Аналитическое решение задачи динамического синтеза шестизвенного прямолинейно-направляющего преобразующего механизма штанговой насосной установки

Autor: Ayaulym Rakhmatulina, Nurbibi Imanbayeva, Sayat Ibrayev, Assemgul Uderbayeva, Aiman Nurmaganbetova
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Vol. 6 No. 7 (114) (2021): Applied mechanics; 21-28
Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 6 № 7 (114) (2021): Прикладная механика; 21-28
Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 6 № 7 (114) (2021): Прикладна механіка; 21-28
Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, Vol 6, Iss 7 (114), Pp 21-28 (2021)
ISSN: 1729-4061
1729-3774
Popis: The paper presents an analytical solution to the problem of optimal dynamic balancing of the six-link converting mechanism of the sucker-rod pumping unit. This problem is solved numerically using a computer model of dynamics, namely by selecting the value of the correction factor k. Here we will consider an analytical method for solving this problem, that is, we find the location of the counterweight on the third link of the six-link converting mechanism for balancing. To solve the problem, we use the principle of possible displacement and write an equation where we express the torque through the unknown parameter of the counterweight. Further, such a value of the unknown parameter is found, at which the minimum of the root-mean-square value of torque M is reached. From the condition of the minimum of the function, we obtain an equation for determining the location of the counterweight. Thus, we obtain an analytical solution to the problem of optimal dynamic balancing of the six-link converting mechanism of the sucker-rod pumping drive in various settings. According to the results, it was found that with the combined balancing method, the value of the maximum torque M and the value of the maximum power are reduced by 20 % than when the counterweight is placed on the third link of the converting mechanism, as well as when the value of the maximum torque is determined through the correction factor k. In practice, balancing is carried out empirically by comparing two peaks of torque M on the crank shaft per cycle of the mechanism movement. Solving the analytical problem, we determine the exact location of the counterweight.
В работе представлено аналитическое решение задачи оптимальной динамической балансировки шестизвенного преобразующего механизма штанговой насосной установки. Данная задача решается численно с использованием компьютерной модели динамики, а именно путем подбора значения поправочного коэффициента k. Рассмотрим аналитический метод решения этой задачи, то есть найдем расположение противовеса на третьем звене шестизвенного преобразующего механизма для балансировки. Для решения задачи используем принцип возможных перемещений и напишем уравнение, в котором выразим крутящий момент через неизвестный параметр противовеса. Далее находим такое значение неизвестного параметра, при котором достигается минимум среднеквадратичного значения крутящего момента M. Из условия минимума функции получаем уравнение для определения положения противовеса. Таким образом, получено аналитическое решение задачи оптимальной динамической балансировки шестизвенного преобразующего механизма штанговой насосной установки в различных условиях. По результатам установлено, что при комбинированном способе балансировки значения максимального крутящего момента M и максимальной мощности снижаются на 20%, чем при размещении противовеса на третьем звене преобразующего механизма, а также при определении значения максимального крутящего момента через поправочный коэффициент k. На практике балансировку осуществляют эмпирически путем сравнения двух пиковых значений крутящего момента M на коленчатом валу за цикл движения механизма. Решение аналитической задачи позволяет определить точное положение противовеса
В роботі представлено аналітичне вирішення задачі оптимального динамічного балансування шестиланкового перетворюючого механізму штангової насосної установки. Дана задача вирішується чисельно з використанням комп'ютерної моделі динаміки, а саме шляхом підбору значення поправочного коефіцієнта k. Розглянемо аналітичний метод вирішення цієї задачі, тобто знайдемо розташування противаги на третій ланці шестиланкового перетворюючого механізму для балансування. Для вирішення задачі використаємо принцип можливих переміщень і напишемо рівняння, в якому виразимо крутний момент через невідомий параметр противаги. Далі знаходимо таке значення невідомого параметра, при якому досягається мінімум середньоквадратичного значення крутного моменту M. З умови мінімуму функції отримуємо рівняння для визначення положення противаги. Таким чином, отримано аналітичне рішення задачі оптимального динамічного балансування шестиланкового перетворюючого механізму штангової насосної установки в різних умовах. За результатами встановлено, що при комбінованому способі балансування значення максимального крутного моменту M і максимальної потужності знижуються на 20 %, ніж при розміщенні противаги на третій ланці перетворюючого механізму, а також при визначенні значення максимального крутного моменту через поправочний коефіцієнт k. На практиці балансування здійснюють емпірично шляхом порівняння двох пікових значень крутного моменту M на колінчастому валу за цикл руху механізму. Вирішення аналітичної задачі дозволяє визначити точне положення противаги
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: