CN113833650A - 一种往复泵齿轮护罩动密封结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种往复泵齿轮护罩动密封结构,涉及石油工程设备领域，具体包括小齿轮轴部件局部、小齿轮轴轴承座及油脂密封部件、机架小齿轮轴轴承座压盖部件、机架安装齿轮护罩局部、小齿轮、小齿轮轴辅助支撑部件、齿轮护罩座部件、齿轮护罩盖部件、内包骨架旋转唇形密封圈、小齿轮轴被密封外圆、内包骨架旋转唇形密封圈内圆等，分析动密封的思路是从尺寸链的组成来分析，小齿轮轴被密封外圆和内包骨架旋转唇形密封圈内圆的同轴度是封闭环，封闭环的值大小是由10个组成环的值决定的，经过设计，10个组成环的精度控制得非常好，因此封闭环同轴度精度必然很高，满足动密封得效果不仅质量好，而且内包骨架旋转唇形密封圈的使用还寿命长。

Description

一种往复泵齿轮护罩动密封结构

技术领域

本发明涉及石油工程设备领域，具体涉及一种往复泵齿轮护罩动密封结构。

背景技术

现在石油工程设备领域出现了两种结构非常相似的往复泵，即钻井泵和压裂泵。最大的相似点是取消了原来主电机到曲轴的皮带传动和齿轮传动这二级传动中的皮带传动这一级，在电机轴支撑轴承外两端直接安装小齿轮，驱动曲轴上的大齿轮。这种改进的有用功能是：将原来的传动链大大地缩短，使这两种往复泵的泵组体积减小很多，重量也减轻了，还减少了皮带传动的功率消耗，但这种改进也有有害功能：取消皮带轮传动后的齿轮安装位置是齿轮放在两轴承座的外侧，大小齿轮传递的扭矩大，需要用大量的润滑油对齿轮进行润滑和带走齿轮传动产生的摩擦热，就需要一个大的齿轮护罩，但在多年的实践中，发现齿轮护罩不好解决动密封，无法将盘泵的工具安装在齿轮护罩的外面，每次盘泵都必须要拆开齿轮护罩，为了解决存在的这个问题，研究一种往复泵齿轮护罩静密封结构便成了亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种往复泵齿轮护罩静密封结构。

本发明的技术方案如下：

一种往复泵齿轮护罩动密封要满足往复泵使用频率非常高的盘泵功能，所谓盘泵功能就是往复泵在更换缸套、活塞、柱塞、阀体、阀座等易损件时必须要旋转小齿轮，盘泵的工具需要安装在旋转的小齿轮轴的端面上，需要将旋转的小齿轮轴的端面裸露在齿轮护罩的外面更方便，便产生了润滑齿轮的润滑油在旋转中的动密封。

内包骨架旋转唇形密封圈的内圆是固定不动的，小齿轮轴的外圆表面紧贴内包骨架旋转唇形密封圈的内圆作旋转运动，这就是动密封位置，小齿轮轴的外圆表面和内包骨架旋转唇形密封圈的内圆同轴度越好，不仅仅是动密封效果越好，而且内包骨架旋转唇形密封圈的使用寿命越长，因此本发明的设计结构就是保证小齿轮轴的外圆表面和内包骨架旋转唇形密封圈的内圆同轴度非常高，分析的思路是从尺寸链的组成来分析，外圆表面和内圆之间的同轴度是一个封闭环，封闭环的值大小是由10个组成环的值决定的，因此要控制好每个组成环的精度。

第一个组成环是小齿轮轴的外圆表面和外圆的同轴度，由于这两个表面在小齿轮轴的同一侧，可以一次安装加工这两个外圆，因此同轴度精度很高；第二个组成环是小齿轮轴的外圆和滚动轴承的内圆间隙，由于小齿轮轴的外圆和滚动轴承的内圆是过盈配合装配，间隙为零；第三个组成环是滚动轴承的内圆和外圆同轴度，滚动轴承是标准件，同轴度自然非常高；第四个组成环是滚动轴承的外圆和小齿轮轴轴承座的小内圆的配合间隙，由于配合采用的是标准的滚动轴承外圆和轴承座内孔的配合，间隙是很小的；第五个组成环是小齿轮轴轴承座的小内圆和大内圆的同轴度，由于小齿轮轴轴承座的小内圆和大内圆在一次安装加工，小内圆和大内圆很好保证高精度度的同轴度；第六个组成环是小齿轮轴轴承座的大内圆和支撑体的外圆间隙，大内圆和外圆设计成过盈配合，配合间隙为零；第七个组成环是支撑体的外圆和内圆的同轴度，由于支撑体的外圆和内圆也可以一次安装加工，同轴度也是非常高的；第八个组成环是支撑体的内圆和内包骨架旋转唇形密封圈的外圆间隙，内圆和外圆是过盈配合，间隙为零；第九个组成环是内包骨架旋转唇形密封圈的外圆和内圆的同轴度，由于内包骨架旋转唇形密封圈是标准件，外圆和内圆的同轴度非常高的。经过分析，10个组成环的精度控制得非常好，因此外圆表面和内圆之间的同轴度封闭环精度必然很高，满足动密封效果不仅好，而且内包骨架旋转唇形密封圈的使用寿命长。

齿轮护罩盖部件的连接端面和支撑体的小端面在一个平面上，两个平面同时与小齿轮端凸台密封垫接触，用压板密封平面接触小齿轮端凸台密封垫的另外一个面，用9个M10螺栓垫圈组将压板密封平面、连接端面、小齿轮端凸台密封垫压紧，用9个M10螺栓垫圈组将压板密封平面、支撑体的小端面、小齿轮端凸台密封垫压紧，完成静密封。

附图说明

图1-一种往复泵齿轮护罩动密封结构立体图；

图2-图1的P向视图（装配后）；

图3-图2的A-A剖视图；

图4-图3的B局部放大图；

图5-图4的C局部放大图。

附图标记如下：

1-小齿轮轴部件局部、2-小齿轮轴轴承座及油脂密封部件、3-机架小齿轮轴轴承座压盖部件、4-机架安装齿轮护罩局部、5-小齿轮、6-小齿轮轴辅助支撑部件、7-齿轮护罩座部件、8-齿轮护罩盖部件、9-小齿轮轴端部静密封部件、1.1-小齿轮轴、1.1.1-外圆表面、1.1.2-端面、1.1.3-外圆、1.2-滚动轴承、1.2.1-内圆、1.2.2-外圆、2.1-小齿轮轴轴承座、2.1.1-小内圆、2.1.2-大内圆、2.1.3-端面、6.1-M12内六角螺钉垫圈组、6.2-支撑体、6.2.1-内圆、6.2.2-外圆、6.2.3-大端面、6.2.4-小端面、6.3-挡圈、6.4-滑动轴承、6.5-孔用弹性挡圈、6.6-内包骨架旋转唇形密封圈、6.6.1-外圆、6.6.2-内圆、8.1-连接端面、9.1-小齿轮端凸台密封垫、9.2-压板密封平面、9.3-M10螺栓垫圈组、9.4-M10螺栓垫圈组。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。

本发明的实施方式不限于以下实施例，在不脱离本发明宗旨的前提下做出的各种变化均属于本发明的保护范围之内。

本发明实施以2200hp以上的往复泵为例，由于齿轮护罩是两边对称的，仅一一边为例说明。

请参阅图1～图5，本实施例一种往复泵齿轮护罩动密封结构,包括小齿轮轴部件局部1，小齿轮轴轴承座及油脂密封部件2，机架小齿轮轴轴承座压盖部件3，机架安装齿轮护罩局部4，小齿轮5，小齿轮轴辅助支撑部件6，齿轮护罩座部件7，齿轮护罩盖部件8，小齿轮轴端部静密封部件9，小齿轮轴1.1，外圆表面1.1.1，端面1.1.2，外圆1.1.3，滚动轴承1.2，内圆1.2.1，外圆1.2.2，小齿轮轴轴承座2.1，小内圆2.1.1，大内圆2.1.2，端面2.1.3，M12内六角螺钉垫圈组6.1，支撑体6.2，内圆6.2.1，外圆6.2.2，大端面6.2.3，小端面6.2.4，挡圈6.3，滑动轴承6.4，孔用弹性挡圈6.5，内包骨架旋转唇形密封圈6.6，外圆6.6.1，内圆6.6.2，连接端面8.1，小齿轮端凸台密封垫9.1，压板密封平面9.2，M10螺栓垫圈组9.3，M10螺栓垫圈组9.4。

请参阅图1、图2、图3、图4，一种往复泵齿轮护罩动密封要满足往复泵使用频率非常高的盘泵功能，所谓盘泵功能就是往复泵在更换缸套、活塞、柱塞、阀体、阀座等易损件时必须要旋转小齿轮，盘泵的工具需要安装在旋转的小齿轮轴1.1的端面1.1.2上，需要将旋转的小齿轮轴1.1的端面1.1.2裸露在齿轮护罩的外面更方便，便产生了润滑齿轮的润滑油在旋转中的动密封，为了说明方便，把与动密封无关的零部件没有画出来，比如动密封与大齿轮没有关系，因此没有画出大齿轮、大齿轮轴及大齿轮轴承等部件，也没有画出大小齿轮及滑动轴承的润滑油路等。

请参阅图5（相关的图4、图3、图2、图1），内包骨架旋转唇形密封圈6.6的内圆6.6.2是固定不动的，小齿轮轴1.1的外圆表面1.1.1紧贴内包骨架旋转唇形密封圈6.6的内圆6.6.2作旋转运动，这就是关键的动密封位置，小齿轮轴1.1的外圆表面1.1.1和内包骨架旋转唇形密封圈6.6的内圆6.6.2同轴度越好，不仅仅是动密封效果越好，而且内包骨架旋转唇形密封圈6.6的使用寿命越长，因此本发明的设计结构就是保证小齿轮轴1.1的外圆表面1.1.1和内包骨架旋转唇形密封圈6.6的内圆6.6.2同轴度非常高，分析的思路是从尺寸链的组成来分析，外圆表面1.1.1和内圆6.6.2之间的同轴度是一个封闭环，封闭环的值大小是由10个组成环的值决定的，下面就每个组成环的值作定性的说明。

请参阅图1、图2、图3、图4，第一个组成环是小齿轮轴1.1的外圆表面1.1.1和外圆1.1.3的同轴度，由于这两个表面在小齿轮轴1.1的同一侧，可以一次安装加工这两个外圆，因此同轴度精度很高；第二个组成环是小齿轮轴1.1的外圆1.1.3和滚动轴承1.2的内圆1.2.1间隙，由于小齿轮轴1.1的外圆1.1.3和滚动轴承1.2的内圆1.2.1是过盈配合装配，间隙为零；第三个组成环是滚动轴承1.2的内圆1.2.1和外圆1.2.2同轴度，滚动轴承1.2是标准件，同轴度自然非常高；第四个组成环是滚动轴承1.2的外圆1.2.2和小齿轮轴轴承座2.1的小内圆2.1.1的配合间隙，由于配合采用的是标准的滚动轴承外圆和轴承座内孔的配合，间隙是很小的；第五个组成环是小齿轮轴轴承座2.1的小内圆2.1.1和大内圆2.1.2的同轴度，由于小齿轮轴轴承座2.1的小内圆2.1.1和大内圆2.1.2在一次安装加工，小内圆2.1.1和大内圆2.1.2很好保证高精度度的同轴度；第六个组成环是小齿轮轴轴承座2.1的大内圆2.1.2和支撑体6.2的外圆6.2.2间隙，大内圆2.1.2和外圆6.2.2设计成过盈配合，间隙为零；第七个组成环是支撑体6.2的外圆6.2.2和内圆6.2.1的同轴度，由于支撑体6.2的外圆6.2.2和内圆6.2.1也可以一次安装加工，同轴度也是非常高的；第八个组成环是支撑体6.2的内圆6.2.1和内包骨架旋转唇形密封圈6.6的外圆6.6.1间隙，内圆6.2.1和外圆6.6.1是过盈配合，间隙为零；第九个组成环是内包骨架旋转唇形密封圈6.6的外圆6.6.1和内圆6.6.2的同轴度，由于内包骨架旋转唇形密封圈6.6是标准件，外圆6.6.1和内圆6.6.2的同轴度非常高的。经过分析，10个组成环的精度控制得非常好，因此外圆表面1.1.1和内圆6.6.2之间的同轴度封闭环精度必然很高，满足动密封效果不仅好，而且内包骨架旋转唇形密封圈6.6的使用寿命长。

请参阅图5（相关的图4、图3、图2、图1），齿轮护罩盖部件8的连接端面8.1和支撑体6.2的小端面6.2.4在一个平面上，两个平面同时与小齿轮端凸台密封垫9.1接触，用压板密封平面9.2接触小齿轮端凸台密封垫9.1的另外一个面，用9个M10螺栓垫圈组9.3将压板密封平面9.2、连接端面8.1、小齿轮端凸台密封垫9.1压紧，用9个M10螺栓垫圈组9.4将压板密封平面9.2、支撑体6.2的小端面6.2.4、小齿轮端凸台密封垫9.1压紧，完成静密封。

上面结合附图对本发明的实施做了详细描述，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内还可以做出各种变化，这些变化均属于本发明的保护，同样属于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种往复泵齿轮护罩动密封结构，其特征在于，小齿轮轴部件局部（1），小齿轮轴轴承座及油脂密封部件（2），机架小齿轮轴轴承座压盖部件（3），机架安装齿轮护罩局部（4），小齿轮（5），小齿轮轴辅助支撑部件（6），齿轮护罩座部件（7），齿轮护罩盖部件（8），小齿轮轴端部静密封部件（9），小齿轮轴（1.1），外圆表面（1.1.1），端面（1.1.2），外圆（1.1.3），滚动轴承（1.2），内圆（1.2.1），外圆（1.2.2），小齿轮轴轴承座（2.1），小内圆（2.1.1），大内圆（2.1.2），端面（2.1.3），M12内六角螺钉垫圈组（6.1），支撑体（6.2），内圆（6.2.1），外圆（6.2.2），大端面（6.2.3），小端面（6.2.4），挡圈（6.3），滑动轴承（6.4），孔用弹性挡圈（6.5），内包骨架旋转唇形密封圈（6.6），外圆（6.6.1），内圆（6.6.2），连接端面（8.1），小齿轮端凸台密封垫（9.1），压板密封平面（9.2），M10螺栓垫圈组（9.3），M10螺栓垫圈组（9.4）。

2.如权利要求1所述的一种往复泵齿轮护罩动密封结构，内包骨架旋转唇形密封圈（6.6）的内圆（6.6.2）是固定不动的，小齿轮轴（1.1）的外圆表面（1.1.1）紧贴内包骨架旋转唇形密封圈（6.6）的内圆（6.6.2）作旋转运动，这就是动密封位置，设计结构保证小齿轮轴（1.1）的外圆表面（1.1.1）和内包骨架旋转唇形密封圈（6.6）的内圆（6.6.2）同轴度非常高，分析的思路是从尺寸链的组成来分析，外圆表面（1.1.1）和内圆（6.6.2）之间的同轴度是一个封闭环，封闭环的值大小是由10个组成环的值决定的。

3.如权利要求1所述的一种往复泵齿轮护罩动密封结构，第一个组成环是小齿轮轴（1.1）的外圆表面（1.1.1）和外圆（1.1.3）的同轴度，两个表面在小齿轮轴（1.1）的同一侧，一次安装加工这两个外圆；第五个组成环是小齿轮轴轴承座（2.1）的小内圆（2.1.1）和大内圆（2.1.2）的同轴度，小齿轮轴轴承座（2.1）的小内圆（2.1.1）和大内圆（2.1.2）在一次安装加工；第六个组成环是小齿轮轴轴承座（2.1）的大内圆（2.1.2）和支撑体（6.2）的外圆（6.2.2）间隙，大内圆（2.1.2）和外圆（6.2.2）设计成过盈配合；第七个组成环是支撑体（6.2）的外圆（6.2.2）和内圆（6.2.1）的同轴度，支撑体（6.2）的外圆（6.2.2）和内圆（6.2）一次安装加工。

4.如权利要求1所述的一种往复泵齿轮护罩动密封结构，齿轮护罩盖部件（8）的连接端面（8.1）和支撑体（6.2）的小端面（6.2.4）在一个平面上，两个平面同时与小齿轮端凸台密封垫（9.1）接触，用压板密封平面（9.2）接触小齿轮端凸台密封垫（9.1）的另外一个面，用9个M10螺栓垫圈组（9.3）将压板密封平面（9.2）、连接端面（8.1）、小齿轮端凸台密封垫（9.1）压紧，用9个M10螺栓垫圈组（9.4）将压板密封平面（9.2）、支撑体（6.2）的小端面（6.2.4）、小齿轮端凸台密封垫（9.1）压紧，完成静密封。

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