CN217761715U - 一种用于钻具传动轴的轴向径向轴承结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于钻具传动轴的轴向径向轴承结构，属于钻具用轴承技术领域，包括后环形座、前环形座、保持架和推力座，保持架上安装有滚球，保持架上的滚球被夹持在开设在前环形座前端面和推力座后端面上的环形滚动凹槽之间，后环形座和前环形座之间通过螺钉紧固连接，后环形座的前端圆周面上开设有环形前半滚动卡槽，前环形座的后端圆周面上开设有环形后半滚动卡槽；本实用新型不仅能够承受钻具传动轴的轴向力和径向力，而且能够满足钻具传动轴的径向运动和轴向运动。

Description

一种用于钻具传动轴的轴向径向轴承结构

技术领域

本实用新型涉及钻具用轴承技术领域，具体涉及一种用于钻具传动轴的轴向径向轴承结构。

背景技术

钻具传动轴的主要作用是将钻杆的旋转动力传递给钻头以及需要调整钻进方向时传动轴在钻杆的后拉作用下与钻头进行旋转动力切断并将旋转动力传递给钻具弯壳体，以便于通过调整钻具弯壳体的角度实现工具面角度的调整。这种钻具传动轴在工作时，不仅要进行径向旋转，而且还要满足能够进行轴向运动，也就是说钻具传动轴要在承受较大的轴向力的同时不影响其径向旋转。而传统的轴承要么只能承受轴向力不能承受径向力（比如推力轴承），要么只能够承受径向力不能承受轴向力（比如滚动轴承），而且不能进行轴向运动，对于钻具传动轴的特殊工况要求现有的轴承都满足不了。因此，需要研发一种新的能够满足钻具传动轴使用工况的轴承结构。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种用于钻具传动轴的轴向径向轴承结构，不仅能够承受钻具传动轴的轴向力和径向力，而且能够满足钻具传动轴的径向运动和轴向运动。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于钻具传动轴的轴向径向轴承结构，包括后环形座、前环形座、保持架和推力座，保持架上安装有滚球，保持架上的滚球被夹持在开设在前环形座前端面和推力座后端面上的环形滚动凹槽之间，后环形座和前环形座之间通过螺钉紧固连接，后环形座的前端圆周面上开设有环形前半滚动卡槽，前环形座的后端圆周面上开设有环形后半滚动卡槽；

当后环形座与前环形座直接接触时，前环形座后端圆周面上的环形后半滚动卡槽与后环形座前端圆周面上的环形前半滚动卡槽拼接组成一个完整的环形滚动卡槽，环形滚动卡槽内安装有滚球且滚球位于环形滚动卡槽内的体积大于半个滚球。

本实用新型在综合考虑需要承受钻具传动轴的轴向力和径向力，以及能够满足钻具传动轴的径向运动和轴向运动的工况要求后，采用将后环形座和前环形座用螺钉紧固在一起的与传动轴紧配合的结构部分，以及预先安装在钻具壳体的前端内侧的推力座相配合的结构，当传动轴需要承受轴向推力时，保持架上的滚球被夹持在开设在前环形座前端面和推力座后端面上的环形滚动凹槽之间。如果后环形座与前环形座直接接触，在传动轴相对于钻具壳体旋转时，能够利用位于前环形座后端圆周面上的环形后半滚动卡槽与后环形座前端圆周面上的环形前半滚动卡槽拼接组成的完整的环形滚动卡槽内的滚球实现径向旋转和受力。

作为本实用新型的进一步改进，还包括位于后环形座与前环形座之间的中环形座，中环形座的数量为一个或多个，每个中环形座的前端圆周面上和后端圆周面上分别开设有环形前半滚动卡槽和环形后半滚动卡槽；

当中环形座的数量为一个时，中环形座后端圆周面上的环形后半滚动卡槽与后环形座前端圆周面上的环形前半滚动卡槽拼接组成一个完整的环形滚动卡槽，环形滚动卡槽内安装有滚球且滚球位于环形滚动卡槽内的体积大于半个滚球；

当中环形座的数量为多个时，与后环形座紧邻的中环形座后端圆周面上的环形后半滚动卡槽与后环形座的前端圆周面上的环形前半滚动卡槽拼接组成一个完整的环形滚动卡槽，紧邻的两个中环形座的环形前半滚动卡槽与环形后半滚动卡槽拼接组成一个完整的环形滚动卡槽，与后环形座紧邻的中环形座的环形前半滚动卡槽与前环形座后端圆周面上的环形后半滚动卡槽拼接组成一个完整的环形滚动卡槽，每个环形滚动卡槽内均安装有滚球且滚球位于环形滚动卡槽内的体积大于半个滚球。本实用新型在后环形座与前环形座之间增加中环形座之后，能够有效增加环形滚动卡槽的数量，从而增加本实用新型承受径向力的能力。

作为本实用新型的进一步改进，为了提高推力座的整体强度，推力座的外直径等于或大于前环形座的外直径。

作为本实用新型的进一步改进，推力座的后端边缘设置有倒角。

使用时，轴向径向轴承结构紧配合安装在钻具壳体内，其中，后环形座的后端面与预先设置在传动轴上的限位挡肩相贴合，推力座预先安装在钻具壳体的前端内侧。

作为本实用新型的进一步改进，推力座采用一个独立的结构，或者推力座采用与钻具壳体的前端板共用的结构并在前端板的内侧开设环形滚动凹槽。

作为本实用新型的进一步改进，使用时，所述保持架过盈配合安装在钻具传动轴上，或者所述保持架卡设在钻具壳体的内部前侧。

综上所述，本申请与现有技术相比至少具有以下一种有益技术效果：

1、本实用新型整体采用分体式结构，其中后环形座和前环形座之间采用螺钉实现紧固，具有结构简单和加工成本低的优点，而且本实用新型不包含传统轴承的轴承外圈，使用时将其安装在钻具壳体内以起到轴承外圈的作用，简化了轴承结构而不影响功能的实现。

2、本实用新型使用时被螺钉紧固在一起的后环形座、中环形座和前环形座紧密配合安装在传动轴上，保持架既可以过盈配合安装在钻具传动轴上也可以卡设在钻具壳体的内部前侧，后环形座的后端面与预先设置在传动轴上的限位挡肩相贴合，使其能够随传动轴进行轴向运动，调整钻进方向时回拉钻杆带动传动轴，使上述被螺钉紧固在一起的部分与安装在钻具壳体的前端内侧的推力座分离；钻进时钻机给传动轴施加推力，使被螺钉紧固在一起的部分与安装在钻具壳体的前端内侧的推力座上的滚球贴合，进而在承受钻进推力的同时能够承受钻进时的径向力。

附图说明

图1为本实用新型一种用于钻具传动轴的轴向径向轴承结构的结构主视示意图；

图2为本实用新型一种用于钻具传动轴的轴向径向轴承结构的结构剖示意图；

图3为本实用新型在调整钻进方向时的工作状态示意图；

图4为本实用新型在钻进时的工作状态示意图。

附图标记：

100、后环形座；

110、螺钉孔；

120、前半滚动卡槽；

130、后半滚动卡槽；

200、前环形座；

300、保持架；

400、推力座；

500、滚球；

600、钻具传动轴；

610、限位挡肩；

700、环形滚动凹槽；

800、钻具壳体；

900、中环形座。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图1-4，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示的一种用于钻具传动轴的轴向径向轴承结构，其主要包括后环形座100、前环形座200、保持架300和推力座400，其中，在保持架300上安装有滚球500，且当钻具传动轴600需要承受轴向推力时，保持架300上的滚球500被夹持在开设在前环形座200前端面和推力座400后端面上的环形滚动凹槽700之间；而后环形座100和前环形座200之间通过螺钉紧固连接，螺钉由后环形座100的后端面安装进螺钉孔110内（为显示螺钉孔110位置，图中未画出螺钉），以便于分开加工和装配，同时在后环形座100的前端圆周面上开设有环形前半滚动卡槽120，在前环形座200的后端圆周面上开设有环形后半滚动卡槽130；

当后环形座100与前环形座200直接接触时（即在后环形座100与前环形座200之间没有夹持中环形座900），前环形座200后端圆周面上的环形后半滚动卡槽130与后环形座100前端圆周面上的环形前半滚动卡槽120拼接组成一个完整的环形滚动卡槽，在环形滚动卡槽内安装有滚球500且滚球500位于环形滚动卡槽内的体积大于半个滚球500。

本实用新型在综合考虑需要承受钻具传动轴600的轴向力和径向力，以及能够满足钻具传动轴600的径向运动和轴向运动的工况要求后，采用将后环形座100和前环形座200用螺钉紧固在一起的与传动轴600紧配合的结构部分，以及预先安装在钻具壳体800的前端内侧的推力座400相配合的结构，当传动轴600需要承受轴向推力时，保持架300上的滚球500被夹持在开设在前环形座200前端面和推力座400后端面上的环形滚动凹槽700之间；当传动轴600进行轴向并向后端移动时或者传动轴600与钻头切断直接旋转驱动时，如果保持架300过盈配合安装在钻具传动轴600上，保持架300上的滚球500随着传动轴600的回拉而与推力座400相分离；如果保持架300卡设在钻具壳体800的内部前侧，保持架300上的滚球500始终位于推力座400上的环形滚动凹槽700。如果后环形座100与前环形座200直接接触，在传动轴600相对于钻具壳体800旋转时，能够利用位于前环形座200后端圆周面上的环形后半滚动卡槽130与后环形座100前端圆周面上的环形前半滚动卡槽120拼接组成的完整的环形滚动卡槽内的滚球500实现径向旋转和受力。

另外，如图1和2所示，为了有效增加环形滚动卡槽的数量，从而增加本实用新型承受径向力的能力，本实用新型还包括位于后环形座100与前环形座200之间的中环形座900，其中，中环形座900的数量为一个，并在每个中环形座900的前端圆周面上和后端圆周面上分别开设有环形前半滚动卡槽120和环形后半滚动卡槽130；当中环形座900的数量为一个时，中环形座900后端圆周面上的环形后半滚动卡槽130与后环形座100前端圆周面上的环形前半滚动卡槽120拼接组成一个完整的环形滚动卡槽，环形滚动卡槽内安装有滚球500且滚球500位于环形滚动卡槽内的体积大于半个滚球500。

该实施例中，中环形座900的数量为一个，设置在后环形座100与前环形座200之间，同时后环形座100、前环形座200和中环形座900之间通过螺钉紧固连接。很显然，中环形座900的数量并不限于一个，也可以有更多个，比如两个或三个等。当中环形座900的数量为多个时，与后环形座100紧邻的中环形座900后端圆周面上的环形后半滚动卡槽130与后环形座100的前端圆周面上的环形前半滚动卡槽120拼接组成一个完整的环形滚动卡槽，紧邻的两个中环形座900的环形前半滚动卡槽120与环形后半滚动卡槽130拼接组成一个完整的环形滚动卡槽，与后环形座100紧邻的中环形座900的环形前半滚动卡槽120与前环形座200后端圆周面上的环形后半滚动卡槽130拼接组成一个完整的环形滚动卡槽，每个环形滚动卡槽内均安装有滚球500且滚球500位于环形滚动卡槽内的体积大于半个滚球500。

另外，如图2所示，为了提高推力座400的整体强度，推力座400的外直径等于或大于前环形座200的外直径。

另外，如图2所示，推力座400的后端边缘设置有倒角。

如图3所示，使用时被螺钉紧固在一起的后环形座100、中环形座900和前环形座200以及保持架300紧密配合安装在传动轴600上，后环形座100的后端面与预先设置在传动轴600上的限位挡肩610相贴合，使其能够随传动轴600进行轴向运动，调整钻进方向时回拉钻杆带动传动轴600，使上述被螺钉紧固在一起的部分与安装在钻具壳体800的前端内侧的推力座400分离；如图4所示，钻进时钻机给传动轴600施加推力，使被螺钉紧固在一起的部分与安装在钻具壳体800的前端内侧的推力座400上的滚球500贴合，进而在承受钻进推力的同时能够承受钻进时的径向力。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于钻具传动轴的轴向径向轴承结构，其特征在于：包括后环形座（100）、前环形座（200）、保持架（300）和推力座（400），所述保持架（300）上安装有滚球（500），所述保持架（300）上的滚球（500）被夹持在开设在所述前环形座（200）前端面和所述推力座（400）后端面上的环形滚动凹槽（700）之间，所述后环形座（100）和所述前环形座（200）之间通过螺钉紧固连接，所述后环形座（100）的前端圆周面上开设有环形前半滚动卡槽（120），所述前环形座（200）的后端圆周面上开设有环形后半滚动卡槽（130）；

当所述后环形座（100）与所述前环形座（200）直接接触时，所述前环形座（200）后端圆周面上的环形后半滚动卡槽（130）与所述后环形座（100）前端圆周面上的环形前半滚动卡槽（120）拼接组成一个完整的环形滚动卡槽，所述环形滚动卡槽内安装有滚球（500）且滚球（500）位于环形滚动卡槽内的体积大于半个滚球（500）。

2.如权利要求1所述的用于钻具传动轴的轴向径向轴承结构，其特征在于：还包括位于所述后环形座（100）与所述前环形座（200）之间的中环形座（900），所述中环形座（900）的数量为一个或多个，每个中环形座（900）的前端圆周面上和后端圆周面上分别开设有环形前半滚动卡槽（120）和环形后半滚动卡槽（130）；

当中环形座（900）的数量为一个时，中环形座（900）后端圆周面上的环形后半滚动卡槽（130）与所述后环形座（100）前端圆周面上的环形前半滚动卡槽（120）拼接组成一个完整的环形滚动卡槽，环形滚动卡槽内安装有滚球（500）且滚球（500）位于环形滚动卡槽内的体积大于半个滚球（500）；

当中环形座（900）的数量为多个时，与所述后环形座（100）紧邻的中环形座（900）后端圆周面上的环形后半滚动卡槽（130）与所述后环形座（100）的前端圆周面上的环形前半滚动卡槽（120）拼接组成一个完整的环形滚动卡槽，紧邻的两个中环形座（900）的环形前半滚动卡槽（120）与环形后半滚动卡槽（130）拼接组成一个完整的环形滚动卡槽，与所述后环形座（100）紧邻的中环形座（900）的环形前半滚动卡槽（120）与前环形座（200）后端圆周面上的环形后半滚动卡槽（130）拼接组成一个完整的环形滚动卡槽，每个环形滚动卡槽内均安装有滚球（500）且滚球（500）位于环形滚动卡槽内的体积大于半个滚球（500）。

3.如权利要求1所述的用于钻具传动轴的轴向径向轴承结构，其特征在于：所述推力座（400）的外直径等于或大于所述前环形座（200）的外直径。

4.如权利要求1所述的用于钻具传动轴的轴向径向轴承结构，其特征在于：所述推力座（400）的后端边缘设置有倒角。

5.如权利要求1至4任一项所述的用于钻具传动轴的轴向径向轴承结构，其特征在于：使用时，所述轴向径向轴承结构安装在钻具壳体（800）内，其中，所述后环形座（100）的后端面与预先设置在钻具传动轴（600）上的限位挡肩（610）相贴合，所述推力座（400）预先安装在钻具壳体（800）的前端内侧。

6.如权利要求5所述的用于钻具传动轴的轴向径向轴承结构，其特征在于：所述推力座（400）采用一个独立的结构，或者所述推力座（400）采用与钻具壳体（800）的前端板共用的结构并在前端板的内侧开设环形滚动凹槽（700）。

7.如权利要求5所述的用于钻具传动轴的轴向径向轴承结构，其特征在于：使用时，所述保持架（300）过盈配合安装在钻具传动轴（600）上，或者所述保持架（300）卡设在钻具壳体（800）的内部前侧。

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