CN217152718U - 传扭销滑块式活铰及整体式大扭矩滑块万向轴总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及传扭销滑块式活铰及整体式大扭矩滑块万向轴总成，包括短杆、球座、可换球头、滑块、传扭销和连杆；可换球头固定装于连杆的端部，连杆的端部有垂直轴线的通孔，传扭销固定装于通孔内，所述传扭销的两端分别装有滑块，滑块位于连杆外部；在短杆一端有沉孔，所述球座装于所述沉孔中，球座的球形面朝外，可换球头与球座球面接触；短杆一端沿圆周方向等间隔加工有两个槽口，传扭销两端的滑块一一置于两个槽口中，滑块与槽口面接触。本申请通过滑块与槽口之间的面接触传递扭矩，接触面积大，可减小对构件的磨损，从而解决了现有技术采用线接触导致的构件磨损大，寿命不长的问题。

Description

传扭销滑块式活铰及整体式大扭矩滑块万向轴总成

技术领域

本实用新型涉及万向轴技术领域，尤其涉及传扭销滑块式活铰及整体式大扭矩滑块万向轴总成。

背景技术

螺杆钻具是一种把液体的压力能转换为机械能的能量转换装置。当高压液体进入钻具时，迫使转子在定子中滚动，马达产生的扭矩和转速通过万向轴传递到传动轴和钻头上，达到钻井的目的。

DT螺杆钻具主要由旁通阀总成、马达总成、万向轴总成、传动轴总成、导向总成部分；其中，马达是由转子和定子两部分组成的。钻具工作时，高压钻井液流经旁通阀，钻井液流经马达，把压力能转换为机械能。

万向轴总成的作用是将马达的偏心运动变换为传动轴的定轴旋转，同时传递扭矩给传动轴，以达到钻井的目的。传动轴总成的作用是将马达的旋转扭矩传递给钻头，同时承受钻压所产生的轴向和径向负荷。

如图1所示，现有的万向轴包括短杆（序号1）、短杆上的球座（序号6）、连杆、连杆上的球头（序号3）和钢球（序号16），球头与球座球面接触。在连杆端部外壁上沿圆周方向开有用于安装钢球的球形凹槽，钢球逐一装于球形凹槽中并外凸于连杆表面。在短杆沉孔的圆周面上开有与钢球一一对应的轴向圆柱槽（序号17），钢球的外凸部分位于圆柱槽内，通过此结构传递扭矩。

但是，现有技术的钢球与轴向圆柱槽槽壁为线接触，线接触的接触面小，相接触的构件间磨损大，导致对应构件的寿命不长。

实用新型内容

本申请提供传扭销滑块式活铰及整体式大扭矩滑块万向轴总成，旨在解决现有技术中线接触导致的构件磨损大，寿命不长的问题。

本申请通过下述技术方案实现：

本申请提供的传扭销滑块式活铰，包括短杆、球座、可换球头、滑块、传扭销和连杆；

可换球头固定装于连杆的端部，连杆的端部有垂直轴线的通孔，传扭销固定装于通孔内，所述传扭销的两端分别装有滑块，滑块位于连杆外部；

在短杆一端有沉孔，所述球座装于所述沉孔中，球座的球形面朝外，可换球头与球座球面接触；短杆一端沿圆周方向等间隔加工有两个槽口，传扭销两端的滑块一一置于两个槽口中，滑块与槽口面接触。本申请通过滑块与槽口之间的面接触传递扭矩，接触面积大，可减小对构件的磨损，从而解决了现有技术采用线接触导致的构件磨损大，寿命不长的问题。

可选的，传扭销滑块式活铰还包括钢套、压圈和护套，压圈套在连杆外，护套套在连杆和压圈外，钢套远离内螺纹的一端从轴端扣住护套，护套从轴端扣住压圈，压圈压在短杆的端面上；钢套通过所述内螺纹与短杆固接。

本申请提供的整体式大扭矩滑块万向轴总成，包括两个上述传扭销滑块式活铰，所述两个传扭销滑块式活铰对称设置，两个传扭销滑块式活铰的连杆一体制造。连杆一体制造，可实现大扭矩传递。

与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：

1，本申请传扭销滑块式活铰的滑块与杆件之间采用面接触，接触面积大，构件间磨损小，可延长使用寿命；

2，可换球头可单独更换，维修成本低；

3，本申请的整体式大扭矩滑块万向轴总成，连杆一体制造，可实现大扭矩传递。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请实施方式的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施方式的限定。

图1是现有技术的结构示意图；

图2是实施例一的结构示意图；

图3是第一活铰与连杆的结构示意图；

图4是图3中A-A的剖视图；

图5是短杆的主视图；

图6是短杆的端面视图；

图7是连杆的结构示意图；

图8是钢套的结构示意图；

图9是护套的结构示意图；

图10是压圈的剖视图；

图11是压圈的仰视图；

图12是滑块的主视图；

图13是滑块的剖视图；

图14是滑块的俯视图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图2-图4所示，本实施例公开的整体式大扭矩滑块万向轴总成，包括第一活铰1、第二活铰11和连杆10。连杆10的两端分别与第一活铰1、第二活铰11连接。第一活铰1和第二活铰11结构相同，第一活铰1、第二活铰11对称设置在连杆10的两端。

第一活铰1和第二活铰11均包括短杆12、球座2、可换球头3、钢套4、定位键5、滑块6、传扭销7、螺钉13和O形密封圈15等构件。

如图5、图6所示，在短杆12一端加工有台阶沉孔121，球座2放进台阶沉孔121内端的小沉孔中，球座2的球形面朝外，在台阶沉孔121的外端大沉孔的圆周上等间隔加工有2个槽口122，槽口122用于放入滑块6。

如图7所示，连杆10在两轴端加工有端面沉孔101，端面沉孔101用于放可换球头3。连杆10在两轴端垂直轴线加工有一通孔102，该通孔102用于放入传扭销7。端面沉孔101垂直贯通同一端的通孔102。

第一活铰1和第二活铰11的传扭销7分别装入连杆10其中一端的通孔102内，第一活铰1和第二活铰11的可换球头3分别装入连杆10其中一端端面的端面沉孔101，可换球头3的球面位于外部。用螺钉13将同一端的可换球头3、传扭销7与连杆10连接成一体。

传扭销7的两端装有滑块6，可换球头3装入短杆12的台阶沉孔121内，可换球头3和球座2的球形面完全接触，传扭销7两端的两个滑块6一一装入短杆12的两个槽口122中。

滑块6与槽口122接触时为面接触。本申请中，通过将滑块6置于槽口122中，通过滑块6与槽口122之间的面接触传递扭矩，接触面积大，可减小对构件的磨损，利于延长构件的使用寿命。

特别的，槽口122为矩形槽；滑块6为适配的矩形。

可选的，滑块6套在传扭销7上并通过定位键5进行限位。如图12-14所示，滑块6有与传扭销7适配的中心孔61，传扭销7穿过中心孔61实现滑动连接。在传扭销7端部装有定位键5防止滑块6滑出传扭销7。

可选的，用螺钉13将定位键5与传扭销7紧固连接，滑块6上有与定位键5适配的键槽62。

钢套4套在短杆12外并通过内螺纹41与短杆12连接。

可选的，连杆10的两端设有压圈8和护套9，压圈8套在连杆10外，护套9套在连杆10和压圈8外，钢套4远离内螺纹41的一端从轴端扣住护套9，护套9从轴端扣住压圈8，压圈8压在短杆12的端面上。

特别的，护套9为橡胶材质，具有密封作用。

如图8所示，钢套4远离内螺纹41的一端有内台阶42，如图9所示，护套9有与内台阶42适配的外台阶91，当钢套4套紧时，内台阶42与外台阶91接触。

如图10所示，压圈8有轴颈81，护套9套在轴颈81外，护套9的端部轴向压在压圈8上。

可选的，如图10、图11所示，压圈8周向平分成两半，通过护套9压紧压圈8。特别的，轴颈81有外锥面82，护套9内壁有与外锥面82适配的内锥段92。

可选的，短杆12上加工有注油脂孔14，注油脂孔14连通台阶沉孔121。注油脂孔14配有密封螺钉。密封螺钉可选择内六角平端紧定螺钉，螺钉13可选择内六角圆柱头螺钉。

本实施例的组装方法如下：

先装一端，将传扭销7装入连杆10一端的通孔102内，端面的端面沉孔101装入可换球头3，并用螺钉13将连杆10、可换球头3和传扭销7连接成一体；

然后，将滑块6、定位键5装在传扭销7的两端，用螺钉13将定位键5与传扭销7紧固连接，滑块6位于定位键5与连杆10之间，实现滑块6的限位。

再然后，沿轴向将装有可换球头3的一端装入短杆12的台阶沉孔121内，使可换球头3和球座2的球形面完全接触，两个滑块6正好一一装入短杆12的槽口122中；

随后，通过旋紧钢套4，将压圈8、护套9一并连进连杆10，最后组合成整体。装好一端后，按此步骤再将另一端装好。最后使所有零件连接成一体。

该整体式大扭矩滑块万向轴总成的传动过程为：第一活铰1→连杆10→第二活铰11和连杆10。详细过程为：短杆12→滑块6→传扭销7→连杆10→传扭销7→滑块6→短杆12，扭矩和转速通过这一传动链进行传递。

本申请中球座2、可换球头3有球面结构，通过这个球面接触可以实现轴向在球头中心点的垂直轴向360°范围内弯曲，这样就实现了万向的传动，由于结构限制，弯曲角度≤±5.2°。

本申请零件少，拆装方便，内部有一定空间可以储存润滑油脂，各滑动零件和转动零件加工精度高，组装件之间的配合精密，滑块为耐磨材料制造，能降低磨耗，较之普通的万向轴，本申请可以极大延长整体的使用寿命。

以上的具体实施方式，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.传扭销滑块式活铰，其特征在于：包括短杆（12）、球座（2）、可换球头（3）、滑块（6）、传扭销（7）和连杆（10）；

可换球头（3）固定装于连杆（10）的端部，连杆（10）的端部有垂直轴线的通孔（102），传扭销（7）固定装于通孔（102）内，所述传扭销（7）的两端分别装有滑块（6），滑块（6）位于连杆（10）外部；

在短杆（12）一端有沉孔，所述球座（2）装于所述沉孔中，球座（2）的球形面朝外，可换球头（3）与球座（2）球面接触；

短杆（12）一端沿圆周方向等间隔加工有两个槽口（122），传扭销（7）两端的滑块（6）一一置于两个槽口（122）中，滑块（6）与槽口（122）面接触。

2.根据权利要求1所述的传扭销滑块式活铰，其特征在于：所述沉孔为台阶沉孔（121），球座（2）放进台阶沉孔（121）内端的小沉孔中；所述2个槽口（122）位于台阶沉孔（121）外端的大沉孔的圆周上。

3.根据权利要求1所述的传扭销滑块式活铰，其特征在于：所述槽口（122）为矩形槽，所述滑块（6）为与槽口（122）适配的矩形块。

4.根据权利要求1所述的传扭销滑块式活铰，其特征在于：所述滑块（6）套在传扭销（7）上，传扭销（7）的两端装有定位键（5），滑块（6）上有与定位键（5）适配的键槽（62），用螺钉（13）将定位键（5）与传扭销（7）紧固连接。

5.根据权利要求1所述的传扭销滑块式活铰，其特征在于：连杆（10）的端部加工有端面沉孔（101），可换球头（3）装入所述端面沉孔（101）中，可换球头（3）的球面位于外部；用螺钉（13）将可换球头（3）、传扭销（7）与连杆（10）连接成一体。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的传扭销滑块式活铰，其特征在于：还包括钢套（4）、压圈（8）和护套（9），压圈（8）套在连杆（10）外，护套（9）套在连杆（10）和压圈（8）外，钢套（4）远离内螺纹（41）的一端从轴端扣住护套（9），护套（9）从轴端扣住压圈（8），压圈（8）压在短杆（12）的端面上；钢套（4）通过所述内螺纹（41）与短杆（12）固接。

7.根据权利要求6所述的传扭销滑块式活铰，其特征在于：钢套（4）远离内螺纹（41）的一端有内台阶（42），护套（9）有与内台阶（42）适配的外台阶（91）；当钢套（4）套紧时，内台阶（42）与外台阶（91）接触；

压圈（8）有轴颈（81），护套（9）套在轴颈（81）外，护套（9）的端部轴向压在压圈（8）上，压圈（8）周向平分成两半。

8.根据权利要求7所述的传扭销滑块式活铰，其特征在于：轴颈（81）有外锥面（82），护套（9）内壁有与外锥面（82）适配的内锥段（92）。

9.根据权利要求7所述的传扭销滑块式活铰，其特征在于：所述护套（9）为橡胶材质。

10.整体式大扭矩滑块万向轴总成，其特征在于：包括如权利要求1-9中任一项所述的传扭销滑块式活铰，所述传扭销滑块式活铰对称设有两个，两个传扭销滑块式活铰的连杆（10）一体制造。

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