СТАНОК-КАЧАЛКА Российский патент 1995 года по МПК F04B47/02 

Изобретение относится к оборудованию для подъема жидкостей с больших глубин, а точнее к траверсам станков-качалок. Наиболее эффективно изобретение может быть использовано при глубинно-насосной откачке нефти из скважины.

Известен станок-качалка (см. каталог фирмы "Америкэн Интернэшнл Маньюфакчуринг Корпорэйшн, 1992-1993 г. с.4), который содержит кривошипно-шатунный механизм, подшипниковый узел кривошипов, балансир и траверсу с центральным подшипниковым узлом. Соединение шатунов с траверсой обеспечивается через выравниватель "Спрингфлекс", представляющий собой лист упругого материала, жестко скрепленный с каждым шатуном и верхними корпусами подшипников траверсы.

Такое конструктивное решение частично выравнивает распределение нагрузки на шатуны, однако не устраняет изгибающих нагрузок на шатунах, возникающих и под действием ветровой нагрузки и из-за неточностей изготовления. При этом действие растягивающей пульсирующей нагрузки приводит к ослаблению креплений подшипникового узла траверсы и шатунов с выравнивателем.

Из известных станков-качалок наиболее близким по технической сущности является станок-качалка, который содержит кривошипно-шатунный механизм, подшипниковые узлы шатунов и кривошипов, балансир и траверсу с центральным подшипниковым узлом.

Траверса размещена под нижней плоскостью балансира. Геометрические оси подшипниковых узлов-шатунов и центрального подшипникового узла траверсы расположены в одной плоскости, параллельной продольной оси траверсы, перпендикулярно друг другу, что устраняет изгибающие усилия на верху шатуна.

Недостаток известной конструкции станка-качалки заключается в том, что действующая со стороны шатунов пульсирующая нагрузка вызывает пульсирующие растягивающие усилия в узлах крепления: траверсы к центральному подшипнику, центрального подшипника к балансиру и цапф подшипников шатуна к траверсе. Это приводит к ослаблению крепления отмеченных узлов и необходимости периодической подтяжки болтовых соединений, что в условиях эксплуатации при ограниченном количестве обслуживающего персонала своевременно не проводится, надежность креплений при этом снижается.

Техническим результатом изобретения является устранение растягивающих нагрузок на крепежные детали.

Технический результат достигается тем, что в станке-качалке, содержащем кривошипно-шатунный механизм, подшипниковые узлы шатунов и кривошипов, балансир и траверсу с центральным подшипниковым узлом, при этом геометрические оси центрального подшипникового узла траверсы и подшипниковых узлов шатунов размещены в одной плоскости, параллельной продольной оси траверсы, перпендикулярно друг другу, согласно изобретению, траверса выполнена с цапфами под центральный подшипниковый узел и цапфами на ее торцах под подшипниковые узлы шатунов, при этом центральный подшипниковый узел траверсы закреплен на верхней плоскости балансира.

Такое конструктивное выполнение станка-качалки позволит исключить напряженное состояние в деталях крепления траверсы к балансиру и подшипниковых опор к траверсе.

Это достигается благодаря выполнению и размещению траверсы, цапф подшипниковых узлов траверсы и шатунов согласно формуле изобретения. Вследствие чего во всех стыках возникают напряжения сжатия, исключающие действие растягивающих нагрузок на крепежные детали, имеющие место в известных решениях, что повышает долговечность и надежность конструкции.

На фиг.1 изображен станок-качалка, общий вид; на фиг.2 узел I на фиг.1; на фиг.3 разрез А-А на фиг.2.

Станок-качалка содержит кривошипно-шатунный механизм, подшипниковые узлы 1 шатунов 2, подшипниковые узлы 3 кривошипов 4, балансир 5 и траверсу 6 с центральным подшипниковым узлом 7.

Геометрические оси а-а и б-б подшипниковых узлов шатунов и траверсы размещены в одной плоскости, параллельной продольной оси траверсы, перпендикулярно друг другу.

В центре траверсы выполнены цапфы 8 под центральный подшипниковый узел 7, а в торцевых ее отверстиях закреплены цапфы 9 под подшипниковые узлы 1 шатунов 2. Опора 10 центрального подшипникового узла 7 размещена на верхней плоскости балансира.

Устройство работает следующим образом.

При работе станка-качалки вращательное движение от ведомого вала редуктора передается кривошипам 4. Кривошип 4, в свою очередь, передает движение через шатуны 2, а затем через траверсу 6 балансиру 5.

Благодаря размещению центрального подшипникового узла 7 траверсы 6 на верхней плоскости балансира 5 и подшипниковых узлов 1 шатунов 2 на торцах траверсы под действием пульсирующей нагрузки вращающихся шатунов 2 в узлах крепления возникают напряжения сжатия, исключающие действие растягивающих нагрузок на крепежные детали.

Предложенный станок-качалка по сравнению с известными позволяет повысить надежность соединения траверсы с балансиром и верхними головками шатунов.

Использование: для подъема жидкостей с больших глубин. Сущность изобретения: геометрические оси центрального подшипникового узла траверсы и подвипниковых узлов шатунов размещены в плоскости, параллельной продольной оси траверсы, перпендикулярно друг другу. Траверса выполнена с цапфами под центральный подшипниковый узел и цапфами на его торцах под подшипниковые узлы шатунов. Центральный подшипниковый узел траверсы закреплен на верхней плоскости балансира. 3 ил.

СТАНОК-КАЧАЛКА, содержащий кривошипно-шатунный механизм, подшипниковые узлы шатунов и кривошипов, балансир и траверсу с центральным подшипниковым узлом, при этом геометрические оси центрального подшипникового узла траверсы и подшипниковых узлов шатунов размещены в плоскости, параллельной продольной оси траверсы, перпендикулярно одна к другой, отличающийся тем, что траверса выполнена с цапфами под центральный подшипниковый узел и с цапфами на ее торцах под подшипниковые узлы шатунов, при этом центральный подшипниковый узел траверсы закреплен на верхней плоскости балансира.