыми колесами и в зависимости от типоразмера рассчитан на 2, 4, 6, 8 тм с передаточным отношением в пределах 30-40. Для увеличения передаточного числа и изменения частоты качания балансира привод снабжен двумя последовательно установленными с редуктором шкиво-ременными передачами. В этом редукторе благодаря оптимальному подбору передаточного числа увеличены диаметры промежуточного и выходного вала, при этом последний является одновременно шейкой кривошипа. В опорах ведомого вала применяются подшипники скольжения, а в опорах ведущего и промежуточного цилиндрические роликовые, что обеспечивает их плавающую в осевом направлении установку. Однако, практика эксплуатации все более глубоких нефтеносных пластов ставит задачу создания редукторов с вращающим моментом на выходном валу до 20.000 кгм. С учетом этих требований в известной типовой конструкции следует отметить следующие недостатки: 1. Прогиб валов от знакопеременных нагрузок кривошипно-шатунного механизма передается непосредственно на зубья шевронных колес, вызывая нарушение постоянства контактных линий в зацеплении и связанный с этим повышенный износ зубьев. 2. Несмотря на большой коэффициент перекрытия, недостатком шевронного зацепления являются осевые циклические смещения плавающих валов, что приводит к возникновению контактной коррозии в опорах между подшипником и его корпусом. 3. Установка выходного вала в подшипниках скольжения требует дополнительных специальных средств, обеспечивающих поступление жидкой смазки в ненагруженную зону подшипника. 4. Знакопеременные нагрузки от кривошипов и шатунов приводят к релаксации напряжений в крепежных болтах соединяющих корпус редуктора с крышкой и приводит со временем к раскрытию их стыка, недопустимого в условиях эксплуатации. 5. Кроме того, требуемое увеличение нагрузочной способности редуктора связано с ростом материалоемкости, габаритов, использовании в конструкции более тяжелых подшипниковых узлов. При этом усложняются условия монтажа и обслуживания. Указанные недостатки стимулировали поиск новых технических решений. Предложенное техническое решение направлено на решение задачи по увеличению нагрузочной способности редуктора без изменения его установочных размеров. Эта задача решается посредством разделения кинематики исполнительного и передаточного механизма, что исключило неблагоприятное влияние деформации кривошипного механизма на зубчатые зацепления, а именно: согласно изобретению в редукторе станка-качалки, содержащем корпус, валы с зубчатыми колесами и подшипниковые опоры, в осевой расточке ступицы зубчатого колеса соосного с выходным валом выполнен зубчатый венец, который связан с зубчатым венцом одетого на вал плавающего двухвенцового центрального колеса внешнего зацепления, второй венец которого связан с сателлитами планетарной передачи, подвижное водило которой связано с выходным валом посредством промежуточной зубчатой полумуфты, при этом опорные подшипники ступиц зубчатого колеса и водила размещены в расточках корпуса. Кроме того, опорные подшипники качения шеек выходного вала установлены в стаканах, размещенных в расточках корпуса, разъемные части которого зафиксированы от возможности раскрытия стыка прецизионными штифтами соединяющими эти части с фланцами вышеназванных стаканов; неподвижное центральное колесо внутреннего зацепления планетарной ступени установлено в зацеплении с зубчатым венцом на фланце одного из стаканов подшипника выходного вала, при этом один из подшипников водила установлен в расточке этого стакана; промежуточная зубчатая полумуфта, центральные колеса внутреннего и внешнего зацепления и сопрягаемые с их осевыми расточками детали выполнены с совмещенными кольцевыми канавками, в которых размещены закладные, фиксирующие от осевого смещения вышеназванных деталей гибкие элементы, выполненные, например, в виде прутков из катанки, размещенных в этих канавках, при этом концы прутков закреплены в начале и конце навивки. Технический результат выражается в особенности передачи реактивного силового потока на зубчатые колеса выходного вала со стороны кривошипно-шатунного механизма. Установка зубчатого колеса и водила с сателлитами в корпусе независимо от выходного вала практически устраняет воздействие прогиба вала на зубчатые зацепления. А планетарная передача размещенная в тех же габаритах корпуса по существу является дополнительной ступенью и обуславливает увеличение передаточного числа в 6-4 раза. При этом отпадает необходимость установки одной ременной передачи, а также применения сложных в изготовлении шевронных колес, требующих химико-термического упрочнения и отделочных операций. Это позволяет сделать вывод о нетрадиционном решении разработки устройства, его новизне, изобретательском уровне и не вызывает проблем реализации в условиях серийного производства машиностроительного предприятия. Сведения подтверждающие возможность осуществления изобретения поясняется чертежом, на котором представлено сечение редуктора в плоскости разъема корпуса с крышкой. Редуктор содержит разъемный корпус 1 с выходным валом 2 и промежуточным валом 3 с шестерней 4, установленных соответственно на подшипниках качения 5 и 6. Подшипники 5 смонтированы в стаканах 7, 8. В расточке ступицы зубчатого колеса 9, соосного выходному валу 2, выполнен зубчатый венец 10. Зубчатое колесо 9 установлено в корпусе 1 на подшипниках 11. На шлицевой шейке 12 выходного вала 2, через промежуточную зубчатую полумуфту 13, коаксиально валу 2 установлено подвижное водило 14 с сателлитами 15, которые связаны с венцом ступицы зубчатого колеса 9 двухвенцовым плавающим колесом внешнего зацепления 16. Неподвижное центральное колесо внутреннего зацепления 17 планетарной передачи установлено в зацеплении с зубчатым венцом стакана 8. Подшипниковая опора 18 водила 14 размещена в расточке корпуса 1, а опора 19 в расточке стакана 8. На консольных шейках 20 вала 2 смонтированы кривошипы 21 шатуна балансира 22 станка качалки. Для фиксации в осевом направлении водила 14, неподвижного центрального колеса 17 и двухвенцового центрального колеса 16 в сопрягаемых зубчатых венцах выполнены кольцевые канавки, в которые заложен фиксирующий элемент 23, выполненный из катанки, при этом концы прутков закреплены в начале и конце навивки. Для предотвращения раскрытия стыка, разъемные части корпуса 1, кроме крепежных болтов, дополнительно зафиксированы прецизионными штифтами 24 через фланцы стаканов 7 и 8. Редуктор работает следующим образом. При вращении промежуточного вала 3 от шестерни 4 крутящий момент передается последовательно на зубчатое колесо 9 вала 2 и через двухвенцовое центральное колесо внешнего зацепления 16 на сателлиты 15. Сателлиты 15 обкатываются по венцу внутреннего зацепления колеса 17 и передают вращение водилу 14. И, наконец, водило 14 через промежуточную зубчатую полумуфту 13 передает крутящий момент выходному валу 2, при этом он выполняет функции шейки кривошипа кривошипно-шатунного механизма качания балансира. Таким образом осуществляется пониженная передача. Источники информации 1. Авторское свидетельство СССР N 301428, кл. E 21 B 43/00, 21.07.66 г. 2. Проспект фирмы "Лафкин" (Копия) на 6 листах.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Редуктор станка-качалки, содержащий корпус, две ступени, имеющие валы с зубчатыми колесами и подшипниковые опоры, отличающийся тем, что одна из ступеней выполнена планетарной и включает неподвижное центральное колесо с внутренним зацеплением, связанное с корпусом, центральное колесо с внешним зацеплением, установленное на выходном валу с возможностью свободного вращения и связанное с установленным на том же валу зубчатым колесом, и несущее для зацепления с центральными колесами сателлиты водило, связанное с выходным валом, а связи центральных колес и водила соответственно с корпусом, зубчатым колесом и выходным валом выполнены в виде зубчатых муфт. 2. Редуктор по п.1, отличающийся тем, что опорные подшипники качения шеек выходного вала установлены в стаканах, размещенных в расточках корпуса, разъемные части которого зафиксированы от возможности раскрытия стыка прецизионными штифтами, соединяющими эти части с фланцами стаканов. 3. Редуктор по п.1, отличающийся тем, что полумуфта зубчатой муфты, связывающей неподвижное центральное колесо с корпусом, выполнена на фланце одного из стаканов подшипника выходного вала, а один из подшипников водила установлен в расточке этого же стакана. 4. Редуктор по п.1, отличающийся тем, что сопрягаемые полумуфты каждой зубчатой муфты выполнены с совмещенными кольцевыми канавками, в которых размещены закладные фиксирующие от осевого смещения указанных деталей гибкие элементы, выполненные, например, в виде прутков из катанки, размещенные в этих канавках, при этом концы прутков закреплены в начале и конце навивки.

www.freepatent.ru

1 Описание станка-качалки, технические характеристики

1.1 Штанговые насосные установки (шсну)

Прекращение или отсутствие фонтанирования обусловило использование других способов подъема нефти на поверхность, например, посредством штанговых скважинных насосов. Этими насосами в настоящее время оборудовано большинство скважин. Дебит скважин — от десятков килограмм в сутки до нескольких тонн. Насосы опускают на глубину от нескольких десятков метров до 3000 м иногда до 3200 — 3400 м.

ШСНУ включает:

а) наземное оборудование — станок-качалка (СК), оборудование устья, блок управления;

б) подземное оборудование — насосно-компрессорные трубы (НКТ), штанги насосные (ШН), штанговый скважинный насос (ШСН) и различные защитные устройства, улучшающие работу установки в осложненных условиях. [1]

Рисунок 1.1 - Схема штанговой насосной установки

Штанговая глубинная насосная установка (рисунок 1.1) состоит из скважинного насоса 2 вставного или невставного типов, насосных штанг 4, насосно-компрессорных труб 3, подвешенных на планшайбе или в трубной подвеске 8 устьевой арматуры, сальникового уплотнения 6, сальникового штока 7, станка качалки 9, фундамента 10 и тройника 5. На приеме скважинного насоса устанавливается защитное приспособление в виде газового или песочного фильтра 1.

1.2 Станки-качалки

Станок-качалка (рисунок 1.2), является индивидуальным приводом скважинного насоса.

1 — подвеска устьевого штока; 2 — балансир с опорой; 3 — стойка; 4 — шатун; 5 — кривошип; 6 — редуктор; 7 — ведомый шкив; 8 — ремень; 9 — электродвигатель; 10 — ведущий шкив; 11 — ограждение; 12 — поворотная плита; 13 — рама; 14 — противовес; 15 — траверса; 16 — тормоз; 17 — канатная подвеска.

Рисунок 1.2 - Станок-качалка типа СКД

Основные узлы станка-качалки — рама, стойка в виде усеченной четырехгранной пирамиды, балансир с поворотной головкой, траверса с шатунами, шарнирно-подвешенная к балансиру, редуктор с кривошипами и противовесами. СК комплектуется набором сменных шкивов для изменения числа качаний, т. е. регулирование дискретное. Для быстрой смены и натяжения ремней электродвигатель устанавливается на поворотной салазке.

Монтируется станок-качалка на раме, устанавливаемой на железобетонное основание (фундамент). Фиксация балансира в необходимом (крайнем верхнем) положении головки осуществляется с помощью тормозного барабана (шкива). Головка балансира откидная или поворотная для беспрепятственного прохода спускоподъемного и глубинного оборудования при подземном ремонте скважины. Поскольку головка балансира совершает движение по дуге, то для сочленения ее с устьевым штоком и штангами имеется гибкая канатная подвеска 17 (рисунок 1.2). Она позволяет регулировать посадку плунжера в цилиндр насоса для предупреждения ударов плунжера о всасывающий клапан или выхода плунжера из цилиндра, а также устанавливать динамограф для исследования работы оборудования.

Амплитуду движения головки балансира (длина хода устьевого штока — 7 на рисунке 1.2) регулируют путем изменения места сочленения кривошипа шатуном относительно оси вращения (перестановка пальца кривошипа в другое отверстие). За один двойной ход балансира нагрузка на СК неравномерная. Для уравновешивания работы станка-качалки помещают грузы (противовесы) на балансир, кривошип или на балансир и кривошип. Тогда уравновешивание называют соответственно балансирным, кривошипным (роторным) или комбинированным.

Блок управления обеспечивает управление электродвигателем СК в аварийных ситуациях (обрыв штанг, поломки редуктора, насоса, порыв трубопровода и так далее), а также самозапуск СК после перерыва в подаче электроэнергии.

Долгое время нашей промышленностью выпускались станки-качалки типоразмеров СК. В настоящее время по ОСТ 26-16-08-87 выпускаются шесть типоразмеров станков-качалок типа СКД, основные характеристики приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 Основные характеристики станков-качалок типа СКД

Станок‑качалка

Число ходов балансира, мин.

Масса, кг

Редуктор

СКД3 — 1.5-710

5  15

3270

Ц2НШ — 315

СКД4 — 21-1400

5  15

6230

Ц2НШ — 355

СКД6 — 25-2800

5  14

7620

Ц2НШ — 450

СКД8 — 3.0-4000

5  14

11600

НШ —700Б

СКД10 — 3.5-5600

5  12

12170

Ц2НШ — 560

СКД12 —3.0-5600

5  12

12065

Ц2НШ — 560

В шифре, например, СКД8 — 3.0-4000, указано Д — дезаксиальный; 8 — наибольшая допускаемая нагрузка на головку балансира в точке подвеса штанг, умноженная на 10 кН; 3.0 — наибольшая длина хода устьевого штока, м; 4000 — наибольший допускаемый крутящий момент на ведомом валу редуктора, умноженный на 10-2 кН*м.

АО «Мотовилихинские заводы» выпускает привод штангового насоса гидрофицированный ЛП — 114.00.000, разработанный совместно со специалистами ПО «Сургутнефтегаз».

Моноблочная конструкция небольшой массы делает возможным его быструю доставку (даже вертолетом) и установку без фундамента (непосредственно на верхнем фланце трубной головки) в самых труднодоступных регионах, позволяет осуществить быстрый демонтаж и проведение ремонта скважинного оборудования.

Фактически бесступенчатое регулирование длины хода и числа двойных ходов в широком интервале позволяет выбрать наиболее удобный режим работы и существенно увеличивает срок службы подземного оборудования.

Станки-качалки для временной добычи могут быть передвижными на пневматическом (или гусеничном) ходу. Пример — передвижной станок-качалка «РОУДРАНЕР» фирмы «ЛАФКИН».

studfiles.net