液力推力器花键联接结构优化设计

摘要

液力推力器具有水力柔性加压的特点,广泛应用于钻压不易施加的水平井、大位移延伸井等。液力推力器在工作时,关键部件花键联接结构的磨损较为严重,失效率高。针对该问题,笔者充分考虑芯轴所受轴向压力、径向压力、扭矩和位移载荷等多种因素作用,建立了花键联接结构瞬态接触的有限元模型。借助正交试验法设计实验方案,开展了花键联接结构的齿数、齿根圆角和内圆直径3个关键结构参数对其性能的敏感性分析。最后建立花键联接结构参数优化的数学模型,并采用SQR算法对数学模型进行优化。结果表明,优化模型相比初始模型有效降低了响应量数值,其综合指标值降低约24.9%。该研究为液力推力器的设计提供了理论依据。