牙轮钻头空心圆柱滚子轴承热力耦合分析

摘要：

根据轴承接触力学和传热学理论,建立了牙轮钻头空心圆柱滚子轴承的热力耦合计算模型,分析了其温度、应力与变形分布,并研究了空心度、钻压、摩擦因数、转速、润滑脂温度和井温参数对轴承热力耦合场的影响.结果表明:牙轮钻头空心圆柱滚子轴承系统的最高温度出现在止推轴承上,最大等效应力发生在牙爪轴颈上,最大位移发生在牙轮上,最大接触应力发生在空心滚子接触副上;随着空心度的增大,空心滚子的最高温度、最大接触应力和最大变形均逐渐减小,而最大等效应力呈现出先减小后增大的趋势,空心度为55％的空心滚子等效应力最小;轴承各部件的温度、应力与变形均随钻压、摩擦因素、转速、润滑脂温度和井温的增加而增大.研究结果可为牙轮钻头轴承的设计和优化提供参考,对牙轮钻头在高温深井中的使用具有借鉴作用.

关键词：牙轮钻头、滚动轴承、热力耦合、有限元、温度场、应力

所属期刊栏目：38

分类号：TE921.1(石油机械设备与自动化)

资助基金：国家自然科学基金项目51474180,四川省科技创新苗子工程2014-025项目资助.The project supported by the National Natural Science Foundation of China No.51474180,and the Science and Technology Innovation Talent Engineering Project of Sichuan Province No.2014-025.

在线出版日期：2017-01-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：1294-1299