串联轴承是许多泥浆马达(井下马达/螺杆钻具)轴承部分的关键部件。它们的主要工作是支撑高轴向载荷,同时允许稳定旋转,帮助电机将扭矩传递到驱动轴并最终传递到钻头,同时减少摩擦和磨损。
本文介绍了串联轴承是什么、它的工作原理以及它通常安装在井下马达组件内的位置,以及为工程师和采购团队采购用于泥浆马达服务的串联轴承的实用清单。
正在寻找适合特定电机尺寸的串联轴承?请参阅我们的 用于 172mm 泥浆马达的串联轴承 (55SiMoVA,钢球 Φ20.88phi 20.88Φ20.88 mm,18 个球;可提供定制尺寸)。
串联轴承是一种轴承布置,使用两排或多排沿同一方向排列的滚动元件,因此可以在高轴向(推力)载荷下有效承载载荷。在井下钻井中,由于钻井参数和钻头与地层的相互作用,轴向载荷可能很大。
与单排布置相比,当目标是:
处理较重的轴向载荷
提高旋转过程中的稳定性
支持在严苛环境(冲击、振动、泥浆暴露)下可靠运行
简而言之:在泥浆马达中,串联轴承主要涉及轴向负载能力和可靠的旋转支撑。
虽然确切的设计因制造商和电机系列而异,但串联轴承通常安装在轴承部分并安装在驱动轴上。
组件如何关联的简化视图如下所示:
动力部分产生旋转能
通过驱动轴进行旋转和负载传递
轴承部分支撑载荷(尤其是轴向载荷)并保持稳定性
输出继续到位连接和位
在许多泥浆马达组件中,串联轴承有助于支撑驱动轴并管理钻井过程中出现的轴向力。实际上,它们是电机“负载处理支柱”的一部分。
串联轴承最重要的作用之一是支撑轴向载荷并通过轴承部分实现轴向载荷传输。
在钻井作业中,轴向力可能来自以下因素:
钻压 (WOB)
钻头/地层相互作用
振动和钻孔过渡引起的动态载荷
串联轴承布置的设计比简单的单列配置更有效地承载这些轴向载荷。
串联轴承依靠在内圈和外圈(座圈)之间运行的滚动元件(例如钢球)。滚动运动通常比滑动接触产生的摩擦更小,这有助于:
减少接触表面的磨损
较低的热量产生
提高整体运营效率
减少摩擦在泥浆马达应用中尤其有价值,因为在泥浆马达应用中,部件可能在连续旋转的情况下长时间运行。
正确指定和制造的串联轴承可以提高机械效率,并有助于减少不必要的噪音和振动(通过工具行为和表面迹象可以看出)。在井下马达中,稳定的旋转和受控的振动对于以下方面非常重要:
保持一致的钻井性能
保护轴承部分和传动系统中的相关部件
支持更可预测的使用寿命
其核心工作原理很简单:
滚动体在内圈和外圈之间滚动
这些组件以机械方式“相互支撑”以承载负载,同时实现旋转
轴承安装在驱动轴上,支撑旋转部件,同时通过组件保持所需的负载路径
当施加轴向载荷时,它通过组件传递到轴承中。滚动元件将负载分布在滚道上。串联配置(多排沿同一方向排列)有助于分担轴向载荷,因此没有单排被迫单独承受全部负担。
驱动轴将扭矩从电机的动力部分传递至钻头。轴承的作用不是“产生”扭矩,而是在负载下支撑旋转轴,以便通过受控摩擦可靠有效地传递扭矩。
井下环境通常包括:
钻井泥浆暴露(磨料固体、化学成分)
温度变化(包括某些井的高温作业)
冲击载荷和振动
运行时间长,维护通道有限
由于这些因素,泥浆马达串联轴承的指定和采购必须注意材料质量、尺寸精度和制造工艺的一致性。
即使两个零件都称为“串联轴承”,它们也可能无法互换。对于泥浆马达的使用,买家通常会确认四个方面:材料、滚动元件细节、尺寸和配置选项。
材料的选择会影响强度和耐用性。例如,一种常见的选择是 55SiMoVA,在许多应用中都选择它,因为它在正确加工时可以实现强度和性能潜力的平衡。
当您请求报价时,最好确认:
材料等级和可追溯性
质量体系实践(例如 ISO 9001 框架)
您的项目需要的任何检查期望
滚动元件强烈影响负载能力和使用行为。以 172mm 泥浆马达串联轴承中使用的规格为例:
钢球尺寸: Φ20.88Φ20.88Φ20.88 mm
钢珠数量:18个
一般来说,滚动体的几何形状和数量会影响:
接触应力
负载分布
磨损率和潜在使用寿命
泥浆马达部件必须精确安装在马达的轴承部分和驱动轴上。对于 172mm 泥浆马达串联轴承示例,您可能会看到以下范围:
外径(OD): Φ130Φ130Φ130–Φ135Φ135Φ135 mm
内径(ID): Φ90Φ90Φ90–Φ95Φ95Φ95 mm
由于实际装配有所不同,因此通常需要定制尺寸。在采购术语中,“定制”通常意味着将外径/内径、堆叠高度和公差要求与您的电机设计和匹配组件保持一致。
一些串联轴承设计包括配置选项,例如:
列:9–12
配置影响载荷的分布方式以及轴承组在可用空间内的安装方式。在讨论定制时,请提供您的装配限制,以便供应商可以推荐适当的配置。
串联轴承用于许多轴向载荷较高的领域,但本文的重点是它们在以下方面的作用:
螺丝钻具
井下马达/泥浆马达
需要轴向负载处理和稳定旋转的驱动轴轴承部分
如果您的采购团队专门为泥浆马达服务进行采购,请优先考虑能够直接满足井下要求并提供一致、可追溯的制造质量的供应商。
为了加快报价并减少来回,请在联系供应商之前准备以下信息:
泥浆马达尺寸/系列(例如,172mm)和任何图纸参考
所需的外径/内径、堆叠高度和关键公差/配合注释
预期轴向载荷条件(或提供钻井参数,例如钻压和转速范围)
泥浆环境说明(泥浆类型、固体含量假设、温度范围)
目标服务期望(运行时间、间隔、可靠性目标)
质量期望(检验项目、文件、任何认证要求)
商业要求(最小起订量期望、交货时间、包装、运输目的地)
如果您可以分享您的电机尺寸和所需的外径/内径,供应商通常可以快速确认可行性并推荐合适的串联轴承规格。
串联轴承是一种在同一方向上具有两排或多排滚动元件的轴承配置,旨在承受高轴向载荷。
泥浆马达在大量轴向载荷和连续旋转下运行。串联轴承有助于支撑轴向力、减少摩擦并提高轴承部分的运行稳定性。
是的。对于泥浆马达组件,外径/内径和其他关键尺寸通常是定制的,以匹配特定的马达设计和配合要求。
至少:电机尺寸 (172mm)、所需的外径/内径(和公差)、预期负载条件、操作环境说明(泥浆和温度)以及任何文档/检查需求。
许多制造商在质量管理体系(通常包括 ISO 9001 等标准)下运营,以支持一致的生产和检验。在询问期间确认确切的文件要求。
在井下马达中,串列轴承主要考虑的是轴向负载能力、稳定的旋转以及在苛刻的钻井条件下可靠的运行。它们通常安装在轴承部分的驱动轴上,帮助电机高效运行,同时支撑钻井过程中的推力载荷。
如果您正在采购用于泥浆马达服务的串联轴承(尤其是 172mm 泥浆马达),请确认关键规格(材料、球尺寸/数量、外径/内径、配置选项)并分享您的装配要求,以确保正确的配合和性能。