[實用新型]一種新型的牙輪鉆頭滑動軸承

無效

• 申請號: 01214785.0
• 申請日: 2001-04-18
• 公開（公告）號: CN2487859Y
• 公開（公告）日: 2002-04-24
• 發明（設計）人: 況雨春;夏宇文
• 申請（專利權）人: 西南石油學院
• 主分類號: E21B10/22
• 分類號: E21B10/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及一種用于石油及礦山用在地殼上鉆井的牙輪鉆頭滑動軸承，屬于鉆井器具。

牙輪鉆頭滑動軸承是由牙輪軸孔和牙爪軸頸構成一個復雜的滑動軸承系統。其中有兩道直徑大小不同的徑向滑動軸承構成的轉動副；在大小軸頸過渡處階梯軸的端面上有一道止推滑動軸承平面摩捺副；另外在大、小軸頸過渡處還有一道鎖緊防脫滾動軸承副；主要功能是鎖緊防止牙輪脫落。牙輪鉆頭軸承的特點是負荷大而接觸面小，滑動軸承的總壽命最高也只有10⁶轉級，比一般通用機械或動力機械里的滑動軸承要少二、三個數量級。接觸面應力分布是影響軸承磨損程度進而影響其壽命的一個重要因素，因此有人想通過提高軸承的加工精度，力求三道滑動軸承摩擦副能同時全面貼合，避免局部貼合引起接觸應力過高來減少磨損。在實際中加工精度的提高必然會引起成本的提高，同時過高的設計精度在加工中也是不可能達到的。通過對影響因素的分析，改進軸承結構降低接觸壓力是一條經濟可行的途徑。

本實用新型的目的是在不提高加工精度的前提下，使滑動軸承接觸面尤其是承受較大載荷的止推面上的接觸應力達到均勻分布，從而降低軸承的接觸應力峰值，達到均勻磨損，而提供一種新型的牙輪鉆頭滑動軸承。

本實用新型的目的是這樣實現的：讓鎖緊防脫結構位于大軸頸的后端，止推面和大軸頸間采用一個大的倒角，通過調整止推面和大軸頸前支點之間的距離以及大軸頸的尺寸可以使止推面上的合力沿大軸頸的軸心方向，從而使接觸應力均勻分布；另外牙輪止推面和小軸孔間也采用一個大的倒角，以減小該處的接觸應力過高的情況。

本實用新型采用以下技術方案：一種新型的牙輪鉆頭滑動軸承，主要由鎖緊防脫裝置1、大軸頸(孔)2、小軸頸(孔)5、止推面7組成，其特征在于：鎖緊防脫裝置1位于大軸頸2后部，靠近軸承密封系統和牙輪底平面，它不同于傳統牙輪鉆頭鎖緊防脫裝置位于大軸頸前部，靠近止推面；鎖緊防脫裝置1的中心位置與止推面7的軸向距離和止推面7到牙輪底平面的軸向距離之比大于65％；止推面7和大軸頸2之間采用35°～3°的倒角或倒圓弧6。儲油囊安置在止推面7和大軸頸2的附近，讓儲油囊中的油脂直接送到倒角4處。

本新型牙輪鉆頭滑動軸承，也可由鎖緊防脫裝置11、大軸頸8、止推面9組成，其特征是：鎖緊防脫裝置11位于大軸頸8后部，靠近軸承密封系統和牙輪底平面；鎖緊防脫裝置11的中心位置距止推面9的軸向距離和止推面9到牙輪底平面的軸向距離之比大于65％；止推面9和大軸頸8之間采用40°～10°的倒角或倒圓弧10。

本實用新型的優點是：(1)只對原有的牙輪鉆頭滑動軸承系統作結構上的調整，因此對現有加工工藝沒有任何特殊要求；(2)對加工精度沒有提出高于原設計精度的要求，只需要對現有工裝夾具作小的改動即可，不影響加工成本；(3)本滑動軸承能降低軸承的接觸應力峰值，達到均勻磨損，能提高軸承使用壽命。

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。

圖1為本實用新型提出的滑動軸承的結構示意圖。圖中：1.鎖緊防脫裝置(簡化表示)、2.大軸頸、3.大軸頸前支點、4.35°～3°的倒角、5.小軸孔、6.40°～10°的倒角或倒弧、7.止推面。

圖2為本實用新型另一結構示意圖。圖中：8.大軸頸、9.止推面、10.40°～10°的倒角或倒弧、11.鎖緊防銳裝置(簡化表示)。

傳統的牙輪鉆頭軸承系統其鎖緊防脫裝置1是位于止推面7和大軸頸2之間。本實用新型將其改在位于大軸頸2的后部，靠近軸承密封系統；止推面7和大軸頸2間采有一個大的倒角4，通過調整止推面7和大軸頸前支點3之間的距離以及大軸頸2的尺寸可以使止推面7上的合力沿大軸頸2的軸線方向，從而使接觸應力均勻分布。通過計算可以知道，在相同加工精度及外載荷的情況下，接觸應力峰值可以降低50％左右。牙輪止推面7和小軸孔5間也采用一個大的倒角6，以減小該處的接觸應力過高的情況。