[实用新型]一种牙轮钻头用滑动轴承

说明书

本实用新型一种适于石油、天然气、矿山钻井用牙轮钻头的滑动轴承，是对现有牙轮钻头滑动轴承的进一步改进。

牙轮钻头由牙轮和牙掌构成，一个牙轮钻头可由一个或多个牙轮，由一片或多片牙掌与牙轮构成，每片牙掌的悬臂轴和牙轮的内孔相配接形成轴承。目前，牙轮钻头轴承分为滚动轴承和滑动轴承两类，而滑动轴承中又分为衬套和无衬套两种结构，衬套中还存在固定衬套和浮动衬套的区别。但作为滑动轴承它们的运转承载方式是大致相同的。根据牙轮钻头滑动轴承的工作情况和结构要求，通常存在较大的径向配合间隙，另一方面，在实际工作时，由于牙轮单边受力的载荷特点，使牙掌悬臂轴和牙轮内孔的轴心相互偏转并产生一个较大的轴向转矩，这样就导致轴承特别是悬臂轴轴颈上下两端对角受力，载荷过于集中轴承的上下两端区域，造成轴承部位受力不匀，局部接触应力增大，使得轴承的实际承载能力被削弱，局部磨损加剧，从而引起轴承的过早失效，并且，这种情况对设置在轴承上端的密封件部分也会造成很不利的影响，使牙掌牙轮联接部位过早失效的情况进一步加剧。

本实用新型的目的是针对上述存在的问题而提供一种可使载荷分布得到改善、趋向均匀的牙轮钻头用滑动轴承。

实现本实用新型目的的技术方案为：包括有牙掌1和牙轮3，牙掌通过下部的悬臂轴2和牙轮内孔相配接构成牙轮钻头滑动轴承，在滑动轴承中安设有衬套6，其不同之处在于在衬套的一端或两端沿周向间隔地开设有缺槽4。

按上述方案，所述的缺槽可为半圆形或正弦波形；所述的衬套可为浮动衬套，也可为固定衬套。

本实用新型的另一个技术方案为：包括有牙掌1和牙轮3，牙掌通过下部的悬臂轴2和牙轮内孔相配接构成牙轮钻头滑动轴承，其不同之处在于在牙轮内孔滑动轴承孔位的上端沿周向间隔地开设有凹下的缺槽4。

上述方案中凹下的缺槽可为半圆形或正弦波形。

本实用新型在钻凿工作时，当衬套缺槽或牙轮内孔缺槽旋转到悬臂轴的承载区域时，悬臂轴在缺槽的部位承载落空，由此迫使此时的悬臂轴承载面向下(内)移，于是每块缺槽旋转到悬臂轴的承载区域时，就会周期性的产生这种动态变化，这样就可使悬臂轴的承载面得到有效地提高，克服现有牙轮钻头轴承运行时承载面总是集中在上下两端对角区域以及接近密封部位的不利情况，使轴承载荷的分布趋向均匀，从而增强了牙轮钻头的承载能力，也减小了密封部位的热负荷，此外，缺槽的设置也增加了密封和轴承部位润滑脂的储存量，改善了密封部位的润滑，使整个轴承的使用寿命延长。通过对本实用新型和普通轴承做相同载荷的对比轴承模拟试验，普通轴承在悬臂轴下部约周向120°范围内从密封边沿起只有较小的区域承载，而本实用新型则可使上述范围的大部分区域都承载，载荷的分布面大大提高。

图1为本实用新型一个实施例的正剖视图。

图2为图1中的A-A剖面图。

图3为本实用新型实施例中一种衬套结构的剖视图，也为图2中的B-B剖视图。

图4为本实用新型实施例中另一种衬套结构的剖视图。

图5、6、7为本实用新型几种不同缺槽结构的衬套的局部展开图。

图8为本实用新型另一个实施例的正剖视图。

下面结合附图进一步说明本实用新型的实施例，包括有牙掌1和牙轮3，牙掌通过其下部的悬臂轴2与牙轮内孔相接构成牙轮钻头滑动轴承，在悬臂轴和牙轮内孔之间可安设衬套6，衬套可为浮动衬套，衬套的外圆与牙轮内孔间隙配合；衬套可为固定衬套，则衬套的外圆与牙轮内孔为过盈配合；在衬套的上端沿周向间隔开设半圆形或正弦波形缺槽4，缺槽可铣穿，也可凹下于衬套内孔表面。也可在衬套的上下两端沿周向间隔开设半圆形或正弦波形的缺槽4，且上下缺槽可相互交错，如图5所示，浮动衬套通过由铜合金制成，内外刷镀银，固定衬套可采用与牙轮一样的材料，在衬套内孔中可开设轴向凹槽镶焊减磨合金并刷镀银。此外，牙轮通过锁紧装置7与悬臂轴轴向锁紧，牙轮上有切削齿，在牙轮内孔上端设有密封槽，并装有与悬臂轴相配合的O形密封圈8，在O形密封圈的下方与衬套端面的接合处设置一密封保护挡圈5，它将缺槽4与O形密封圈隔离开，以防O形密封圈被缺槽切伤。

本实用新型的另一个实施例如图8所示，它与上一个实施例的主要不同之处在于悬臂轴2与牙轮3内孔直接相联，它们之间不设衬套，在牙轮内孔位的上端沿周向间隔地开设凹下的缺槽4，缺槽可为半圆形、正弦波形或其它的形状。