旋转尾管悬挂器轴承结构优化与滚子母线修形研究

发布时间：2025-01-14 03:21

　　随着尾管固井技术的广泛应用,对旋转尾管悬挂器等固井设备的性能要求在不断提升。我国自主研发的旋转尾管悬挂器轴承多为推力圆锥滚子轴承,在实际工作过程中,该类型轴承的性能受到井下工作空间与自身元件结构尺寸的制约。对轴承进行改进的主要方法有通过改进轴承元件尺寸来对轴承性能进行优化,另一个主要的方法是对滚子进行修形设计,使应力在滚子-滚道接触表面沿轴向均匀分布,降低最大接触应力值,避免产生或降低“边缘效应”来提升轴承寿命。本文以某自主研发尾管悬挂器轴承为对象,通过结构优化及滚子母线修形方式对该类型轴承性能进行优化。本文的主要研究内容如下:(1)基于非支配排序遗传算法对旋转尾管悬挂器轴承结构参数进行多目标优化设计。以滚子数作为设计变量,以轴承的承载能力、疲劳寿命与磨损寿命为优化目标,在不改变轴承整体结构的前提下,综合工况考虑后,对轴承元件的尺寸参数进行了改进。(2)提出旋转尾管悬挂器轴承滚子带有母线修形参数的载荷-形变拟合公式。首先基于非赫兹型接触理论,建立了旋转尾管悬挂器轴承的接触应力与接触变形分析模型,并利用Matlab进行编程求解;其次利用有限元仿真对模型进行了验证;最后利用多元线性回归拟合函...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1技术路线图

9图1-1技术路线图

图2-1旋转尾管悬挂器轴承结构

11在多目标优化问题中，如果存在两个解向量x与y，对于i=1,2，……，n，有Fi(x)<Fi(y)成立，并且对于至少一个目标方程F(x)，存在Fj(x)<Fj(y)，那么我们就称y受到x的支配。如果解向量空间里面的一个向量没有被该空间内其他任何向量支配，那么这个向量就可以被称为....

图2-2单滚子结构示意图

12图2-2单滚子结构示意图图中各个标注所代表含义：r——轴承内半径；r——轴承外半径；H——轴承高度；B——轴承挡圈壁厚；b——滚子安全距离；D——滚子小端直径；D——滚子大端直径；L——滚子长度；β——滚子半倾角；α——滚子接触角。单个滚子示意图如图2-2所示,由于旋转尾管悬....

图2-4母线长度与滚子大端直径差值关系

本文编号：4026328