基于載荷譜的石油鉆機轉(zhuǎn)盤傳動齒輪疲勞壽命研究.pdf

1、石油鉆機轉(zhuǎn)盤傳動齒輪的疲勞壽命是評價石油鉆機整體性能的重要指標之一。鉆機轉(zhuǎn)盤工作環(huán)境極其復(fù)雜，常處于各種未知沖擊與重載等環(huán)境下工作，預(yù)測并計算其壽命相當重要。疲勞壽命的計算一般釆用綜合疲勞試驗臺進行測試或物理樣機破壞試驗，不但耗時長、費用高，而且在設(shè)計階段無法預(yù)測出其疲勞壽命。分析國產(chǎn)轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)的動力特性，計算轉(zhuǎn)盤齒輪的疲勞性能對于優(yōu)化轉(zhuǎn)盤驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計，改善國產(chǎn)鉆井機的綜合性能，提升國產(chǎn)鉆井機的競爭力意義重大。
　　本文以目前國內(nèi)

2、最大轉(zhuǎn)盤 ZP495為對象，利用聯(lián)合仿真技術(shù)對典型的理論工況下鉆機轉(zhuǎn)盤齒彎曲輪疲勞壽命進行了仿真分析，具體做了以下幾項工作：
　　運用 PRO/E建模技術(shù)搭建了轉(zhuǎn)盤驅(qū)動系統(tǒng)的三維模型，在動力學(xué)軟件ADAMS中對模型進行了動力學(xué)仿真計算，得到了轉(zhuǎn)盤錐齒輪的嚙合力并分析了其變化特性，得到的曲線數(shù)據(jù)與分析結(jié)果為轉(zhuǎn)盤驅(qū)動系統(tǒng)的控制及錐齒輪的壽命仿真提供了數(shù)據(jù)支撐。
　　對仿真載荷進行了疲勞統(tǒng)計分析處理，運用雨流計數(shù)原理對載荷數(shù)據(jù)進行

3、了載荷分級、累積頻次合成、各級循環(huán)計數(shù)等計算，得到了仿真載荷的載荷分布矩陣表、累積損傷率曲線以及雨流直方圖。用簡單的方法描述了仿真載荷數(shù)據(jù)的特性，實現(xiàn)了對載荷的規(guī)范清晰化處理。
　　建立了轉(zhuǎn)盤錐齒輪的簡化有限元模型，分析了錐齒輪彎曲應(yīng)力的分布情況，確定了其彎曲疲勞的危險部位?；阱F齒輪有限元分析的結(jié)果，以名義應(yīng)力法為基礎(chǔ)，結(jié)合仿真的載荷以及材料曲線，在疲勞仿真軟件Designlife中計算了轉(zhuǎn)盤錐齒輪的疲勞壽命，得到了在理論工況下