隨著國內(nèi)對石油、天然氣需求的增加,在進行油氣開采工作時對井下低速重載滾動軸承的性能要求也越來越高。井下低速重載滾動軸承作為井下鉆具的重要組成部分,其疲勞壽命制約了井下鉆具的工作效率和使用壽命。因此,能夠簡潔精確的計算井下低速重載滾動軸承的疲勞壽命,對滾動軸承結(jié)構(gòu)優(yōu)化和實際工作具有重要意義。本文以一種自主研發(fā)的固井設(shè)備中的井下低速重載滾動軸承為例子,并對滾動軸承的力學(xué)性能及疲勞壽命計算進行了研究,本文主要的研究內(nèi)容如下:1.基于實際工況建立適用于井下低速重載滾動軸承的接觸應(yīng)力模型。首先根據(jù)已有的非赫茲接觸理論及實際工況潤滑油狀態(tài),驗證井下低速重載滾動軸承的潤滑狀態(tài);其次針對井下低速重載滾動軸承的實際工況,分析非赫茲接觸理論模型與彈性流體動壓潤滑接觸應(yīng)力模型不適用的原因;最后利用非赫茲接觸應(yīng)力模型對彈性流體動壓潤滑接觸應(yīng)力模型進行了改進,得到更適用于實際工況的綜合接觸應(yīng)力模型。2.對Basquin方程改進的基礎(chǔ)上得到新的壽命模型。首先利用應(yīng)變硬化指數(shù)n的簡便確定方法對Basquin方程進行了改進,得到改進后的Basquin方程;其次利用綜合應(yīng)力模型得到實際工況下的應(yīng)力幅度;最后利用改進后的...

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
        1.1.1 井下低速重載滾動軸承簡介
        1.1.2 固井工藝介紹
        1.1.3 井下低速重載滾動軸承工況介紹
        1.1.4 井下低速重載滾動軸承失效形式
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 井下低速重載滾動軸承線接觸應(yīng)力研究現(xiàn)狀
        1.2.2 滾動軸承的疲勞壽命預(yù)測方法現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容與研究意義
    1.4 技術(shù)路線
第二章 井下低速重載滾動軸承的接觸應(yīng)力模型研究
    2.1 一種井下低速重載滾動軸承結(jié)構(gòu)介紹
    2.2 實際工況中軸承潤滑狀態(tài)分析
        2.2.1 基于非赫茲接觸理論的接觸應(yīng)力分析
        2.2.2 彈性流體動壓潤滑條件的確定
            2.2.2.1 軸承潤滑脂參數(shù)的確定
            2.2.2.2 LGHB2 軸承潤滑脂正常工況下運動學(xué)粘度的確定
            2.2.2.3 LGHB2 軸承潤滑脂正常工況下密度的確定
            2.2.2.4 滾動體與滾道接觸表面平均滾動速度的確定
            2.2.2.5 滾動體與滾道材料當量彈性模量的確定
            2.2.2.6 滾動體與滾道接觸表面當量半徑的確定
            2.2.2.7 形成彈性流體動壓潤滑條件的驗證
    2.3 井下低速重載滾動軸承綜合應(yīng)力模型
    2.4 本章小結(jié)
第三章 井下低速重載滾動軸承疲勞壽命計算
    3.1 基于S-N曲線的Basquin公式
    3.2 Basquin公式的改進
        3.2.1 傳統(tǒng)材料應(yīng)變硬化指數(shù)n的計算方法
        3.2.2 材料應(yīng)變硬化指數(shù)n的簡便確定
        3.2.3 基于Basquin方程的改進公式
    3.3 綜合應(yīng)力模型下的應(yīng)力幅度
    3.4 基于Basquin公式井下低速重載滾動軸承疲勞壽命的預(yù)測
        3.4.1 Basquin公式應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
        3.4.2 軸承疲勞壽命
    3.5 本章小結(jié)
第四章 井下低速重載滾動軸承疲勞壽命計算程序的開發(fā)
    4.1 井下低速重載滾動軸承疲勞壽命計算程序的研究
        4.1.1 疲勞壽命計算軟件編程語言的選擇
        4.1.2 疲勞壽命計算軟件的設(shè)計準則與研究重點
    4.2 疲勞壽命計算軟件的開發(fā)流程
    4.3 疲勞壽命計算軟件的設(shè)計與實現(xiàn)
        4.3.1 軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)子界面
        4.3.2 軸承外部結(jié)構(gòu)參數(shù)子界面
        4.3.3 軸承材料參數(shù)子界面
        4.3.4 軸承工況參數(shù)子界面
        4.3.5 潤滑油性能參數(shù)子界面
        4.3.6 井下低速重載滾動軸承疲勞壽命計算的程序?qū)崿F(xiàn)
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 研究總結(jié)
    5.2 研究展望
致謝
參考文獻
附錄



本文編號：3853168