牙轮钻头弹性球面浮动套轴承的设计与优化

作者：何畏; 肖祥; 陈波; 孙春梅; 陈洋; 贺军超

来源：工程设计学报, 2015, 22(06): 607-612.

• 牙轮钻头
• 球面浮动套
• 开口槽
• 边缘效应
• 修形

针对现有牙轮钻头浮动套轴承存在的偏转问题和严重应力"边缘效应",设计了一种新型的弹性球面浮动套轴承.通过有限元方法对球面和平面浮动套的力学性能进行对比分析,并研究了矩形、椭圆形、圆形、三角形四种槽的中间修形对球面浮动套内外接触线上等效应力影响,优化了槽的尺寸.结果表明:球面浮动套的力学性能优于平面浮动套,但2种浮动套都存在严重的应力"边缘效应";通过中间修形有效改善了浮动套应力"边缘效应",其中圆形槽的效果最好且便于加工;当圆形槽半径R=0.6mm、圆心到内外表面的距离比a/b=19/21时,内外接触线上的最大等效应力之差减小到8.91 MPa,较优化前降低33.3%,减缓轴承局部过早发生疲劳失效.

• 出版日期2015
• 单位石油大学机电工程学院