1.1系统组成
旋螺纹扭矩测控系统由电机(和卡钳组成的旋螺纹机,工控机(工控机走向智能化),传感器等组成
1.2工作过程
在检测平台上将抽油泵筒一端固定,另一端预旋螺纹后,通过导轨导入旋螺纹机卡钳中。然后,工控机启动高,低压泵注油加压。工控机检测压力为5MPa时,控制低压泵卸荷,检测压力为10MPa时,高压泵停车,若压力降压0.5MPa,启动高压泵,恒压10MPa.控制液压换向阀夹紧卡钳,控制电磁换向阀,旋螺纹电机低速转动旋合螺纹,同时检测旋合螺纹扭矩。当检测的扭矩值达到《抽油泵检测组装规程》中的数值时,控制电磁换向阀停止旋螺纹,控制液压换向阀松开卡钳。启动减压泵减压,将检测到的扭矩值存入数据库,该工序结束。
2旋螺纹扭矩测量
由《材料力学》知,对于杆件或筒件其受力扭转变形时力矩平衡条件为Mx-Me=0
式中,Mx为分布内力对轴心的合力矩,即抽油泵的旋螺纹扭矩;Me为外力矩。
杆件扭转受力在同一截面,左右两侧的扭矩大小相等,方向相反,扭矩矢量的方向按右手螺旋法则确定。作用于杆件的外力矩与旋螺纹电机的转速和功率有关,在传动轴计算中,通常给出传动功率P和转速n。
3系统软件设计
系统软件采用C++Builder实现,C++ Builder是大型的计算机应用软件,人机界面友好,功能强大,可以直接面向控制层。高,低压泵的启停,电磁换向阀,液压换向阀的控制,扭矩值的计算均由该系统软件完成。
程序中仅给出了泵直径规格为φ32mm和φ38 mm的扭矩检测程序,其他直径如φ44mm,φ51mm等的检测程序与φ32mm和φ38mm类同,只需将直径和扭矩值作相应改动即可。
4结束语
测量杆件的剪应变,进而推导出受测杆件的扭矩,依此设计的仪器仪表成本高,系统复杂,现场操作技术难度大,大多应用于检测成品抽油泵。对于生产线上的抽油泵旋螺纹扭矩检测,不是理想的选择。本系统根据力矩平衡的原理,提出测量旋螺纹电机相电流和转速来间接测量扭矩的方法,操作简单,工程造价低,扭矩测量数据准确,能满足《抽油泵检测组装规程》的要求。目前这套系统在某油田机修车间正常运行,效果良好。