[發(fā)明專利]一種三缸鉆井泵用完全組裝式曲軸

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• 申請日: 2017-10-29
• 公開（公告）號: CN109723634A
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘功祥;鄒迪;廖光平;向令;彭彩珍
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號: F04B53/00
• 分類號: F04B53/00;F04B53/22;F16C3/12
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種三缸鉆井泵用完全組裝式曲軸，曲軸包括中心直軸、第一偏心輪、第二偏心輪、第三偏心輪和大齒輪，所述的第一偏心輪、第二偏心輪和第三偏心輪通過鍵連接安裝在中心直軸上，且鍵連接處采用三個成120°對稱分布的平鍵過盈連接，相鄰的兩偏心輪之間相位角為120°，三個偏心輪軸向間距相等；所述的大齒輪通過三個成120°對稱分布的鍵采用過盈裝配安裝在中心軸上第二偏心輪與第三偏心輪之間。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：完全組裝式曲軸可完全拆解，分開制造，避開了傳統(tǒng)曲軸加工過程中特大件鍛鑄造加工工藝，且許多零部件可直接選用標(biāo)準(zhǔn)件，降低了加工工藝難度和加工成本。中心直軸上三個偏心輪及大齒輪均采用三個成120°對稱分布的平鍵過盈連接，不僅提高了連接強(qiáng)度及穩(wěn)定性，也使得三個偏心輪的偏心角度差更加接近120°，且便于安裝。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種三缸鉆井泵用完全組裝式曲軸。

背景技術(shù)

鉆井泥漿泵是石油鉆機(jī)的三大工作機(jī)之一，是鉆井液循環(huán)系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，而曲軸在鉆井泵中至關(guān)重要，其結(jié)構(gòu)形式直接關(guān)系到鉆井泵動力端的傳動穩(wěn)定性，可靠性及制造成本等方面，現(xiàn)如今鉆井泥漿泵常用的曲軸從基本結(jié)構(gòu)形式可分為整體式、分體式兩種，從加工制造工藝可分為鑄造式、鍛造式、組焊式、鍛焊式四種。

整體式曲軸一般分為整體鑄造式和整體鍛造式，材料一般采用低合金鑄鋼、球墨鑄鐵和低合金鍛鋼。整體鑄造式曲軸采用空心或?qū)嵭慕Y(jié)構(gòu)，成本相對較低，但液缸中心距大，增大了體積和重量；空心軸形狀復(fù)雜，不易檢查內(nèi)部缺陷；整體鍛造式曲軸的強(qiáng)度、塑性、沖擊功等力學(xué)性能指標(biāo)均能達(dá)到很高的水平，但其材料和機(jī)加工成本較高，一般用于壓裂泵、注水泵等尺寸相對較小的產(chǎn)品。

分體式曲軸分為組焊式曲軸和鍛焊式曲軸，組焊式曲軸對焊接工藝性和無損探傷的要求高，否則，可能由于焊縫質(zhì)量而影響零件的可靠性和安全性；此外，為保證焊接性，一般采用低碳低合金鋼，材料力學(xué)性能較低，需適當(dāng)加大尺寸，造成體積和重量增加。鍛焊式曲軸質(zhì)量較易控制，能用超聲波等簡易探傷；但是工序多，焊接前后均需加工。

隨著整體式曲軸的缺點(diǎn)與石油鉆井泵越來越高的性能要求矛盾日益深化，研究人員開始嘗試各種組裝式曲軸，其安裝拆解方便，各零部件可分開制造，避開了傳統(tǒng)曲軸加工過程中特大件鍛鑄造加工工藝，且許多零部件可直接選用標(biāo)準(zhǔn)件，降低了加工工藝難度和加工成本。組裝式曲軸并未在國內(nèi)使用推廣，且國內(nèi)及國外泥漿泵使用最多的是鑄造曲軸，組裝式曲軸是近年來鉆井泵設(shè)計(jì)中才開始采用的新結(jié)構(gòu)，其常見的裝配連接方式有平鍵、銷軸、過盈等，通常情況下，僅靠一種方式不能傳遞足夠大的扭矩，需要組合應(yīng)用多種連接方式。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種三缸鉆井泵用完全組裝式曲軸，對現(xiàn)有組裝式曲軸結(jié)構(gòu)做出了一定改進(jìn)，采用了完全可拆卸式結(jié)構(gòu)，各零部件可完全分開制造，大大降低了制造工藝難度及成本，且部分零部件可直接選用標(biāo)準(zhǔn)件；采用成120°分布平鍵+過盈配合使得結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性大大增強(qiáng)，且安裝方便。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：曲軸包括中心直軸、第一偏心輪、第二偏心輪、第三偏心輪和大齒輪，所述的第一偏心輪、第二偏心輪和第三偏心輪通過鍵連接安裝在中心直軸上，且鍵連接處采用三個成120°對稱分布的平鍵過盈連接，相鄰的兩偏心輪之間相位差為120°，三個偏心輪軸向間距相等。

所述的大齒輪通過三個成120°對稱分布的鍵采用過盈裝配安裝在中心軸上第二偏心輪與第三偏心輪之間。

所述的中心直軸是采用車床加工成型或鍛造成型。

所述的第一偏心輪、第二偏心輪和第三偏心輪可在中心直軸上自由拆卸。

所述的大齒輪可在中心直軸上自由拆卸。

第一偏心輪、第二偏心輪和第三偏心輪與中心直軸均采用三個成120°對稱分布的平鍵過盈連接。

所述的大齒輪與中心直軸采用三個成120°對稱分布的平鍵過盈連接。