井眼軌跡控制工具組合軸承作為工具主軸的關(guān)鍵支撐零部件,其疲勞壽命直接影響工具的工作性能。本文以兩副推力調(diào)心滾子軸承和一副調(diào)心滾子軸承形成的球面調(diào)心組合軸承為研究對(duì)象,分別采用靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析方法研究了不同的載荷作用下,滾子與滾道的接觸載荷,分析了載荷與結(jié)構(gòu)因素對(duì)組合軸承壽命的影響,并將兩種方法分析所得的組合軸承壽命進(jìn)行了對(duì)比分析,研究?jī)?nèi)容如下:分析了組合軸承在工具中的作用,結(jié)合原理樣機(jī)中的組合軸承實(shí)物,忽略了非關(guān)鍵尺寸,建立了組合軸承幾何模型;在靜力學(xué)分析過(guò)程中,考慮組合軸承兩側(cè)碟形彈簧的影響,分析了組合軸承所受軸向力與碟形彈簧壓縮量之間的相互關(guān)系,建立了組合軸承物理模型;采用Stribeck最大滾動(dòng)體載荷估算公式以及Palmgren軸承位移估算公式,研究了組合軸承內(nèi)部各個(gè)軸承的載荷,建立了組合軸承數(shù)學(xué)模型;通過(guò)假設(shè)組合軸承中各軸承徑向位移相同,建立了組合軸承位移協(xié)調(diào)條件,探討了軸向位移與徑向位移的關(guān)系。采用單一變量法,通過(guò)Matlab計(jì)算了組合軸承內(nèi)部各載荷的關(guān)系,研究了結(jié)構(gòu)參數(shù)（碟形彈簧類型、碟形彈簧預(yù)壓縮量及調(diào)心滾子軸承徑向游隙）對(duì)內(nèi)部載荷的影響規(guī)律,為疲勞壽命計(jì)算分析奠定基礎(chǔ)... 

【文章來(lái)源】：長(zhǎng)江大學(xué)湖北省

【文章頁(yè)數(shù)】：79 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

井眼軌跡控制工具基本工作原理

圖 2-2 組合軸承實(shí)物圖Figure2-2 Actual picture of combined bearing常規(guī)鉆進(jìn)工況中，井眼軌跡控制工具偏心機(jī)構(gòu)不工作，所以主軸不。此時(shí)組合軸承僅僅起到支撐工具主軸旋轉(zhuǎn)的作用。在這種狀態(tài)下組合軸承的載荷僅僅是工具主軸重力的徑向分量。而在工具完全水，組合軸承也不會(huì)因?yàn)楣ぞ咧鬏S的重量對(duì)工作性能造成大的影響。在造斜工況中，井眼軌跡控制工具的偏心機(jī)構(gòu)會(huì)使得工具主軸徑向的偏轉(zhuǎn)。這種工況下，組合軸承要同時(shí)支撐主軸的旋轉(zhuǎn)和偏轉(zhuǎn)。工轉(zhuǎn)時(shí)，組合軸承是依靠?jī)啥送屏φ{(diào)心滾子軸承滾動(dòng)體形成的外球面承滾動(dòng)體形成的內(nèi)球面共同支撐的，下節(jié)會(huì)做說(shuō)明。此種受力狀態(tài)內(nèi)部的調(diào)心滾子軸承內(nèi)圈和軸承墊圈由于與工具主軸緊密接觸咬合主軸一起偏轉(zhuǎn)，類似于球鉸的作用。主軸的偏轉(zhuǎn)就是在組合軸承形于球鉸結(jié)構(gòu)的支撐下發(fā)生偏轉(zhuǎn)的。而在這種工況下，工具主軸的變承要承受更大的徑向載荷，從組合軸承內(nèi)部各軸承滾子與滾道的接

圖 2-3 組合軸承三維模型Figure2-3 Three-dimensional model of combined bearing據(jù)組合軸承的實(shí)物圖，為后續(xù)理論計(jì)算和仿真分析做基礎(chǔ)，orks 建立了組合軸承的理論模型，三個(gè)軸承直接調(diào)用設(shè)計(jì)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)件，模型尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)，得到的三維模型如圖 2-3 所示。2.2 組合軸承簡(jiǎn)化理論模型眼軌跡控制工具在實(shí)際工作時(shí)，會(huì)同時(shí)承受鉆壓、扭矩以及偏置力軸承支撐工具主軸的旋轉(zhuǎn)和偏轉(zhuǎn)，承受載荷的作用，在此須建立組模型來(lái)計(jì)算其內(nèi)部載荷分布。由于組合軸承在實(shí)際工作中工況復(fù)雜模型的建立和后續(xù)的簡(jiǎn)化計(jì)算，需做出以下假設(shè)：1）不考慮鉆井液和溫度對(duì)組合軸承旋轉(zhuǎn)和偏轉(zhuǎn)的影響；2）組合軸承為剛性支撐，忽略其變形；3）組合軸承形成類似球承座的結(jié)構(gòu)，兩端推力調(diào)心滾子軸承形成支間調(diào)心滾子軸承形成支撐內(nèi)球面。

【參考文獻(xiàn)】：
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