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水冷油浸式电磁涡流刹车是一种安装在石油钻机上的辅助刹车装置,它在运转时无机械摩擦,控制方便,刹车平稳,维护保养工作量小,在低速运转时仍有较大制动转矩。由于油田工作环境恶劣,工况条件复杂,加之刹车体自身容易产生大量热量,在长期工作过程中内部零件容易受损从而导致事故的发生。因此对于水冷油浸式电磁涡流刹车轴、转子和内部管道的分析与研究尤为必要。本文通过以下几个方面对水冷油浸式电磁涡流刹车进行分析研究:1.首先对国内外电磁涡流刹车发展现状及发展趋势进行了阐述。以DS-45型水冷油浸式电磁涡流刹车作为研究对象,介绍了刹车主体的技术参数与主要结构,对制动装置的起下钻工况进行介绍,并且对管道热效应进行了重点分析。2.其次对轴和转子进行动力学分析。运用ADAMS、ANSYS软件对水冷油浸式电磁涡流刹车进行刚柔耦合动力学仿真以及应力分析,并获得疲劳损伤区域;运用Fluent软件对循环水冷却管道和励磁线圈密封罩管道进行流场分析,赋予真实边界条件对模型进行动力学仿真研究,并得到流速场、压力场以及温度场。3.再次基于响应面法针对各结构进行参数化建模、确定优化变量、参数关联性分析和响应面分析。根据参数关联性和响应面分析结果,对各结构进行参数优化。并将优化后的轴与转子结构进行有限元分析,通过对比得到轴和转子优化后的受力情况,运动情况均有所改善;对管道进行流场分析,对比优化后的管道结构在速度、压力、温度以及流体运动方面均有所改善。最终参数优化后轴的体积降低了4.65%,在x方向受力的最大值降低了9.87%,在y方向受力的最大值降低了8.46%;转子参数优化后体积降低了5.54%,在x方向受力的最大值降低了34.9%,在y方向受力的最大值降低了16.5%;优化后的循环水冷却管道较优化前速度差降低了0.02m/s,压力差增加了4.61?10~3Pa,进出口温度差上升了8.9℃;优化后的励磁线圈密封罩管道较优化前速度差降低了0.05m/s,压力差增加了5.84?10~3Pa,进出口温度差上升了9.2℃。通过本课题的研究,对于提高水冷油浸式电磁涡流刹车整机的可靠性具有重要意义。