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露天矿用钻机钻具接头螺纹接触分析

发布时间:2019-03-09 18:03
【摘要】:全液压露天矿用钻机已广泛应用于冶金、煤炭、石油等工业部门。我国相继开发并使用。露天矿用钻机在工作过程中钻具(包括动力头、钻杆、钻头)为其主要工作部件,需要频繁的拆卸。拆卸时经常发生粘扣现象导致拆卸困难,影响工作进度,造成严重浪费。因此研究钻具螺纹连接处的接触应力与等效应力的分布情况,进行优化,延长钻具的使用寿命,提高经济效益是十分必要的。本文以LWD-200B钻机为研究对象,应用有限元软件ANSYS,对五种不同牙型的螺纹进行接触分析,在考虑台肩影响下研究钻具螺纹连接处的接触应力与等效应力的分布情况,得到各应力分布规律,找发生破坏的原因。并探究了台肩受力和螺纹牙受力的关系。通过分析提出结构参数改进方案。并进行数值模拟。数值模拟结果表明,优化有效地改善了接头处应力分布集中现象,提高了螺纹抗疲劳强度。通过分析得出螺纹各应力分布规律,得到影响螺纹使用寿命的各种因素,并对其进行参数优化。为提高螺纹使用寿命及安全运行提供重要的理论指导。
[Abstract]:Fully hydraulic open pit drilling rig has been widely used in metallurgy, coal, petroleum and other industrial sectors. Our country has been developed and used one after another. Drilling tools (including power head, drill pipe, drill bit) are the main working parts of open-pit drilling rigs in the process of operation, so they need to be disassembled frequently. It is difficult to disassemble, which affects the progress of work, and results in serious waste. Therefore, it is necessary to study the distribution of contact stress and equivalent stress at the thread joint of drill tool, optimize it, prolong the service life of drill tool and improve the economic benefit. In this paper, the LWD-200B drilling rig is taken as the research object, the contact analysis of five different tooth profiles is carried out by using the finite element software ANSYS, and the distribution of the contact stress and the equivalent stress at the thread connection of the drill tool is studied under the influence of the abutment, and the distribution of the contact stress and the equivalent stress are studied. The distribution law of each stress is obtained, and the cause of failure is found. At the same time, the relationship between the stress on the shoulder and the force on the screw teeth is discussed. Based on the analysis, the improvement scheme of structural parameters is put forward. Numerical simulation was carried out. The numerical simulation results show that the optimization can effectively improve the stress distribution concentration at the joint and improve the fatigue strength of the thread. By analyzing the stress distribution rule of screw thread, the factors affecting the service life of thread are obtained, and the parameters are optimized. It provides important theoretical guidance for improving the service life and safe operation of screw threads.
【学位授予单位】:辽宁工程技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TD422.1

【参考文献】

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5 叶海舟;;大直径天井钻机钻杆螺纹失效分析及改进措施[J];采矿技术;2011年06期

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7 刘洋;李大彬;黄崇君;雷中清;李世彬;;钻杆螺纹的结构优化与有限元模拟[J];机械研究与应用;2011年02期

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本文编号:2437723

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