CN202380979U - 一种球面浮动套轴承的牙轮钻头 - Google Patents
一种球面浮动套轴承的牙轮钻头 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及用于石油、天然气钻探的一种球面浮动套轴承的牙轮钻头，它主要包括牙爪和套装在牙爪轴颈上的牙轮，所述浮动套的外表面设计成一个外球面，把与浮动套外球面接触的牙轮内表面设计成一个相应的牙轮内球面孔；在浮动套的外球面和内圆表面上镶嵌金属自润滑材料，并且进行镀TiAlN膜处理，使牙轮钻头浮动套轴承具有自润滑关节轴承的技术性能和工作特点。本实用新型能提高主轴承的抗冲击能力、润滑能力、耐磨能力以及承受随机交变载荷能力，从而延长牙轮钻头的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及用于石油、天然气钻探的一种球面浮动套轴承的牙轮钻头。
背景技术
牙轮钻头轴承的使用寿命直接决定了钻头的寿命。近年来不少研究学者都在致力于解决钻头使用寿命的问题，取得了很大的成果，同时也存在不足。在对轴承系统进行的受力分析研究可知：牙轮轴承小轴颈和止推轴颈承受的载荷很小，牙轮钻头轴承的大轴颈承受了较大的径向力和周向摩擦力矩。加入浮动套后，将原径向滑动轴承的一个摩擦副转变成浮动套内、外两个摩擦副，且每个摩擦副的相对滑动速度都低于原轴承，增加了摩擦面的接触面积，降低了轴承的摩擦功率损失。因此，若所有其他参数保持不变，浮动套的旋转将减小轴承的摩擦系数，降低轴承的摩擦功率损耗和温升，导致轴承的磨损速度下降，从而延长轴承的使用寿命。浮动套轴承是一种具有较好发展前途的新型结构的滑动轴承，但仍然需要有改进的地方，比如与目前高速轻载工况下浮动套轴承的成熟理论相比较，牙轮钻头浮动套轴承所需的间隙配合正好相反，内大外小的间隙配合才能更好地发挥浮动套轴承的优势；由于牙轮钻头的特殊结构和润滑方式，浮动套与牙轮之间外摩擦副的润滑介质难以得到补充，需要在原结构上加以改进或者采用新的润滑系统；由于牙轮钻头在井底工作过程中存在一定的偏转现象，浮动套内外边缘上将产生应力集中，影响浮动套轴承的正常工作。
发明内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种球面浮动套轴承的牙轮钻头。它可以提高牙爪大轴颈承受随机交变载荷能力和抗冲击能力，以及提高浮动套轴承的润滑能力和耐磨能力，从而延长牙轮钻头的使用寿命。
本实用新型的技术方案是：本实用新型一种球面浮动套轴承的牙轮钻头，主要包括牙爪和套装在牙爪轴颈上的牙轮，所述浮动套的外表面设计成一个外球面，把与浮动套外球面接触的牙轮内表面设计成一个相应的牙轮内球面孔，在浮动套的外球面和内圆表面上镶嵌金属自润滑材料，并且进行镀TiAlN膜处理，使牙轮钻头浮动套轴承具有自润滑关节轴承的技术性能和工作特点。
所述浮动套有一个外球面，与浮动套接触的牙轮内表面有一个内球面，增大了浮动套内、外两个摩擦面的接触面积，降低了摩擦面之间的相对滑动速度，从而降低了轴承的摩擦功率损耗和温升，使轴承的磨损速度下降。通过在浮动套的外球面和内圆表面上镶嵌金属自润滑材料，并进行镀TiAlN膜处理，从而使得浮动套轴承具有较大的承受载荷能力和抗冲击能力，还具有耐磨损、润滑好或自润滑等特点。由于球面浮动套轴承的自调心和边缘修凸的技术特点，降低了边缘效应产生的应力集中问题。
上述的球面浮动套轴承的几何尺寸和配合间隙可以根据不同的要求选择不同的材料加工装配，使浮动套轴承更好地适应不同的工作环境。
本实用新型的有益效果是：本实用新型能提高主轴承的抗冲击能力、润滑能力、耐磨能力以及承受随机交变载荷能力，从而延长牙轮钻头的使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型一种球面浮动套轴承的牙轮钻头结构示意图；
图2为本实用新型的牙爪结构示意图；
图3为本实用新型的球面浮动套结构示意图；
图4为本实用新型的浮动套和牙轮内球面孔结构示意图。
图中：1．储油室，2．泥浆喷嘴，3．球面浮动套，4．牙爪，5．牙轮，6．牙齿，7．止推球轴承，8．O型密封圈，9．牙爪大轴颈，10．轴承内隙，11．轴承外隙，12．装配开口槽，13．外球面，14．牙轮内球面孔，15．内球面，16．内圆表面。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。
如图1、图2、图3、图4所示，本实用新型一种球面浮动套轴承的牙轮钻头，主要包括牙爪4和套装在牙爪轴颈上的牙轮5，所述浮动套的外表面设计成一个外球面13，把与浮动套外球面接触的牙轮内表面设计成一个相应的牙轮内球面孔14，在浮动套的外球面13和内圆表面16上镶嵌金属自润滑材料，并且进行镀TiAlN膜处理，使牙轮钻头浮动套轴承具有自润滑关节轴承的技术性能和工作特点。
本实用新型一种球面浮动套轴承的牙轮钻头还包括储油室1、泥浆喷嘴2，以及套装在牙爪大轴颈9上的止推球轴承7和O型密封圈8等部件。
根据球面浮动套的尺寸，在牙轮5的相应位置做一个装配开口槽12，以方便浮动套的镶嵌和装配。这种结构的浮动套轴承在初始配合间隙中，能够保证轴承内隙10远大于轴承外隙11。
Claims (2)
1.一种球面浮动套轴承的牙轮钻头，主要包括牙爪（4）和套装在牙爪轴颈上的牙轮（5），其特征在于，所述浮动套的外表面设计成一个外球面（13），把与浮动套外球面接触的牙轮内表面设计成一个相应的牙轮内球面孔（14），在浮动套的外球面（13）和内圆表面（16）上镶嵌金属自润滑材料，并且进行镀TiAlN膜处理。
2.如权利要求1所述的一种球面浮动套轴承的牙轮钻头，其特征在于，在牙轮（5）的相应位置做一个装配开口槽（12），以方便浮动套的镶嵌和装配。
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| CN2011204894448U CN202380979U (zh) | 2011-12-01 | 2011-12-01 | 一种球面浮动套轴承的牙轮钻头 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107386985A (zh) * | 2017-08-10 | 2017-11-24 | 安庆市凯立金刚石科技有限公司 | 一种新型人造金刚石复合片取芯钻头 |
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2011
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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