發(fā)布時(shí)間：2018-02-12 11:27

  本文關(guān)鍵詞： 球面浮動套軸承 復(fù)合偏移 球面接觸 復(fù)合運(yùn)動 組合磨損　出處：《西南石油大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：針對目前國際石油行業(yè)局勢動蕩,為了節(jié)約鉆井成本,各石油鉆井公司對鉆頭的使用壽命要求越來越高�；瑒虞S承的性能對于牙輪鉆頭的使用壽命至關(guān)重要,而潤滑與磨損作為提高軸承性能和壽命的關(guān)鍵因素,一直是眾多牙輪鉆頭滑動軸承學(xué)者著重研究的內(nèi)容。牙輪鉆頭球面浮動套軸承是一種應(yīng)用于石油天然氣開采領(lǐng)域的新型軸承,該軸承在普通浮動套軸承的基礎(chǔ)之上,將外接觸設(shè)計(jì)成為一個(gè)球面配合,此舉不僅保留了普通浮動套軸承的雙油膜機(jī)制,而且及其有效的增加了外球面接觸副的接觸面積,同時(shí)具備了球面配合的自調(diào)心功能。本文以新型牙輪鉆頭球面浮動套軸承為研究對象,研究了其潤滑與摩擦磨損的規(guī)律,取得的主要成果如下:(1)根據(jù)徑向滑動軸承潤滑理論,在牙輪鉆頭RB型潤滑脂潤滑狀態(tài)下,建立了基于球坐標(biāo)系的牙輪鉆頭球面浮動套軸承內(nèi)外油膜雷諾方程,推導(dǎo)了兩種偏移的內(nèi)外油膜厚度方程,討論了壓差對邊界條件的影響,并進(jìn)行了模型求解方法的研究,為研究牙輪鉆頭球面浮動套軸承奠定了理論基礎(chǔ)。(2)在求得的球面浮動套軸承內(nèi)外油膜理論基礎(chǔ)上,進(jìn)行了徑向偏移與復(fù)合偏移的對比分析,得出復(fù)合偏移對于軸承的性能具有消極影響的結(jié)論,因此牙輪鉆頭球面浮動套軸承在工作過程中應(yīng)盡量避免復(fù)合偏移.,討論了特殊邊界條件的影響,得出特殊邊界條件能夠整體提高內(nèi)外油膜承載力,并且特殊邊界條件更為符合牙輪鉆頭工況。同時(shí),在特殊邊界條件下研究了多種不同參數(shù)對油膜壓力的影響規(guī)律。(3)采用適用于球面協(xié)調(diào)接觸的Fang接觸理論,對牙輪鉆頭球面浮動套軸承進(jìn)行球面接觸分析,并討論了外載荷、半徑間隙、材料等參數(shù)對于接觸的影響。(4)推導(dǎo)出了在復(fù)合運(yùn)動下牙輪鉆頭球面浮動套軸承組合磨損數(shù)學(xué)模型,該模型可適用于包含振動等復(fù)雜工作條件的牙輪鉆頭球面浮動套軸承磨損計(jì)算,可彌補(bǔ)浮動套軸承現(xiàn)有磨損公式僅考慮旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的不足,為浮動套軸承摩擦理論計(jì)算提供一定的參考。
[Abstract]:In view of the instability of the international petroleum industry, in order to save the drilling cost, the service life of the bit is demanded more and more by the oil drilling companies, and the performance of the sliding bearing is very important to the service life of the cone bit. Lubrication and wear are the key factors to improve the bearing performance and service life. The spherical floating sleeve bearing of the cone bit is a new type of bearing applied in the field of petroleum and natural gas exploitation, which is based on the ordinary floating sleeve bearing. The outer contact is designed as a spherical fit, which not only preserves the double oil film mechanism of the ordinary floating sleeve bearing, but also effectively increases the contact area of the outer spherical contact pair. At the same time, it has self-regulating heart function with spherical fit. This paper takes the spherical floating sleeve bearing of a new type of roller bit as the research object, studies its lubrication and friction and wear laws. The main results obtained are as follows: 1) according to the lubrication theory of radial sliding bearing, Under the condition of RB grease lubrication of cone bit, the Reynolds equation of oil film inside and outside bearing of spherical floating sleeve bearing of roller bit is established based on spherical coordinate system, two kinds of offset equation of inner and outer oil film thickness are deduced, and the influence of pressure difference on boundary condition is discussed. The model solving method is studied, which lays a theoretical foundation for the study of spherical floating sleeve bearing of cone bit. On the basis of the obtained theory of oil film inside and outside of spherical floating sleeve bearing, a comparative analysis of radial migration and compound migration is carried out. It is concluded that compound migration has a negative effect on the bearing performance. Therefore, the bearing with spherical floating sleeve of cone bit should avoid compound offset in the working process, and the influence of special boundary conditions is discussed. It is concluded that the special boundary conditions can improve the internal and external oil film bearing capacity, and the special boundary conditions are more in line with the working conditions of the cone bit. Under special boundary conditions, the influence of various parameters on oil film pressure is studied. (3) the spherical contact analysis of spherical floating sleeve bearing of cone bit is carried out by using Fang contact theory, which is suitable for spherical coordinated contact, and the external load is discussed. The influence of radius clearance, material and other parameters on contact. (4) the mathematical model of combined wear of spherical floating sleeve bearing of cone bit under compound motion is derived. The model can be applied to the wear calculation of spherical floating sleeve bearing of roller bit with complex working conditions such as vibration, and can make up for the deficiency that the existing wear formula of floating sleeve bearing only considers the rotation motion. It provides a certain reference for the calculation of friction theory of floating sleeve bearing.
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TE921.1

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本文編號：1505526