CN204457490U - 一种螺杆钻具花瓣式万向轴 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种螺杆钻具花瓣式万向轴，主要由上接头、第一花瓣齿、第二花瓣齿、上定位钢球、上球座、连接轴、第三花瓣齿、下球座、下定位钢球、第四花瓣齿、下接头组成，所述上接头与第一花瓣齿通过螺纹连接，所述第一花瓣齿与第二花瓣齿之间及第三花瓣齿与第四花瓣齿之间通过花瓣齿间的弧面配合，所述连接轴上端与第二花瓣齿螺纹连接、连接轴下端与第三花瓣齿螺纹连接，所述下接头与第四花瓣齿通过螺纹连接。有益效果：花瓣式万向轴的接头与花瓣齿可以分别加工，简化了加工程序、降低了加工成本。同时零件接缝处采用焊接方式使得其承受交变载荷及轴向力的能力进一步加强，减轻磨损延长了螺杆钻具花瓣式万向轴的使用寿命。

Description

一种螺杆钻具花瓣式万向轴

技术领域

本实用新型涉及一种万向轴，特别涉及一种螺杆钻具花瓣式万向轴。

背景技术

螺杆钻具是将液体的压力能转化为转动的机械能的容积式井下动力钻具，在钻井生产中得到广泛应用，螺杆钻具接在钻头的上面，高压泥浆流经螺杆钻具的马达时产生扭矩，驱动马达的转子转动，从而带动下面的钻头工作。万向轴作为螺杆钻具的主要组成部分之一，作用是将马达的行星运动转变为传动轴的定轴转动，将马达产生的扭矩及转速传递给传动轴至钻头。目前螺杆钻具花瓣式万向轴的连接头与花瓣齿多为一体式结构，加工复杂、并且在承受交变载荷及较大轴向力时加剧万向轴接头部分的磨损，最终因强度不足、磨损过度而失效，进而降低花瓣式万向轴的使用寿命。

发明内容

本实用新型的目的就是针对现有花瓣式万向轴强的加工复杂、易磨损等现象，提出一种结构合理、连接头与花瓣齿分开加工的一种螺杆钻具花瓣式万向轴。

其技术方案是：一种螺杆钻具花瓣式万向轴，主要由上接头、第一花瓣齿、第二花瓣齿、上定位钢球、上球座、连接轴、第三花瓣齿、下球座、下定位钢球、第四花瓣齿、下接头组成，所述上接头的外螺纹与第一花瓣齿的内螺纹通过螺纹连接，所述第一花瓣齿与第二花瓣齿通过花瓣齿间的弧面配合，所述上定位钢球置于上球座中部开设的凹槽内，所述上球座置于第一花瓣齿与第二花瓣齿配合后形成的环形空间内，所述连接轴上端与第二花瓣齿螺纹连接、连接轴下端与第三花瓣齿螺纹连接，所述第三花瓣齿与第四花瓣齿通过花瓣齿间的弧面配合，所述下定位钢球置于下球座中部开设的凹槽内，所述下球座置于第三花瓣齿与第四花瓣齿配合后形成的环形空间内，所述下接头的外螺纹与第四花瓣齿的内螺纹通过螺纹连接。

所述上接头与下接头结构相同，均为一端设有圆锥螺纹、另一端设有普通粗牙螺纹的阶梯轴结构。

所述上球座左端通过上接头定位、右端通过连接轴定位，下球座左端通过连接轴定位、右端通过下接头定位。

所述第一花瓣齿、第二花瓣齿、第三花瓣齿、第四花瓣齿的齿瓣是在环形套筒上用数控机床和火焰加工而成。

所述上接头与第一花瓣齿之间、第二花瓣齿与连接轴之间、连接轴与第三花瓣齿之间、第四花瓣齿与下接头之间的接缝均为焊接连接方式。

本实用新型的有益效果：螺杆钻具花瓣式万向轴的接头与花瓣齿可以分别加工，简化了加工程序，降低了因零部件失效而造成的经济损失。在零件接缝处采用焊接的连接方式使得花瓣式万向轴承受交变载荷及轴向力的能力进一步加强，可以降低花瓣式万向轴的磨损程度，延长螺杆钻具花瓣式万向轴的使用寿命。

附图说明

图1：本实用新型的结构示意图；

图2：本实用新型的花瓣齿切缝平面展开图；

上图中：1.上接头、2.第一花瓣齿、3.第二花瓣齿、4.上定位钢球、5.上球座、6.连接轴、7.第三花瓣齿、8.下球座、9.下定位钢球、10.第四花瓣齿、11.下接头。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明：

如图1、图2所示，本实用新型一种螺杆钻具花瓣式万向轴，主要由上接头1、第一花瓣齿2、第二花瓣齿3、上定位钢球4、上球座5、连接轴6、第三花瓣齿7、下球座8、下定位钢球9、第四花瓣齿10、下接头11组成，所述上接头1的外螺纹与第一花瓣齿2的内螺纹通过螺纹连接，所述第一花瓣齿2与第二花瓣齿3通过花瓣齿间的弧面配合，所述上定位钢球4置于上球座5中部开设的凹槽内，所述上球座5置于第一花瓣齿2与第二花瓣齿3配合后形成的环形空间内，所述连接轴6上端与第二花瓣齿3螺纹连接、连接轴6下端与第三花瓣齿7螺纹连接，所述第三花瓣齿7与第四花瓣齿10通过花瓣齿间的弧面配合，所述下定位钢球9置于下球座8中部开设的凹槽内，所述下球座8置于第三花瓣齿7与第四花瓣齿10配合后形成的环形空间内，所述下接头11的外螺纹与第四花瓣齿10的内螺纹通过螺纹连接。

所述上接头1与下接头11结构相同，均为一端设有圆锥螺纹、另一端设有普通粗牙螺纹的阶梯轴结构，连接可靠、便于拆装和维护。

所述上球座5左端通过上接头1定位、右端通过连接轴6定位，下球座8左端通过连接轴6定位、右端通过下接头11定位。

所述第一花瓣齿2、第二花瓣齿3、第三花瓣齿7、第四花瓣齿10的齿瓣是在环形套筒上用数控机床和火焰加工而成，提高了花瓣齿的强度和刚度，极大改善了花瓣齿的力学性能。

所述上接头1与第一花瓣齿2之间、第二花瓣齿3与连接轴6之间、连接轴6与第三花瓣齿7之间、第四花瓣齿10与下接头11之间的接缝均为焊接连接方式。

所述花瓣式万向轴中的花瓣副是一组可以活动的组件，起着传递扭矩好转速的作用。同时花瓣副之间有一定的间隙，为了提高强度指标、增强硬度和耐磨性，花瓣副的接触面要进行渗碳或渗氮处理，从而提高其使用寿命。

通过对螺杆钻具花瓣式万向轴进行理论啮合分析，可确定花瓣齿上接触点即载荷作用点的位置及变化范围，理论啮合曲线表明花瓣齿的三个瓣齿依次啮合，万向轴转动一周的过程中每个瓣齿啮合两次；任一位置，即任一瞬时只有一副瓣齿相互啮合，仅在换齿的那一瞬间时有两副瓣齿啮合；每个瓣齿在转动一周中虽啮合两次，但只有一次载荷引起危险应力。因此本实用新型设计合理、可以降低花瓣式万向轴的磨损程度，同时延长螺杆钻具花瓣式万向轴的使用寿命。

上面以举例方式对本实用新型进行了说明，但本实用新型不限于上述具体实施例，凡基于本实用新型所做的任何改动或变型均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种螺杆钻具花瓣式万向轴，其特征在于：由上接头(1)、第一花瓣齿(2)、第二花瓣齿(3)、上定位钢球(4)、上球座(5)、连接轴(6)、第三花瓣齿(7)、下球座(8)、下定位钢球(9)、第四花瓣齿(10)、下接头(11)组成，所述上接头(1)的外螺纹与第一花瓣齿(2)的内螺纹通过螺纹连接，所述第一花瓣齿(2)与第二花瓣齿(3)通过花瓣齿间的弧面配合，所述上定位钢球(4)置于上球座(5)中部开设的凹槽内，所述上球座(5)置于第一花瓣齿(2)与第二花瓣齿(3)配合后形成的环形空间内，所述连接轴(6)上端与第二花瓣齿(3)螺纹连接、连接轴(6)下端与第三花瓣齿(7)螺纹连接，所述第三花瓣齿(7)与第四花瓣齿(10)通过花瓣齿间的弧面配合，所述下定位钢球(9)置于下球座(8)中部开设的凹槽内，所述下球座(8)置于第三花瓣齿(7)与第四花瓣齿(10)配合后形成的环形空间内，所述下接头(11)的外螺纹与第四花瓣齿(10)的内螺纹通过螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的一种螺杆钻具花瓣式万向轴，其特征在于：所述上接头(1)与下接头(11)结构相同，均为一端设有圆锥螺纹、另一端设有普通粗牙螺纹的阶梯轴结构。

3.根据权利要求1所述的一种螺杆钻具花瓣式万向轴，其特征在于：所述上球座(5)左端通过上接头(1)定位、右端通过连接轴(6)定位，所述下球座(8)左端通过连接轴(6)定位、右端通过下接头(11)定位。

4.根据权利要求1所述的一种螺杆钻具花瓣式万向轴，其特征在于：所述第一花瓣齿(2)、第二花瓣齿(3)、第三花瓣齿(7)、第四花瓣齿(10)的齿瓣是在环形套筒上用数控机床和火焰加工而成。

5.根据权利要求1所述的一种螺杆钻具花瓣式万向轴，其特征在于：所述上接头(1)与第一花瓣齿(2)之间、第二花瓣齿(3)与连接轴(6)之间、连接轴(6)与第三花瓣齿(7)之间、第四花瓣齿(10)与下接头(11)之间的接缝均为焊接连接方式。