[发明专利]一种轴承金属密封结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种石油、地质钻井用牙轮钻头轴承的金属密封结构，也可用于其它类似机械装置的轴承密封。

背景技术

美国专利US6,026,917提出了一种具有密封保护垫的单金属密封结构，这种密封结构包括有金属密封环、牙轮镶套、橡胶O形供能圈和密封保护垫。在这种密封结构中密封保护垫与供能圈有较大的接触面积，密封保护垫不仅起防止泥浆和岩屑进入密封区保护供能圈作用，还对供能圈起支撑作用。在钻井过程中，密封保护垫常易先损坏从而影响整体密封寿命，为改善这些方面，美国专利US7,413,037提出一种改进密封保护垫的结构，是对US6,026,917的进一步改进完善，通过密封垫结构优化，改善密封垫的受力状况，从而提高密封保护垫寿命和整体密封结构寿命，在该密封结构中密封保护垫一定程度上提高了寿命，但仍然是这种密封结构中最薄弱环节，一旦密封保护垫失效后整体密封性能马上下降，影响整体密封寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有单金属密封技术中存在的不足而提供一种提高密封可靠性和使用寿命的轴承金属密封结构。

本发明采用下述技术方案予以实现：包括有轴颈和镶装于轴孔的镶套，在轴颈的后端安设有O形供能圈，O形供能圈的外周配置金属密封环，金属密封环的前端面与镶套端面相配置，在轴颈的后端根部安设有密封保护垫，密封保护垫与金属密封环的后端面相配置，其特征在于在位于密封保护垫内侧和O形供能圈后端的轴颈部位设置环形凸台，环形凸台的轴向端面与O形供能圈的后端相配置，环形凸台的外周面与密封保护垫的内侧相配置。

按上述方案，所述的环形凸台为设置在轴颈后端的轴肩。

按上述方案，所述的环形凸台为设置在轴颈后端与轴颈紧密配置的轴环。

按上述方案，所述的金属密封环设有大端朝后的内锥孔，内锥孔的圆锥面与O形供能圈的外周相配置。

按上述方案，在轴颈根部设置外锥面与环形凸台过渡相接，所述的外锥面大端朝后与金属密封环的内锥孔相对应，外锥面的圆锥面与O形供能圈的内周相配置。

按上述方案，所述的轴颈后端根部端面开设有密封槽，密封槽中安设密封保护垫，所述的密封保护垫的径向截面呈矩形。

按上述方案，在密封保护垫的前端面内侧设置有向前或向前内侧凸起的环形凸缘，使得密封保护垫的径向截面呈L形。

按上述方案，所述的密封保护垫环形凸缘的内侧面为大端朝前的圆锥面，与O形供能圈的外后侧相配置。

按上述方案，在金属密封环内锥孔的后端设置倒角或孔肩，与密封保护垫的环形凸缘相配置。

按上述方案，所述的轴颈为牙掌轴颈，所述的轴孔为牙轮轴孔，由此构成牙轮钻头轴承的金属密封结构。

本发明的有益效果在于：1、在轴颈部位设置环形凸台来支撑O形供能圈，取代或降低密封保护垫对O形供能圈的支撑作用，O形供能圈对金属密封环提供的预紧力受密封保护垫的影响小，金属密封环能够保持相对稳定的密封力，提高了轴承密封的可靠性。2、密封保护垫主要起阻止钻井液及颗粒进入保护O形供能圈的作用，在密封保护垫损坏的极端情况下，O形供能圈对金属密封环仍提供较大的预紧力，满足密封要求，使得金属密封结构中最薄弱的密封保护垫环节对整体密封结构的影响变小，有效提高了整体金属密封结构的使用寿命。3、相对已有金属密封结构中密封保护垫的复杂结构，本发明的密封保护垫结构相对简单，加工工艺性较好。

附图说明

图1是本发明一个实施例的牙轮钻头轴承部位结构的剖视图。

图2是本发明一个实施例中轴承密封部位的局部放大剖面图。

图3是本发明第二个实施例中轴承密封部位的局部放大剖面图。

图4是本发明第三个实施例中轴承密封部位的局部放大剖面图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明的实施例。