螺杆钻具挠性轴强度校核及干涉量计算

螺杆钻具挠性轴设计中的两个主要问题是强度校核和干涉量计算。应用纵横弯曲梁柱理论求解挠性轴的弯矩及变形量，应用数值计算法研究挠性轴自身惯性力对挠性轴的最大弯矩及变形量的影响，计算结果表明，在挠性轴较长时，影响较大，不能忽略不计。挠性轴强度校核主要是校核疲劳强度，为此提出了合理设计挠性轴的原则，即挠性轴的疲劳强度应取决于扭转疲劳强度。若疲劳强度取决于弯曲疲劳强度，则可增加挠性轴的长度，且挠性轴最佳直径为满足强度要求的最小值。为确保挠性轴的使用安全性，给出了干涉量计算式。     

螺杆钻具挠性轴结构改进分析

通过对现有某型号螺杆钻具挠性轴的结构尺寸分析,建立了挠性轴受力分析的有限元模型。有限元分析结果发现:原始挠性轴过渡区结构不合理,在过渡区存在应力集中现象。研究了挠性轴过渡区倒圆半径与应力集中系数的关系,得出了挠性轴上过渡区倒圆半径大于150mm时,可以消除应力集中现象的结论;同时研究了挠性轴直径、长度结构变化与提高挠性轴寿命的关系,提出了螺杆钻具挠性轴结构改进的3种可行方案,这3种方案均可消除挠性轴上的应力集中,为挠性轴寿命的提高提供了理论依据。     

不同裂纹构形下挠性轴疲劳寿命可靠性分析

针对螺杆泵挠性轴在使用中频繁发生断裂这一问题,用概率分析方法有针对性地给出其安全使用概率与寿命之间的关系.在计算挠性轴疲劳裂纹扩展寿命过程中,考虑不同裂纹构形的影响,同时考虑几种主要参数的不确定性因素:初始裂纹长度、工况载荷、断裂韧度、裂纹扩展速率等,针对随机参数的分布特征,对其进行模拟实际操作工况抽样,应用Monte Carlo数值计算方法计算挠性轴寿命,得出可靠度随时间变化规律曲线.通过对计算结果的分析,找出了挠性轴设计中存在的问题,并提出了相应的改进意见.     

螺杆钻具挠性轴力学模型建立及主控因素敏感性分析

挠性轴是螺杆钻具中的关键零部件，也是易失效件之一。针对挠性轴常见的失效特征，结合具体工况，建立了力学模型和有限元计算模型，通过大量的数值计算，研究了挠性轴主控因素对整体应力水平的敏感性，并根据计算结果进行了结构优化。计算结果表明，优化方案可大幅度降低挠性轴的整体应力水平。     

关于挠性轴计算问题的讨论

本文利用Laplace变换获得了挠性轴在螺旋弯曲状态下的变形与应力计算公式.根据实例计算发现现有挠性轴寿命极短的主要原因在于轴的强度不够.这一观点,有可能使螺杆钻具与螺杆泵的寿命短的现状有所改善.     

单螺杆式水力机械用拉伸状态下挠性轴的强度计算和设计方法

分析了单螺杆式水力机械用的拉伸状态下挠性轴的受力情况，得到了挠性轴的曲线方程和弯矩方程，所得结论与受压状态下的不同，同时也为拉伸状态下挠性轴的合理设计提供了一种方法。     

螺杆钻具和螺杆泵挠性轴的等应力设计

在给出挠性轴静动态研究的主要成果基础上，参照满应力设计准则，提出了挠性轴的等应力设计方法，这是通过调整受弯类构件的结构参数，实现构件各截面的相当应力趋于均衡的一种设计方法。详细介绍了未定结构型式的挠性轴的等应力设计方法与步骤，并应用修正的勒让德多项式作松弛因子，以加速迭代收敛过程。算例表明，等应力设计法不但可以降低挠性轴各截面的应力差值，而且还可较大幅度地减少轴用材料。     

挠性轴的应力计算

单螺杆泵(即MONO泵)的转子运动为行星运动,故传动轴至转子的传动多数使用万向轴,自75年开始逐渐推广以挠性轴代替万向轴的设计,以细长的挠性轴的横向变形适应行星运动的要求。它有制造简单和无磨损另件等优点。单螺杆油气混输泵(即锥形单螺杆油气混输泵—压缩机)的转子为定点运动,故其传动也需要用挠性轴。这两种泵的挠性轴的工作条件相似,仅边界条件不同。本文首先讨论单螺杆泵的挠性轴的应力计算,然后再讨论单螺杆油气混输泵的挠性轴。本来,前者可以作为后者的特例给出,但因前者的应用较多,分别讨论,可以使前者的应力计算避开更一般性的分析。     

螺杆钻具挠性轴断裂失效分析及预防措施

针对螺杆钻具挠性轴早期断裂失效频繁的问题，对典型失效样品进行了失效原因分析。提出了合理设计、制造、装配及使用应采取的预防措施。     

挠性陀螺地面测试仪设计

文章主要介绍挠性陀螺地面测试仪结构原理、功能组成及各部分设计等.挠性陀螺地面测试仪可以实现新型挠性陀螺各项指标的检测以及陀螺电机性能检测,完成挠性陀螺仪验收测试工作.该地面测试仪包括计算机采集软件、单片机控制程序及电路控制等部分.     

单牙轮钻头轴承载荷测试与分析

用带传感器的试验用单牙轮钻头，在改变轴倾角、钻压和转速的条件下进行钻头轴承载荷的台架试验，得到动载荷系数、轴向力、径向力、周向力、扭矩和牙轮传动比等数据。对实测和计算数据的分析表明，单牙轮钻头的动载荷系数基本不随钻压、转速和轴倾角变化，并且比三牙轮钻头低；轴向力和径向力随钻压的增加而增加，且受轴倾角的影响；周向力随扭矩的增加而增加；牙轮传动比小于１，基本不受钻压和转速的影响，但与轴倾角有关。有限元分析表明，轴承内部存在三个应力集中区域。     

QLB井下驱动螺杆泵系统的研制与发展前景

在吸收国内外井下驱动螺杆泵系统研究和试验成果的基础上,研制成功具有国际先进水平和自主知识产权的QLB井下驱动螺杆泵系统。该系统采用的关键技术包括:(1)采用新研制的双联行星齿轮减速器,可将螺杆泵的转速降到150～365 r/min,低于国外井下驱动螺杆泵的转速;(2)柔性轴设计独特,解决了螺杆泵偏心距大,负载重的难题;(3)采用双头螺杆泵,增大了泵的排量和扬程,可实现大泵深抽。该系统特别适用于含砂井、稠油重载荷油井采油。     

全厚式长寿命沥青路面轴载换算方法研究

以弹性层状体系理论为基础,结合壳牌土基容许顶面压应变公式,推导得到基于路基顶面压应变等效时轴载换算公式。应用路面结构计算程序Apbi,计算不同轴载、不同胎压作用下路基的顶面压应变。根据轴载换算等效原则。计算了基于路基顶面压应变的全厚式长寿命沥青路面结构在不同轴重、不同胎压下轴载换算指数。结果表明,不同胎压、不同轴重等情况对轴载换算指数的影响较小,各种情况下轴载换算系数的平均值为0.988;计算得到基于路基顶面压应变的轴载换算指数为4.94。分析结果可为今后全厚式长寿命沥青路面轴载换算指数的取值提供参考。     

同步式双螺杆泵螺杆的动力学分析

采用ANSYS内嵌的APDL语言建立了同步式双螺杆泵螺杆的三维有限元模型,并对模型进行划分网格,施加载荷和计算。获得了在额定载荷作用下单个螺杆的动态性能、模态、动态位移、动应力等动力学分析结果,为同步式双螺杆泵螺杆的设计制造和应用提供了必要的依据。     

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本文对自激振荡脉冲喷嘴振荡腔的几何尺寸进行寻优,发现腔室内腔长的几何尺寸对振荡效果的影响大于腔径的影响;对轴心压力衰减规律的探索,证明其有效喷距为喷嘴入口直径的9～15倍;设立的模型可以作为评价动态压力信号的波形特征、频率结构及能量分布的参考。     

涡轮钻具扶正轴承偏心运动分析

基于涡轮钻具扶正轴承偏心工作,研究了涡轮轴轴心、扶正轴承内圈圆和接触点的运动规律,以及反作用扭矩的变化。通过分析,发现扶正轴承内圈与轴的间隙配合与卡阻现象发生了较大关系,合理确定该配合关系是减轻卡阻现象的有效途径。当轴的刚度比较大或长度比较短时尤其要注意提高扶正轴承内圈与轴的间隙配合等级。