CN220081354U - 一种耐磨万向轴 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种耐磨万向轴，包括传动杆、活绞和半圆柱，活绞套接于传动杆的一端，活绞内部设有若干凸齿，传动杆端部环设有若干齿槽，凸齿与齿槽一一对应，齿槽沿传动杆长度方向的一侧为弧面，齿槽内设有半圆柱，半圆柱的弧面与齿槽的弧面贴合且滑动连接，半圆柱的弧面背侧面与凸齿贴合且滑动连接；借此，装置通过半圆柱的弧面始终与齿槽的弧面相抵接，半圆柱的弧面背侧面与凸齿抵接，增加了局部压强的承受能力，由于局部压强大幅减小，会极大的减缓其结构的磨损速度；半圆柱作为一种消耗品，相比于圆珠与球柱的制作成本更低，能节省设备的运行成本。
Description
技术领域
本实用新型适用于螺杆钻具技术领域，提供了一种耐磨万向轴。
背景技术
螺杆钻具是一种以钻井液为动力，把液体压力能转为机械能的容积式井下动力钻具，主要由旁通阀、液压马达、万向轴和传动轴等四大总成组成，其中，万向轴的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。
现有技术中的万向轴，通过其内部的球柱或圆珠，实现活绞与传动杆之间的力矩传递，圆珠的传动效率高，万向效果好，但因与活绞的接触面为线接触，承载能力低，耐磨型差，下端球容易掉出，掉出后造成万向轴活动角度变小，而球柱虽然增大了线接触长度，但仍存在承载能力低、耐磨性差的缺点。
综上可知，现有万向轴存在承载能力低、耐磨性差的现象，需设计一种耐磨万向轴。
实用新型内容
针对上述的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种耐磨万向轴，解决现有万向轴存在承载能力低、耐磨性差的问题，装置包括传动杆、活绞和若干半圆柱，所述活绞套接于传动杆的一端，所述活绞内部设有若干凸齿，所述传动杆端部环设有若干齿槽，所述凸齿与齿槽一一对应，所述齿槽沿传动杆长度方向的一侧为弧面，所述齿槽内设有半圆柱，所述半圆柱的弧面与齿槽的弧面贴合且滑动连接，所述半圆柱的弧面背侧面与凸齿贴合且滑动连接。
进一步的，所述活绞内部设有球座槽，所述球座槽内部设有球座，所述球座上设有球形凹槽，所述传动杆的一端设有球帽，所述球帽与球形凹槽活动抵接。
进一步的，所述传动杆与活绞套接处设有压环，所述活绞内部套接有锁紧套，所述压环和锁紧套之间设有密封套，所述密封套远离活绞的一端套接连接传动杆。
进一步的，所述传动杆与活绞套接处填充有润滑油脂。
进一步的，所述传动杆的一端设有球帽孔，所述球帽的弧面对侧端设有球帽底座，所述球帽底座套接在球帽孔内。
进一步的，所述活绞与球座的连接处设有储油槽，球座上设有导油孔。
进一步的，所述传动杆为两端对称结构，且传动杆的两端均设有半圆柱与活绞。
本实用新型通过半圆柱的弧面背侧面始终与活绞的凸齿相抵接，局部压强的承受能力大幅增加，增强了承载能力，相应的，由于局部压强大幅减小，会极大的减缓其结构的磨损速度；另一方面，作为一种消耗品，相比于圆珠与球柱，半圆柱的制作成本更低，半圆柱更能节省设备的运行成本。
附图说明
图1为万向轴结构示意图；
图2为万向轴结构爆炸图；
图3为图1的A-A处结构剖面图；
图4为传动杆与活绞在轴向方向上同向时的连接关系示意图；
图5为传动杆与活绞在轴向方向上不同向时的连接关系示意图；
在图中：1-传动杆；11-齿槽；12-球帽孔；2-活绞；21-凸齿；22-球座槽；3-半圆柱；4-球帽；41-球帽底座；5-球座；51-球形凹槽；52-储油槽；521-导油孔；6-压环；7-密封套；8-锁紧套。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
参见图1-5，本实用新型的目的在于提供一种耐磨万向轴，包括传动杆1、活绞2和若干半圆柱3，所述活绞2套接于传动杆1的一端，所述活绞2内部设有若干凸齿21，所述传动杆1端部环设有若干齿槽11，所述凸齿21与齿槽11一一对应，所述齿槽11沿传动杆1长度方向的一侧为弧面，所述齿槽11内设有半圆柱3，所述半圆柱3的弧面与齿槽11的弧面贴合且滑动连接，所述半圆柱3的弧面背侧面与凸齿21贴合且滑动连接。
万向轴通过传动杆1和活绞2以及二者之间的半圆柱3进行力矩传递，当活绞2作为动力输出的一端时，活绞2通过凸齿21将旋转力矩传递给半圆柱3的弧面背侧面，半圆柱3的弧面与齿槽11的弧面贴合抵接，再将旋转力矩传递给传动杆1的齿槽11，从而完成旋转力矩的传递；另一方面，从万向轴的功能来看，当传动杆1与活绞2在轴向方向上不同向时，半圆柱3可通过在齿槽11内滑动，来调整活绞2传递给传动杆1的力矩方向，从而实现万向轴换向的作用。
当传动杆1与活绞2在轴向方向上不同向时，传统的圆珠或球柱是通过与齿槽11线接触的方式进行力矩传递，在扭矩较大时，圆珠或球柱与活绞2线接触的部分受到的局部压强更大，从而造成与活绞2线接触的部分加剧磨损，造成机械损耗、过热、传动珠体积损失等情况，而与现有的圆珠或球柱等传力介质相比，半圆柱3摒弃了如圆珠与球柱线接触的传力方式，半圆柱3的弧面的背侧面始终与活绞2的凸齿21相抵接，局部压强的承受能力大幅增加，增强了承载能力，相应的，由于局部压强大幅减小，会极大的减缓其结构的磨损速度；另一方面，相比于圆珠与球柱，半圆柱3的制作成本更低，作为一种耗材，半圆柱3更能节省设备的运行成本。
参见图2，优选的，所述活绞2内部设有球座槽22，所述球座槽22内部固定连接有球座5，所述球座5上设有球形凹槽51；所述传动杆1的一端设有球帽4，所述球帽4与球形凹槽51活动抵接；球帽4和球座5能够增加活绞2承受轴向力的强度以及传动杆1端部的受力强度，使传动杆1和活绞2工作寿命更长，提高工作效率。
参见图1、2，优选的，所述传动杆1与活绞2之间套接有压环6，所述活绞2内部套接有锁紧套8，所述压环6和锁紧套8之间套接有密封套7，所述密封套7远离活绞2的一端套接连接传动杆1；压环6和锁紧套8用于锁紧传动杆1和活绞2，压环6和锁紧套8可固定密封套7，密封套7可防止泥浆进入运动机构，防止润滑脂外漏，以保证润滑。
优选的，所述传动杆1与活绞2套接处填充有润滑油脂；润滑油脂可为万向轴内部机械结构起到润滑的作用，减少磨损，保证设备正常运转。
参见图2，优选的，所述传动杆1的一端设有球帽孔12，所述球帽4弧面的对侧端设有球帽底座41，所述球帽底座41安装于球帽孔12内；球帽4可在球帽孔12内转动，由于球帽4和球座5相互抵接，承受传动杆1和活绞2之间的轴向力的同时彼此相对做旋转运动，通过此结构，便于更换磨损的球帽4，以免更换整根传动杆1。
参见图2，优选的，所述活绞2与球座5的连接处设有储油槽52，球座5上设有导油孔521；储油槽52内含有的润滑油脂可以通过导油孔521对球座5和球帽4提供润滑，减弱活绞2与球座5、球座5与球帽4之间的机械磨损。
优选的，所述传动杆1为两端对称结构，且传动杆1的两端均设有半圆柱3与活绞2，传动杆1其中一端的活绞2作为动力的输入端，连接有液压马达等动力源，传动杆1另一端的活绞2为动力的输出端，连接有钻头等机械结构，在传动杆1的带动下旋转，实现钻探等功能。
综上所述，在实际使用时，万向轴通过传动杆1和活绞2以及其二者之间的半圆柱3进行力矩传递，当活绞2作为动力输出的一端时，活绞2通过凸齿21将旋转力矩传递给半圆柱3，半圆柱3的弧面与齿槽11的弧面贴合抵接，将力传递给传动杆1，从而完成旋转力矩的传递；另一方面，从万向轴的功能来看，当传动杆1与活绞2在轴向方向上不同向时，半圆柱3可通过在齿槽11内滑动，来调整活绞2传递给传动杆1的力矩方向，从而实现万向轴换向的作用。
当传动杆1与活绞2在轴向方向上不同向时，传统的圆珠或球柱是通过与齿槽11线接触的方式进行力矩传递，在扭矩较大时，圆珠或球柱与活绞2线接触的部分受到的局部压强更大，从而造成与活绞2线接触的部分加剧磨损，造成机械损耗、过热、传动珠体积损失等情况，而与现有的圆珠或球柱等传力介质相比，半圆柱3摒弃了如圆珠与球柱线接触的传力方式。
由此，该万向轴可通过半圆柱3的弧面的背侧面始终与活绞2的凸齿21相抵接，局部压强的承受能力大幅增加，增强了承载能力，相应的，由于局部压强大幅减小，会极大的减缓其结构的磨损速度；另一方面，相比于圆珠与球柱，半圆柱3的制作成本更低，作为一种耗材，半圆柱3更能节省设备的运行成本。
当然，本实用新型还可有其他多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种耐磨万向轴，其特征在于：包括传动杆、活绞和若干半圆柱，所述活绞套接于传动杆的一端，所述活绞内部设有若干凸齿，所述传动杆端部环设有若干齿槽，所述凸齿与齿槽一一对应，所述齿槽沿传动杆长度方向的一侧为弧面，所述齿槽内设有半圆柱，所述半圆柱的弧面与齿槽的弧面贴合且滑动连接，所述半圆柱的弧面背侧面与凸齿贴合且滑动连接。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨万向轴，其特征在于，所述活绞内部设有球座槽，所述球座槽内部设有球座，所述球座上设有球形凹槽，所述传动杆的一端设有球帽，所述球帽与球形凹槽活动抵接。
3.根据权利要求1所述的一种耐磨万向轴，其特征在于，所述传动杆与活绞之间套接有压环，所述活绞内部套接有锁紧套，所述压环和锁紧套之间套接有密封套，所述密封套远离活绞的一端套接连接传动杆。
4.根据权利要求1所述的一种耐磨万向轴，其特征在于，所述传动杆与活绞套接处填充有润滑油脂。
5.根据权利要求2所述的一种耐磨万向轴，其特征在于，所述传动杆的一端设有球帽孔，所述球帽的弧面对侧端设有球帽底座，所述球帽底座套接在球帽孔内。
6.根据权利要求2所述的一种耐磨万向轴，其特征在于，所述活绞与球座的连接处设有储油槽，球座上设有导油孔。
7.根据权利要求1所述的一种耐磨万向轴，其特征在于，所述传动杆为两端对称结构，且传动杆的两端均设有半圆柱与活绞。
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