运动。杠杆的中部与滚轮铰接，一端和柱基铰接，另一端和加压机构固结。这样柱塞也在泵筒内做往复运动。为了模拟泵筒和柱塞在油井下的实际工况，在泵筒内注入了高压原油并用循环热水保持原油的一定温度。加压机构通过杠杆在泵筒与柱塞之间产生径向压力。力传感器即可轴向固定泵筒，又可输出泵筒与柱塞之间的摩擦力信号。

　　当对泄漏至油箱中的原油做定量分析时，可以观察原油泄漏量与泵筒、柱塞之间间隙的关系；当对泄漏原油进行铁谱分析时，可以对泵筒与柱塞之间的磨损规律进行研究。此外还可以对抽油泵进行功耗、效率和温升分析。

　　1.主机结构及工作原理主机结构如所示。

　　泵筒内径32110mm（中间有8种规格）柱塞类型有钢柱塞和软柱塞2种；油管内径（用做扶正器试验）。

　　压力8MPa温度90°C.柱塞往复运动行程300mm，频率3Hz泵筒与柱塞之间沿轴向单位长度上的力为10Nmm. 2.加压机构的组成及工作原理在抽油过程中，由于抽油泵安装的倾斜、抽油杆拉动方向的偏斜以及井下高压原油的扰动等，会使泵筒和柱塞之间产生一定的侧压力。同时，为了加快摩擦磨损的试验过程，在泵筒和柱塞之间施加了一定的径向力。

　　加压机构设计时要注意4个问题：①为了在试验过程中保持径向力，加压机构要做高速往复运动，因此加压机构应有一定的耐冲击性；②加压机构要结构简单，质量轻以便减小惯性力；③摩擦磨损试验时试验机在不停机状态下能长期运转，因此加压机构应工作可靠，寿命长；④试验泵筒、柱塞的直径有多种，所以加压机构应具有一定的通用性。

　　（1）加压机构的组成加压机构的组成如所示。

　　根与套筒动配合，两边是弹簧的心轴。轮架的下面装有滚子。套筒的外表面和加压杠杆的一端成90°焊接。

　　（2）工作原理当拧动圆螺母2时，套筒上行，带动加压杠杆的一端上翘，这样，以滚轮的轴心为支点在泵筒和柱塞之间施加径向力。此时，力传感器受拉。其支反力通过框架、弹簧、轮架、滚子压向垫板。通过计算机观察力传感器中的拉力信号，当加至额定值时，将力传感器的信号线与计算机断开，下调螺母5将所需的压力锁定，再上调螺母2使传感器在试验过程中呈卸荷状态。由于杠杆的挠曲变形很小，所以使用弹簧以增加螺杆的调节量。这样在加压时便于观察力的变化并提高分辨率。当泵筒、柱塞直径的变化值超过套筒的调节极限时，应改换垫板的厚度。

　　加压杠杆的轴向截面如所示。杠杆左端与套筒焊接，其右端与柱塞铰接。法兰右边的部分是因柱塞的不同而更换的接头部分，图上面所示是0110mm柱塞的接头，下面是038mm柱塞的接头。

　　在进行加压杠杆设计时，应注意下列问题：①加压杠杆是一变截面圆梁；②杠杆端部的变形挠度加上弹簧的压缩变形量不能超过螺杆的大调节量；③当杠杆的左端上翘时，必然会引起加压机构垂直方向的歪斜，虽然滚子可以适应这种歪斜，但此歪斜量不能太大；④螺杆的调节量虽然不能超限，但太小也不便于径向压力的调节；⑤对于较细的柱塞，其接头在往复运动过程中，要避免接头与泵筒端口的摩擦。

　　4.加压杠杆的设计步骤设z为杠杆的轴线方向，y为杠杆的弯曲变形方向。根据杠杆的受力，画出杠杆的剪力图和弯矩图。

　　对于第n段梁段，其截面惯性矩为人。

　　设有1根等截面梁，其截面惯性矩为则等效系数Pn=n.当用此等截面梁等效原来的变截面梁进行求解时，在原来的变截面梁的第n段和第1段的交界处，应附加外力APn=d1-Pn）Qn和外力矩AMn=（（1-Pn）锾。Qn和锾为原来的变截面梁在该交界处的剪力和弯矩。

　　根据初参数法，可以求出等截面梁上任意截面z处的挠度y（z）和转角0（z）。

　　结合边界条件求出杠杆在加压机构一端的挠度和转角。

　　根据粗、细两种柱塞接头所对应的挠度及螺杆的大调节量，选配刚度较小和较大的两组弹簧。

　　以中的加压杠杆为例，对于0110mm柱塞所用的杠杆共有10个不同截面的梁段，各梁段的右端面到杠杆左端面的距离为：a=25mm，b=382mmc=402mme=477mm/=497mmg=559mmh=588mm，i=809mm/=829mm，k=871.杠杆的支点到杠杆左端面的距离为d=439.5mm.得到各梁段的截面惯性矩和等效系数见表12表1各段梁的截面惯性矩X104mm4人表2时的等效系数P丨泵筒与柱塞之间的大径向压力3000N.所以杠杆右端受力Pk=3000N杠杆左端受力P.=2945N杠杆支点受力Pd=-5945N.在等效等截面梁上Pk=21.45X3000=64350NP0=8.1X2945=23 945=-26455.3N由上述已有公式可算得各附加的AP、AM值。

　　设杠杆左端的位移为y.，转角为0剪力为弯矩为M0因为它是自由端，所以P0=Q0=23 854.5NM）=Q根据边界条件，在杠杆的支点和右端，挠度为零。运用初参数法可以得到fy0-439.对于038mm柱塞杠杆共有9个不同截面的细的泵筒内径32mm接头部分的直径26mm.算得弯曲挠度y0=4.结束语抽油泵在很深的井下而且使用条件很恶劣，目前只能在地面进行模拟试验研究，抽油泵摩擦磨损试验机基本上能满足这一要求。加压机构的设计是摩擦磨损试验机主机设计中的一项重要内容。本设计综合考虑了各种影响因素，从而使该机构结构简单性能可靠，适应性强。运行试验表明，该机构达到了设计要求。