[發明專利]一種井下閉環可控彎接頭的導向節軸承溝道結構設計方法有效
| 申請號： | 202010747464.4 | 申請日： | 2020-07-29 |
| 公開（公告）號： | CN111894974B | 公開（公告）日： | 2021-12-03 |
| 發明（設計）人： | 張光偉;曹明星;侯朋朋 | 申請（專利權）人： | 西安石油大學 |
| 主分類號： | F16C23/08 | 分類號： | F16C23/08;F16C33/58;G06F30/17;E21B7/04 |
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| 地址： | 710065 陜西省*** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 井下 閉環 可控 接頭 導向 軸承 溝道 結構設計 方法 | ||
1.一種井下閉環可控彎接頭的導向節軸承溝道結構設計方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟一：建立鋼球與溝道的幾何簡圖
導向架兩側面為凸向一致的兩個球面，溝道設置于兩側的球面上，導向架外球面溝道底部的圓弧在以S為球心，半徑為R1的球面上，導向架內球面溝道底部的圓弧在以S為球心，半徑為R2的球面上；導向架兩側溝道截面均為橢圓溝道，尺寸大小完全相同僅兩個橢圓截面開口方向不同；
步驟二：建立橢圓溝道截面的數學模型
橢圓溝道方程為：
接觸點A(xi，yi)在橢圓上，滿足橢圓方程，其一階、二階導數分別為：
式中，ri-瞬時溝道曲率半徑，其單位為：mm，其值由公式ri＝2fr求得；r-鋼球半徑，其單位為：mm；f-接觸點的曲率系數；
將式(1)與式(2)、式(3)聯立得接觸點A(xi，yi)的坐標為：
代入橢圓方程得橢圓的長、短半軸的長度分別為：
由幾何圖形可以看出，偏心距e：
步驟三：建立導向架內外球面溝道的數學模型
在空間直角坐標系中，以軸承左端面中心為坐標原點，兩個溝道上端面高為h，下端面高h1；導向架外、內球面溝道面是由平行于xoy平面的橢圓沿xoz平面內的圓弧平移得到的；根據導向架的幾何參數，橢圓位于z＝h處的平面上，橢圓的左、右端點距z軸的距離為x1(2)，由此橢圓面的方程分別為：
而作為橢圓平移路徑的圓弧，位于xoz平面上，其方程分別為：
橢圓在平移前后橢圓的左、右端點相對于原點形成的角度為θ1(2)，平移后得到的橢圓方程分別為：
根據以上方程求得導向架外球面溝道曲面的方程為：
導向架內球面溝道曲面的方程為：
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