牙轮钻头用深穴空心滚子轴承的数值研究
张杰1
梁政1
韩传军1
冯定2
1.西南石油大学机电工程学院,成都6105002.长江大学机械工程学院,荆州434023
摘要：牙轮钻头中轴承系统与硬质合金镶齿钻头牙齿的寿命不匹配,成为制约其使用寿命的一个重要因素.为此,在牙轮钻头用空心圆柱滚子轴承的基础上,设计了一种深穴空心滚子轴承,除了具备空心结构滚子的优点外,避免了在滚子端部出现应力集中现象.同时,建立了不同结构滚子轴承的有限元模型,进行了应力分析,并研究了深穴深度和深穴直径对滚子力学性能的影响.结果表明:深穴空心滚子的力学性能优于实心滚子、空心滚子和深穴滚子;随着深穴深度和深穴直径的增大,滚子两端的等效应力和接触应力逐渐减小,而中间部位的应力却逐渐增大;以215.9 mm牙轮钻头滚动轴承为例,建议其深穴直径为7 mm,深穴深度为2 mm较为适宜.最后,设计了一种填充式复合滚子轴承,可以有效地提高轴承的疲劳寿命,建议在钻进过程中可以根据不同地层合理选择轴承滚子结构.
关键词：牙轮钻头滚动轴承深穴空心滚子有限元应力集中疲劳寿命
分类号：TE921.1(石油机械设备与自动化)
论文发表日期：2014-01-01
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
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