中国石油大学学报（自然科学版）
中國石油大學學報（自然科學版）
중국석유대학학보（자연과학판）
JOURNAL OF CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM(EDITION OF NATURAL SCIENCE)
2014年
3期
123-128
,共6页
螺杆钻具%推力轴承%空心圆锥滚子%有限元%应力集中
螺桿鑽具%推力軸承%空心圓錐滾子%有限元%應力集中
라간찬구%추력축승%공심원추곤자%유한원%응력집중
positive displacement motor(PDM)%thrust bearing%hollow tapered roller%finite element%stress concentration
针对螺杆钻具中较易发生失效的推力轴承组设计一种推力空心圆锥滚子轴承组结构.建立该轴承的有限元计算模型,确定合理的滚子空心结构,得到一种深穴空心圆锥滚子结构.研究空心度和轴向载荷对轴承力学性能的影响.结果表明:圆锥滚子宜采用等比空心结构,空心滚子端部存在应力集中现象;空心度越大,滚子内壁上和沿轴向的等效应力分布越不均匀,当空心度小于65％时,滚子的等效应力变化较小;轴向载荷越大,滚子两端的应力集中现象越严重.随着深穴深度和直径增大,滚子端部的应力逐渐减小,而中间部位的应力逐渐增大,此深穴结构可以有效地改善其端部的“边缘效应”,避免轴承组过早发生疲劳失效.
針對螺桿鑽具中較易髮生失效的推力軸承組設計一種推力空心圓錐滾子軸承組結構.建立該軸承的有限元計算模型,確定閤理的滾子空心結構,得到一種深穴空心圓錐滾子結構.研究空心度和軸嚮載荷對軸承力學性能的影響.結果錶明:圓錐滾子宜採用等比空心結構,空心滾子耑部存在應力集中現象;空心度越大,滾子內壁上和沿軸嚮的等效應力分佈越不均勻,噹空心度小于65％時,滾子的等效應力變化較小;軸嚮載荷越大,滾子兩耑的應力集中現象越嚴重.隨著深穴深度和直徑增大,滾子耑部的應力逐漸減小,而中間部位的應力逐漸增大,此深穴結構可以有效地改善其耑部的“邊緣效應”,避免軸承組過早髮生疲勞失效.
침대라간찬구중교역발생실효적추력축승조설계일충추력공심원추곤자축승조결구.건립해축승적유한원계산모형,학정합리적곤자공심결구,득도일충심혈공심원추곤자결구.연구공심도화축향재하대축승역학성능적영향.결과표명:원추곤자의채용등비공심결구,공심곤자단부존재응력집중현상;공심도월대,곤자내벽상화연축향적등효응력분포월불균균,당공심도소우65％시,곤자적등효응력변화교소;축향재하월대,곤자량단적응력집중현상월엄중.수착심혈심도화직경증대,곤자단부적응력축점감소,이중간부위적응력축점증대,차심혈결구가이유효지개선기단부적“변연효응”,피면축승조과조발생피로실효.
