牙轮钻头强化用YQ4堆焊层组织性能研究

利用自主开发Ni-Cr-B-Si-Cu合金粉研制了YQ4堆焊焊条,采用氧乙炔堆焊工艺制作了堆焊试样,利用剪切实验测试了堆焊层强度,冲击磨料磨损实验测试了试样的耐磨性,利用扫描电子显微镜观察了断口显微组织特征.实验结果表明:YQ4硬质合金堆焊层中过渡层组织细小,耐磨层中脆性硬质合金相上均匀分布了韧性微孔结构低熔点合金,硬质合金分布致密、均匀、多层堆垛,基体与过渡层以及硬质合金之间结合良好,平均剪切强度600 MPa,高于牙轮钻头工作要求,抗冲击磨料磨损能力提高近2倍,在组织与性能上都满足牙轮钻头齿面强化要求.     

牙轮钻头滑动轴承的接触有限元优化设计

以牙爪大轴颈和小轴颈的鼓形度为设计变量，以接触有限元分析的峰值接触压力为目标函数，以牙爪轴颈的体积不超过给定值作为约束条件，用接触有限元方法建立了牙轮钻头滑动轴承的优化设计模型。利用ANSYS软件进行接触有限元优化设计，优化结果表明：最优方案的峰值接触压力相对理想模型(无鼓形度)降低了34．6％，并且接触压力分布合理。     

单牙轮钻头研究

本文简述了单牙轮钻头的工作原理和工作特性，采用空间解析几何学的方法，毫无简化地，完整地建立了单牙轮钻头几何学和运动学基本方程，通过台架试验对牙单轮钻头轴承载荷进行了测试分析，并根据牙轮钻头运动基本方程编制了计算机仿真软件。采用本文的研究方法，能完成单牙轮钻头几何结构设计，性能设计，能在短时间作出许多设计方案的对比。     

钢齿牙轮钻头齿面强化复合堆焊实验研究

运用自制的包含金属化的金刚石和硬质合金复合堆焊焊条,以O2-C2H2焰为焊接热源进行堆焊,制备了含有金刚石的复合堆焊层.采用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜、材料性能实验机、动载磨料磨损实验机等实验手段和方法进行了金刚石表面和复合堆焊层形貌分析,堆焊层与基体的结合强度及堆焊层在动载荷条件下耐磨损性能的测试.研究表明:金刚石经过金属化处理后表面具有一定的金属性和浸润性,通过一定堆焊工艺在钢齿牙轮钻头齿面形成了组织致密均匀、硬质点与基体熔合良好的强化层,其抗剪强度达到了625 MPa,磨损量减少了10%～70%,延长了钻头的使用寿命.     

单牙轮钻头轴承接触应力分析

采用Pro／M分析软件，利用接触问题的有限元法，对单牙轮钻头轴承内接触受力做了进一步的分析和研究。对轴承内应力的分布，轴向栽荷与径向载荷的关系，钻头结构参数、钻压与接触应力和接触面积的关系作了论述，得出了轴颈上接触应力的分布规律曲线，提出了轴承设计应注意的问题。     

牙轮钻头滑动轴承材料磨损性能的正交试验

要保证牙轮钻头在高转速下的使用寿命，关键在于轴承，严重的粘着磨损即胶合，是牙轮钻头滑动轴承主要的失效形式，本文针对一系列可供选择的滑动轴承材料，以正交试验讨论了其相互配磨的摩擦系数与磨损量，为选择和配用滑动轴承材料提供了依据，试验分析知，经ＣＶＯ处理的硬质合金与硬质合金配磨时其摩擦系数较小，配磨副之间的磨损量最小，是理想的硬对硬滑动轴承材料，若为提高抗胶合性，则应选铅基巴氏合金等等。     

三牙轮钻头滑动轴承失效分析

三牙轮钻头轴承的使用寿命直接决定了钻头的寿命。为了弄清三牙轮钻头轴承的失效形式、原因及机理,进一步提高三牙轮钻头轴承的寿命,分别对现场失效的三牙轮钻头轴承进行宏观和微观分析。结果表明,密封系统失效是轴承失效的主要原因之一。同时,轴承所受栽荷过大且分布不均,温度过高导致材料表面金属强度和耐磨性降低,以及轴承与牙轮之间配合间隙过大,工作时晃动导致受力不均等原因也是造成牙轮钻头轴承的快速失效的主要原因。     

新型材料在牙轮钻头轴承中的应用

在分析钻头轴承系统工件条件的基础上,提出了钻头轴承材料应具备的基本性能。通过对国产新型耐磨材料的物理机械性能的分析,模拟钻井工况的材料磨损对比试验的研究,以及与新材料相适应的轴承结构的设计分析,本文得出:与现有金属付轴承相比,各种超硬材料的轴承付均能更好地适应钻头的工况,其中尤以人造聚晶金刚石耐磨性最好。结构合理、加工性好,能充分发挥新材料性能优势的材料复合型轴承将会成为未来钻头轴承的最佳竞争者。     

高速牙轮钻头轴承密封副设计与有限元分析

用于石油天然气勘探开发的牙轮钻头轴承润滑密封系统的寿命，在很大程度上决定了钻头的使用寿命。为了提高轴承密封的可靠性，根据其工作的摩擦学特性，通过有限元分析，对钻头轴承端面—径向组合密封的结构进行了分析研究，据此设计了新型密封副。理论与实践证明，采用该新型组合密封结构能适应高速牙轮钻头轴承密封的发展需要。     

牙轮钻头强化主动保径结构的研究

对现有常规钻头进行了保径部位失效分析和切削结构分析，研究了国内外牙轮钻头的保径结构，在此基础上提出了一种强化主动保径结构。根据研究成果完成了强化主动保径牙轮钻头的设计、试制和现场试验，现场试验证实了该强化保径结构能够提高牙轮钻头的机械钻速。     

牙轮钻头轴承力学分析系统的构筑——滚动轴承滚子接触应力分析

本文就三牙轮钻头滚动轴承滚子与外圈之间的接触应力进行了详细的分析,得出各种类型轴承滚子的接触应力分析情况。     

三牙轮钻头的计算机仿真模型

本文将牙轮钻头上各牙齿置于易于描述的坐标系下，通过坐标变换方法，实现了各牙齿的空间位置变换。在钻头几何学和运动学的基础上，建立了随钻运动的牙轮钻头的计算机仿真模型。     

高速列车轴承的发展趋势

随着铁路列车的高速化,轴承作为高速列车的关键部件,其性能及可靠性越来越受到关注.文章介绍了高速列车的发展历程、轴承在列车上的主要应用,并对列车轴承的发展趋势进行了分析,这些新趋势将更好的满足未来铁路用车辆轴承的需求.零件制造商需要设计新产品,进一步提高车辆轴承的性能,不断扩大其运行条件和环境的范围.     

牙轮钻头以车代磨加工工艺研究

介绍了石油钻井用三牙轮钻头的结构特点和工作原理。分析了牙轮钻头目前采用的加工方法和工艺特点,着重分析了三牙轮钻头主要零件牙轮的内孔、二止推面采用常规磨削加工工艺方法存在的问题;并从加工机床、刀具材料的性能及选择、切削用量的选择、切削液的性能以及安装定位等方面对采用以车代磨加工工艺方法进行了分析研究。现场统计数据资料表明,采用以车代磨加工工艺方法生产的牙轮钻头,不仅降低了加工成本,而且使钻头的使用寿命有大幅度提高,进一步说明采用以车代磨的加工工艺方法的合理性和实用价值。     

高速滚动轴承动态特性的粗糙效应分析

耦合部分弹性流体动力润滑理论建立了高速圆柱滚子轴承动力学模型,着重分析了轴承元件表面粗糙效应对高速圆柱滚子轴承元件动态运动特性的影响,提出了考虑粗糙效应的轴承动态分析方法并得到了实验的支持     

工件表面电沉积硬铬扩散强化技术

介绍了工件表面快速电沉积硬铬层及采用感应加热使硬铬层铬元素向基体扩散，以提高工件表面硬度和耐磨性。除此之外，经微观分析可见，强化层和基体形成牢固的冶金扩散层。对涂层的组织性能研究表明，涂层具有较高的硬度和耐磨性。     

滚动轴承滚动体板单元模拟的边界元法

在三维弹性接触边界元法基础上,采用不同形状板单元描述中间滚动体,并置于内环上,从而将多物体接触问题简化成两物体接触问题。对于板单元的弹性变形,用Hertz接触公式,将其变形以等效间隙代入总体矩阵方程中,从而获得轧机滚动轴承负荷特性的三维分布。本方法具有计算模型直观,简单和较高的计算精度,因而成为设计和分析轧机滚动轴承负荷特性的有效数值方法。     

软地层牙轮钻头台架试验研究

本文对２１５．９ＸＨＰ２５—１型和２１５．９ＨＰＺ型软地层三牙轮钻头钻资中砂岩和嘉一灰岩，进行了大量的室内物理模拟试验，通过数据采集和数据处理系统得出了这两种钻头扭矩、机械钻速随钻压的变化关系以及其平均传动比，为这两种软地层钻头的改进和设计提供了重要的试验数据。     

滚动轴承摩擦力矩的弹性流体动压润滑计算

探讨了滚动轴承摩擦力矩的弹性流体动压润滑计算 ,并通过实例计算证实其正确性。