石油鉆機用萬向聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩的特性

   石油鉆機采用的萬向聯(lián)軸器一般均為雙十字軸式,常采用對中排列或Z型排列,其承受的工況為重載荷、中低速度,軸間角一般不大于12°。根據(jù)石油鉆機的工作理論,對聯(lián)接各種工作機的萬向聯(lián)軸器較大工作轉(zhuǎn)矩計算公式進行了分析和確定;據(jù)此,對用于各種鉆機不同場合的萬向聯(lián)軸器較大工作轉(zhuǎn)矩做了定量計算。石油鉆機用萬向聯(lián)軸器通常使用的場合是,柴油機與變矩器之間、傳動箱之間、傳動鉆井泵和轉(zhuǎn)盤。研究了軸間角和轉(zhuǎn)速對萬向聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩的影響,并對影響程度做了定量分析。對石油鉆機現(xiàn)用萬向聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩進行了全 面校核,揭示了其蘊含的轉(zhuǎn)矩平安系數(shù)。石油鉆機用萬向聯(lián)軸器給出的許用轉(zhuǎn)矩具有較大平安系數(shù),只要根據(jù)較大轉(zhuǎn)矩值小于許用轉(zhuǎn)矩值來選擇相應(yīng)型號的萬向聯(lián)軸器,可平安工作。

目前國產(chǎn)石油鉆機上所用的萬向聯(lián)軸器有W型、WB型和WC型三種,用得較多的是W型,主要由一個花鍵叉頭、一個壓配合叉頭和一根一端有可在花鍵叉頭內(nèi)滑動的花鍵而另一端與壓配合叉頭過盈配合的花鍵軸所組成,叉頭通過裝在上面的十字軸與需聯(lián)接軸的法蘭叉頭相聯(lián)。WB型和WC型結(jié)構(gòu)與W型基本相同,但WB型和WC型的連接法蘭處變加了平鍵。而WC型十字軸與叉頭聯(lián)接處采用整體軸承座式,其結(jié)構(gòu)緊湊。但無論哪種結(jié)構(gòu)型式,與設(shè)計和選用密切相關(guān)的有轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和軸間角三個參數(shù)。轉(zhuǎn)矩問題,由于萬向聯(lián)軸器在石油鉆機不同工作機的聯(lián)接處使用,有其性,須進行研究和確定。著重探討石油鉆機用萬向聯(lián)軸器的較大工作轉(zhuǎn)矩和許用轉(zhuǎn)矩的確定問題。研究的思路是:根據(jù)石油鉆機的工作理論,確定出用于聯(lián)接各種工作機的萬向聯(lián)軸器的較大工作轉(zhuǎn)矩的計算公式;對用于各種鉆機上不同場合的萬向聯(lián)軸器的較大工作轉(zhuǎn)矩進行計算;研究軸間角和轉(zhuǎn)速的變化對萬向聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩的影響,定量分析影響程度;對現(xiàn)用萬向聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩進行全 面校核,揭示其蘊含的轉(zhuǎn)矩安 全系數(shù)。通過研究,希望對石油鉆機用萬向聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩特性有一個比較全 面的了解,為石油鉆機用萬向聯(lián)軸器標準的制訂打下基礎(chǔ),較大工作轉(zhuǎn)矩的確定提供了用于石油鉆機部分工作機的萬向聯(lián)軸器較大工作轉(zhuǎn)矩的計算公式,因傳動轉(zhuǎn)盤的萬向聯(lián)軸器的較大工作轉(zhuǎn)矩比較,所以需根據(jù)主參數(shù)法求得。

較大工作轉(zhuǎn)矩的計算方法(1)聯(lián)接柴油機輸出的萬向聯(lián)軸器較大工作為了解給出的許用扭矩的穩(wěn)妥性究竟多大,依據(jù)聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)、材質(zhì)和幾何尺寸,用強度理論對幾種萬向聯(lián)軸器的十字軸、花鍵和叉頭等主要承載部件做了分析校核,求得了各自蘊含的安 全系數(shù)。十字軸的材料為20CrMoTi,表面經(jīng)滲碳處理,主要校核其軸徑與軸肩結(jié)合處的彎曲強度,在校核中考慮了軸間角引起的附加彎矩的影響?；ㄦI的失效主要是工作面被壓潰(靜聯(lián)接)或工作面過度磨損(動聯(lián)接),因此主要校核其工作面上的擠壓應(yīng)力和工作面上的動壓力。萬向聯(lián)軸器的花鍵材料一般為中碳合金鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理,型式為矩形花鍵。叉頭為鑄鋼件,材料一般為35CrMo,它與十字軸組成聯(lián)接支承,故在工作中叉頭體受到由支承反力引起的彎曲和剪切應(yīng)力。分析可知,危險截面一般在與十字軸軸孔中 心線成45°處,故可求出該處的較大應(yīng)力并作強度校核。此外,還需校核十字軸軸承的工作壽命。經(jīng)過分析計算,求得了W型萬向聯(lián)軸器各主要承載部件在許用轉(zhuǎn)矩下所具有的強度安 全系數(shù)。