[实用新型]一种镶套结构牙轮

说明书

本实用新型涉及一种广泛用于石油钻探领域的牙轮钻头，尤其涉及牙轮钻头上的具有镶套结构的牙轮。

牙轮钻头主要由牙轮和牙掌通过其轴承位的接合而构成。现有的牙轮都采用低碳合金钢制造，牙轮必须进行渗碳淬火回火处理，牙轮内孔轴承表面还需镶焊减磨合金，在牙掌轴承表面进行渗碳渗硼复合处理或者是镶焊耐磨合金，由此而形成的轴承副虽能承受一定的钻压和转速，但其转速的提高仍受到限制，不适应与井下动力钻具配合使用；同时由于牙轮轴承表面承载能力的限制，耐磨性不强，常会因轴承面的快速磨损而导致钻头早期失效。此外，采用镶焊减磨合金的牙轮内孔容易产生裂纹，裂纹向牙轮基体扩展将造成牙轮破裂落井事故。为解决牙轮钻头轴承转速较低，耐磨性不足的问题，中国专利91204886.7“硬质合金滑动轴承牙轮钻头”中提出了一种在牙轮和牙掌轴承表面都采用硬质合金的牙轮钻头，但其生产工艺复杂，加工难度非常大，其实际效果也并不理想。在美国专利4572306中，提出了一种铍青铜或铍镍合金加工衬套，将衬套过盈装配到牙轮内孔或牙掌轴颈作为牙轮钻头的轴承副：Security公司有将铁基粉末冶金衬套压入牙轮内孔的滑动轴承牙轮钻头，镶套结构较镶焊结构其工艺过程要简便得多，并能对转速和耐磨性能有一定的提高和改善，但效果不尽理想。

本实用新型的目的在于针对上述现有技术中存在的不足而提供一种能使其转速和耐磨性进一步提高和改善的镶套结构牙轮。

本实用新型由以下的技术方案来实现：包括有牙轮2，在牙轮的轴孔中镶装有固定衬套1，其不同之处在于在固定衬套的内圆表面开设有内螺旋油槽4。

按上述方案，所述的内螺旋油槽可为等距间隔旋向一致的螺旋型油槽；固定衬套可由高速钢类或与高速钢性能接近的钢材制成并在其表面进行强化处理，使固定衬套表面覆有一层表面强化层。

本实用新型具有以下的优点：1、内螺旋油槽能容纳充足的润滑脂，改善轴承的润滑状态，减少轴承磨擦扭矩，降低轴承的运转温度，从而提高牙轮的转速；2、内螺旋油槽具有容屑功能，能减少轴承表面磨下来的磨屑对轴承的进一步磨损；3、采用高速钢或与高速钢性能接近的材料所制成的固定衬套并经表面强化处理能使滑动轴承的承载能力增强，耐冲击、耐磨损，使轴承的有效使用寿命延长。

图1为本实用新型一个实施例的正剖视图。

图2为本实用新型实施例中一种固定衬套结构的剖视图。

图3为本实用新型实施例中一种固定衬套结构的正视图。

图4为本实用新型实施例中另一种固定衬套结构的剖视图。

图5为本实用新型另一个实施例的正剖视图。

以下结合附图进一步说明本实用新型的实施例，包括有一牙轮2，在牙轮的大轴孔中用过盈配合镶装有一个固定衬套1，在固定衬套的内圆表面开设有等距间隔旋向一致的内螺旋油槽4，为使各条内螺旋油槽相互导通，在固定衬套的上端和下端开设使内螺旋油槽与固定衬套外圆表面相导通的上通孔6和下通孔5，在固定衬套的外圆表面开设有外螺旋油槽3，外螺旋油槽的上端经上通孔与一条内圆表面的内螺旋油槽相通，外螺旋油槽的下端经下通孔与另一条内圆表面的内螺旋油槽导通，由此构成一条内外油槽首尾贯通相连的总油路，使润滑脂形成一条循环回路，根据情况，内圆表面的内螺旋油槽可开设4-8条，下通孔5可以开设至固定衬套的底端，如图2、3所述。另外，在固定衬套内圆表面开设与上下端面相贯穿的内螺旋油槽4。固定衬套由高速钢制作而成，也可选用铜合金或其它有色金属材料制造，固定衬套的内圆表面进行表面强化处理，表面强化处理可选择镀银，或Cu-Sn镀渗，或PCVD-TiN，或离子注入TiN及硫氮碳共渗等，以进一步改善固定衬套的轴承性能。

本实用新型的第2个实施例如图5所示，它与上一个实施例的不同之处在于在牙轮2的下部的小轴孔内也镶装有小固定衬套7，在小固定衬套内圆表面开设内螺旋油槽，或者在小固定衬套的内、外圆开设相互导通的内、外螺旋油槽，其结构与固定衬套的结构相同。