润滑与密封

作者：张锐尧，方志学，张景旺，任弼靖，肖平，朱忠喜

单位：中石化石油机械股份有限公司;长江大学石油工程学院,,中国石油集团海洋工程有限公司钻井分公司,,中国石油集团海洋工程有限公司钻井分公司,,长庆油田分公司第十一采油厂,,中石化石油机械股份有限公司,,长江大学石油工程学院,

关键词：十字万向轴;多体动力学;接触力;Archard磨损;体积磨损量

基金：国家重点研发计划项目（2022YFC2806500）；国家自然科学基金联合基金项目（U19B6003-05）；中石化集团公司项目

十字万向轴对于螺杆钻具的扭矩与转速传递具有重要作用，然而十字万向轴的运动磨损使得传递效率大大降低。为探究十字万向轴啮合面的运动规律与防磨合金块的磨损规律，建立十字万向轴多体运动和合金块体积磨损量计算的联合仿真物理模型；依据赫兹接触理论和Archard磨损理论对仿真模型的接触边界条件进行设定，对磨损条件进行定义，研究共轭运动副啮合面之间的运动规律与接触力的变化规律；以多体运动仿真求解所得啮合面的运动路径和接触力峰值作为防磨合金块磨损分析的边界条件，研究不同结构形态对防磨合金块体积磨损量的影响规律。结果表明：当运动啮合稳定后，啮合面会产生沿着切向与轴向的合成方向做往复滑动摩擦运动，接触力呈现周期性波动规律；接触面不同结构形态与关键结构参数对合金块的磨损量有显著影响，采用凹双斜面结构可有效提升合金块的耐磨性。该研究可以为十字万向轴的结构优化设计及耐磨性的提高提供参考。

来源：2024年第4期

《润滑与密封》期刊编辑部

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