陈　欣， 赵　娜

(沈阳工业大学理学院， 辽宁　沈阳　110870)



螺杆钻具马达线型的优化设计

陈欣， 赵娜

(沈阳工业大学理学院， 辽宁沈阳110870)

[摘要]应用齿轮啮合理论原理，采用三次样条函数作为拟合曲线进行数值分析，得到离散的定子与转子共轭线型.以简单函数寻找解析解的方法为基础，扩散到以数值分析为基础寻找优化解的范围.将简单函数求解法与三次样条插值法进行比较，证明了优化方法的有效性与可行性.

[关键词]马达线型；优化；转子；定子；螺杆钻具

螺杆机械是以共轭螺旋曲面啮合为工作原理的一类高技术机械装备.单螺杆马达是一类应用非常广泛的单螺杆动力装置.它将液体(泥浆)的势能转换成转子的动能，实现对钻具转子钻头的驱动.定子和转子是螺旋机械的重要零件，线型是指单螺杆马达的转子和定子在横截面中的曲线形状.螺杆端面线型对钻具的性能影响较大，因此端面线型的设计需遵循严格的要求：密封性能佳、传动性能优、工艺性能好.

目前，在国际上排在前三名的单螺杆钻具生产制造企业是美国斯伦贝谢公司、美国贝克休斯公司和美国哈里伯顿公司.在单螺杆机械设计制造方面，这些公司的定转子线型设计一直沿用1939年法国人莫诺提出的用数学解析方程式表示的共轭曲线作为定转子廓形的传动设计理论.

从定转子的线型优化设计到螺旋曲面的成型理论及制造工艺方法，国内外学者都做了大……