Габитов К.М.
РЕДУКТОР С ЗУБЧАТЫМИ КОЛЕСАМИ ИЗ КОМПОЗИТНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ ПРИВОДА ШТАНГОВОГО ГЛУБИННОГО НАСОСА *
Аннотация:
в данной статье мы рассмотрим устройство и принцип работы цепного привода, изучим преимущества использования редуктора, изготовленного из современных композитных материалов, проанализируем перспективы развития данной технологии, а также рассмотрим процесс симуляции механических нагрузок, воздействующих на зубчатое колесо, которое выполнено из нескольких различных композитных материалов.
Ключевые слова:
цепной привод, композитный материал, редуктор, технологии
Цепной привод штангового насоса, оснащенный редуктором с зубчатыми колесами из композитного материала, представляет собой современную технологическую разработку, которая значительно повышает эффективность и надежность нефтяных и газовых скважин. Насосы штангового типа широко применяются в нефтяной промышленности для добычи жидкостей из скважин различной глубины. Основным элементом приводного механизма является цепной привод, который передает вращательное движение от двигателя к штокам насоса. Важную часть системы составляет редуктор с зубчатыми колесами, обеспечивающий снижение скорости и увеличение крутящего момента. Современные редукторы из композитных материалов позволяют добиться меньших масс, повышенной износостойкости и надежности [1]. Использование зубчатых колес из композитных материалов — инновационный подход, который отличается рядом положительных характеристик: • Меньший вес: по сравнению с металлическими аналогами, композитные материалы значительно легче, что облегчает монтаж и снижает нагрузку на конструкционные элементы. • Высокая износостойкость: современные композиты обладают отличной износостойкостью и стойкостью к экстремальным условиям эксплуатации. • Рассеиваемость тепла: композитные материалы эффективно рассеивают тепло, что дает возможность использовать их в условиях повышенной температуры. • Коррозионная стойкость: такие материалы устойчивы к агрессивным средам (нефтеносным растворам, водным обессоливаниям). • Снижение уровня шума и вибраций: за счет хороших амортизирующих свойств композитов снижается уровень вибраций и шума при работе привода [2]. Редуктор с зубчатыми колесами из композита позволяет достигать следующего: • Передача мощности до 50 кВт. • Механический КПД не ниже 90%. • Рабочие RPM редуктора — от 50 до 500 оборотов в минуту. • Эргономичные размеры и интеграция с системой автоматизации. В практике использования таких редукторов отмечается увеличение срока службы до 30%, снижение затрат на техническое обслуживание и ремонт [3]. Развитие технологий производства композитных материалов, совершенствование методов обработки зубчатых колес, внедрение новых композитных полимерных композиций — все это способствует появлению более долговечных, надежных и эффективных редукторов. Использование композитных материалов позволяет уменьшить вес механизмов, повысить их сопротивляемость износу и коррозии, а также снизить шум и вибрации при работе. Внедрение новых технологий и материалов открывает новые горизонты для разработки современных приводных систем, повышая их эксплуатационные характеристики и долговечность [4].Цепной привод штангового насоса, оснащенный редуктором с зубчатыми колесами из композитных материалов, представляет собой важный технологический этап в развитии нефтяной техники. Благодаря своим характеристикам, такой привод обеспечивает высокую производительность, надежность и долговечность оборудования, что способствует повышению эффективности добычи нефти и газа. Внедрение новых материалов и технологий обещает дальнейшее улучшение эксплуатационных показателей и снижение эксплуатационных затрат.Пример симуляции механических нагрузок на зубчатое колесо. Для обоснования использования композитного материала были проведены расчеты в SolidWorks. На рисунках 1, 2, 3, 4 продемонстрированы расчеты зубчатого венца, изготавливаемые из композитных материалов разных марок, в то время как ступица изготавливается из традиционной стали 40х.Рис. 1. Модернизированное зубчатое колесо из композитного материала Нейлон 101. Рис. 2. Модернизированное зубчатое колесо из композитного материала Кевлар.Рис. 3. Модернизированное зубчатое колесо из Эпоксидного композита с добавлением бора. Рис. 4. Модернизированное зубчатое колесо из Углеродно-арамидного композита.
Номер журнала Вестник науки №5 (86) том 4
Ссылка для цитирования:
Габитов К.М. РЕДУКТОР С ЗУБЧАТЫМИ КОЛЕСАМИ ИЗ КОМПОЗИТНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ ПРИВОДА ШТАНГОВОГО ГЛУБИННОГО НАСОСА // Вестник науки №5 (86) том 4. С. 1872 - 1877. 2025 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/23506 (дата обращения: 20.07.2025 г.)
Вестник науки © 2025. 16+