卢立河，王世杰

（沈阳工业大学机械工程学院，辽宁沈阳 110870）

潜游螺杆泵转子反馈的轴向载荷均由置于球铰型自动调心联轴体[1]中的推力轴承承受，根据现阶段数据统计，系统轴向力的总和为50～120 KN不等[2]，且随着螺杆泵采油系统下潜深度等进一步的增加，施加在推力轴承上的轴向力也将随之增加[3]，因此轴承的疲劳寿命将面临着高负载严峻考验，可见推力轴承的使用工况苛刻，导致现行标准轴承的使用寿命短。

由于井下机组部分维护、维修困难，成本较高且系统零部件的寿命均具有“短板效应”，一旦轴承发生失效，必然导致井下机组的使用寿命降低，系统整体使用寿命也将随之降低，这将大大影响系统的推广与使用，同时其他部件也因提前更换而导致成本的增加；从等寿命及可靠性原则的角度上考虑，轴承寿命是决定系统整体使用寿命的关键[4]。文章通过Hertz 弹性接触理论解和有限元仿真计算结果的对比，分析轴承在载荷作用下的接触问题。

1 Hertz弹性接触理论

Hertz 弹性接触理论[5]，作了以下假设，成功地解决了滚动轴承接触应力、变形的计算问题，这些假设对于滚动轴承内部的接触问题而言是基本上成立的。

（1）材料是均质的；

（2）接触区的尺寸远远小于物体的尺寸；

（3）作用力与接触面垂直（假设接触区域无摩擦）；

（4）变形在弹性极限内进行。

由Hertz 理论可知，主曲率和函数及主曲率差函数如公式(1)、(2)所示。

主曲率和函数∑ρ：

主曲率差函数F(ρ)：

式中：ρ1I、ρ1II为球型滚动体在两个主平面上的曲率；……