高速牙轮钻头金属浮动密封的实验研究

介绍了金属浮动密封机理及特点,用实验方法给出了设计牙轮钻头金属浮动密封的轴向压缩量δ,模拟牙轮钻头工况对金属浮动密封的密封性能进行了实验研究。实验结果表明,金属浮动密封能够有效地适应牙轮钻头振动工况,并在高速条件下具有漏失量小、摩擦热少、磨损轻微、寿命长等优点,为研制高速牙轮钻头提供了有效的密封设计参数。     

牙轮钻头变曲率滚动轴承的实验研究

牙轮钻头滚动轴承的失效主要是疲劳剥落,轴承的寿命与载荷3次幂或最大接触应力9次幂成反比。文内设计的变曲率滚动轴承可降低最大接触应力,并使各个受力滚子承载均匀。对比实验证实,这种新型轴承具有摩擦扭矩小,磨损量少和寿命长的优点。     

牙轮钻圆锥滚子轴承的结构设计

文中介绍的牙轮钻新结构 ,采用特殊的圆锥滚子轴承 ,即无内、外套圈 ,无保持架且满装滚子。对结构设计原理与步骤以及载荷分布算法等作了详细介绍。附图 5幅 ,参考文献 8篇     

牙轮钻头浮动套轴承的数值计算探讨

运用润滑理论，在稳态工作时，对牙轮钻头浮动套轴承进行力平衡、力矩平衡及摩擦功率损失的分析，在此基础上，对其内外间隙值、最优转速比进行数值计算，得出最优转速比，并从理论上证实了牙轮钻头浮动套轴承应采用内大外小间隙配置方式的试验结论。     

牙轮钻头浮动套轴承的机理研究

由于浮动套轴承的浮动套可以转动,降低了摩擦功率,从而可以提高牙轮钻头的转速.使浮动套转动的主要参数是浮动套的内、外间隙值.根据牙轮钻头轴固定,牙轮转动的工作特点,进行牙轮钻头浮动套轴承单元实验,发现按国内、外现用内小外大的间隙值配置参数,浮动套不会转动.通过对重载低速工况下的牙轮钻头浮动套轴承的润滑状态进行理论分析,得出属于混合润滑或边界润滑状态的结论.并证明全膜润滑状态下的浮动套轴承计算公式,不适用于牙轮钻头浮动套轴承,后者需考虑金属接触及弹性变形的影响,间隙配置应使外间隙远小于内间隙.实验结果与理论分析相一致.本文得出的间隙配置原则,可供牙轮钻头浮动套轴承设计使用.     

表面技术在牙轮钻头滑动轴承上的应用与试验

对国内外表面新技术在石油地质勘探用牙轮钻头滑动轴承上的最新应用进行了简要综述,指出通过轴承新材料合理选用并结合表面工程技术的应用将是提高牙轮钻头滑动轴承摩擦学性能如高转速性能的主要途径。在此基础上,笔者采用爆炸喷涂新技术对牙轮钻头滑动轴承进行表面强化处理及钻头轴承模拟试验,结果表明：渗碳钢与爆炸喷涂WC12Co配对摩擦副具有优异的抗咬合性能及摩擦学性能,有助于提高钻头滑动轴承高转速性能。SEM和EMA分析表明WC12Co涂层磨损机理是表面少量的WC颗粒脆性断裂、剥落,并有微裂纹;涂层的渗碳钢配对轮试件的磨损机理主要是涂层偶件表面硬微凸体造成的微切削和犁沟变形。同时伴有粘着机理存在。     

碟型密封圈的试验研究

牙轮钻头碟型密封圈具有其它轴向密封所不及的优点—单向密封性和自动调节压力平衡。本文通过模拟钻头工况的台架单元试验及分析,认为影响润滑油脂漏失量的主要因素是密封圈两侧的压力差、密封面接触比压、密封圈的线速度、轴向振动和牙轮密封面的光洁度。因此,合理控制上述因素可提高密封的可靠性及寿命。作者在实验的基础上导出控制漏失量的经验公式,可供钻头设计参考。     

新型高速牙轮钻头圆锥滚子轴承承载能力分析

研究了新型G8~1／2高速牙轮钻头圆锥滚子轴承承载能力。简化分析了圆锥滚子轴承满装型结构的平均Hertx接触应力，经计算，G8~1／2钻头的最大平均Hertz接触应力仅为现有G8~1／2XMP型钻头的三分之二。利用数值计算方法研究了圆锥滚子的非Hertz接触问题，结果表明圆锥滚子小端为高接触压力区，滚子两端接触压力的奇异性是钻头轴承疲劳失效的主要原因。同时提出提高轴承承载能力与使用寿命的措施：最有效的方法是对直母线圆锥滚子采用Lundberg凸型进行修型。     

在重载工况下“万灵霸”润滑油添加剂的抗磨性能对比试验

影响牙轮钻头轴承系统寿命的因素很多,除轴承结构、材料、加工工艺以及可靠的密封外,采用卓有成效的添加剂以减小摩擦磨损,也是提高轴承系统寿命的关键措施之一。因此,我们选用“万灵霸”添加剂配合在钻头现用润滑脂中进行模拟试验,对比其抗磨损性能,以期提高牙轮钻头轴承系统的寿命。试验结果表明,加入“万灵霸”全能高效添加剂后,平均减小磨损20.9％,证明该添加剂是有效的,不言而喻,在其它同类恶劣工况下使用该添加剂也必然有效。 一、“万灵霸”添加剂对比试验 1.试验目的 通过试验,对比分析现用钻头润滑脂加入“万灵霸”添加剂前后的抗磨损性能,作出评价。 2.试验方法     

牙轮钻头轴承结构改革探讨

作者通过对牙轮钻头工况、轴承受力状况以及轴承结构特点诸方现状分析,结合轴承单元强度和磨损实验结果,得出可从减小滚珠直径的结论,从而为改革钻头轴承结构探索出一条路子。