螺杆钻具多列推力轴承力学及运动特性分析

摘要

针对螺杆钻具推力轴承易失效的问题,根据Hertz接触理论,利用有限元数值模拟技术建立了推力轴承接触模型,分析了多层向心推力球轴承的力学及运动特性.分析结果表明,螺杆钻具多列向心推力球轴承能有效地分担轴向载荷,每层轴承的各个滚球受力相对均匀;轴承上、下两端的内圈、外圈及滚球所承受的载荷较大,最容易破碎,建议两端使用更高性能材料,以延长推力轴承整体寿命;推力轴承每层滚球运动规律基本一致,外圈与滚球之间以滚动摩擦为主,而内圈与滚球之间存在滚动与滑动的复合摩擦,因此内圈的磨损更为严重.该项研究成果揭示了螺杆钻具推力轴承的承载特性及运动规律,为推力轴承的失效分析及结构改进提供了理论依据.