牙轮钻头轴承单元试件的摩擦磨损性能.pdf

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1、2013年3月润滑与密封Mar．2013第38卷第3期LUBRICATIONENGINEERINGVo1．38No．3DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2013．03．004牙轮钻头轴承单元试件的摩擦磨损性能王国荣钟林杨昌海陈林燕(西南石油大学机电工程学院四川成都610500)摘要：由于牙轮钻头轴承的结构尺寸小、工作载荷大、温度高、润滑条件差等，导致其失效主要为摩擦磨损。为了提高轴承的润滑性能和使用寿命，模拟牙轮钻头轴承单元工况，建立其流体润滑的数学模型；分别以牙轮钻头轴承单元材料20CrNiMo和铍青铜为

2、销和盘，在MMW-1型万能摩擦磨损试验机上研究不同工况下试件的摩擦因数、磨损量及温度变化。结果表明：在牙轮钻头轴承模拟工况下，当转速一定时，试件的摩擦因数随载荷的增大而增大，当载荷一定时，摩擦因数随着转速升高而逐渐降低；试件及润滑脂的温度随载荷和转速的升高而升高，当载荷为120～200N、转速为60～192r／min时，试件的温度保持在4O℃左右较低的温度，即润滑性能较好。磨损表面形貌分析表明，牙轮钻头轴承的失效形式为黏着磨损。关键词：牙轮钻头轴承；摩擦磨损；流体润滑；润滑性能中图分类号：TH117．1文献标识码：A文章编号：02

3、54—0150(2013)3—014—5FrictionandWearBehaviorofRockBitBearingUnitSpecimensWangGuorongZhongLinYangChanghaiChenLinyang(SchoolofMechanicalEngineering，SouthwestPetroleumUniversity，ChengduSichuan610500，China)Abstract：Becauseofthesmallstructuresize，highworkingloadandtemperatu

4、re，andpoorlubricationcondition，themainfailureofrockbitbearingiscausedbyfrictionandwear．Inordertoimprovethebearinglubricationperformanceandservicelife，themathematicalmodeloffluidlubricationofrockbitbearingwasbuiltthroughsimulatingtheworkingcondi—tionsofrockbitbearingun

5、its，andthevariationsoffrictioncoeficient，wearcapacityandtemperatureofrockbitbearingunitspecimensunderdifferentconditionswerestudiedonMMW一1universaltestingfrictionandwearmachinewithbearingmaterialsof20CrNiMoaspinandberylliumbronzeasdisc．Theresultsshowthat，onthesimulate

6、doperatingconditionsofrockbitbearing，thefrictioncoeficientofthepin—discspecimensisincreasedastheloadincreasingatconstantrotationspeed，andreducedastherotationspeedincreasingatconstantload．Thetemperaturesofthespecimensandthegreaseareincreasedwiththeincreaseofloadandspee

7、d，andattheloadof120～200Nandthespeedof60～192r／min，thetern—peraturesofthespecimensandthegreasemaintainatalowervalueofabout40℃．thatisabetterlubricationperformanceisgot．Thewearsurfacemorphologyanalysisshowsthattheadhesiveweal-resultsinthefailureofrockbitbearing．Keywords：r

8、ockbitbearing；frictionandweal"；fluidlubrication；lubricationperformance牙轮钻头是钻井工程中最主要的破岩工具，其工有PDC、金刚石钻头不可替代的优势，且更改布齿方作性能直接影响钻井