专利名称：一种用于钻井泵连杆的轴瓦的制作方法
技术领域：
本发明属于石油及天然气钻井设备领域，具体的讲涉及一种用于钻井泵连杆的轴瓦。
背景技术：
钻井泥浆泵被誉为钻机的“心脏”，从全世界钻出第一口具有商业价值的钻机使用钻井泥浆泵开始，已经有100多年的历史。这100多年以来，具有商业价值的钻机泥浆泵均是采用的三缸泵。最近10多年，人们开始不断的探索开发五缸泵，因五缸泵与三缸泵相比， 具有减小了排出介质的压力波动、扩大流量范围、取消了传统的排出空气包，提高了排出液缸的寿命，同时还可以使钻井泵的体积减小轻，重量减轻等优点，但都因五缸泵制造维修非常困难。其中曲柄连杆机构中的连杆大头轴承就是其中之一。传统的连杆体大头孔安装的都是滚动轴承，体积非常大，因此必须要对是原来的连杆体大头孔安装的滚动轴承进行创新，通过滑动轴承代替原来的滚动轴承，轴瓦就属于滑动轴承中的一种，轴瓦作为连杆与连杆轴颈之间的摩擦副，轴瓦与连杆轴颈之间的润滑相当重要，通常在转动过程中在轴瓦与连杆轴颈形成一层油膜来实现的润滑，但对于钻井泵来讲，当载荷较大、转速较低的运转中建立完全的润滑油膜非常困难，一旦润滑效果不理想就可能出现干摩擦的情况，影响转动并降低轴瓦及连杆的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提供了一种结构简单、能确保钻井泵在高载荷、低转速的情况下同样能满足轴瓦与曲轴之间润滑效果的用于钻井泵连杆的轴瓦。本发明的技术方案如下
一种用于钻井泵连杆的轴瓦，包括轴瓦本体，所述轴瓦本体上开有润滑孔穴，所述润滑孔穴内设置有固体润滑剂。采用上述结构，通过在轴瓦本体开出大小合适、排列有序的润滑孔穴，并在润滑孔穴内嵌入固体润滑剂，由于采用了固体润滑剂，固体润滑剂的线膨胀系数大于金属基体，当开始运转时，固体润滑剂的膨胀速度比基体快同时受挤压等作用、固体润滑剂会转移到对磨件上实现自润滑，所以在钻井泵在载荷较大、转速较低的运转中建立完全油膜较困难的情况下，也能起到良好的润滑作用，不会发生轴瓦和连杆轴颈摩擦副的金属直接干摩擦情况发生。其中轴瓦本体的材质为黄铜，其组分质量百分比为Zn 25% 沈％，Al 5. 5% 6%， Fe 2. 5% 3. 2%, Mn 3. 14% 4%，余量为 CU。所述固体润滑剂为石墨。
所述轴瓦本体由主承重轴瓦和副承重轴瓦拼合而成，在所述主承重轴瓦与副承重轴瓦的结合处内壁开有槽，所述槽沿轴线方向布置。在所述副承重轴瓦内壁开有储油槽，所述储油槽沿内壁圆周方向布置。所述副承重轴瓦上开有定位孔。在所述主承重轴瓦与副承重轴瓦结合处为基准的士30°范围内为减薄区，所述减薄区从两头向结合处逐渐减薄。这种设计有利于在减薄区形成一定油楔和储存少量的磨屑。所述槽宽度为25 30mm，深度为广1. 5mm，长度比轴瓦宽度每边短5 8mm ；所述储油槽的宽度为18 20mm，深度为3 4mm ；所述定位孔的的直径为Φ 10 Φ 12mm，深度为5 6mm ； 所述减薄区厚度为0. 04 0. 06mm。优选的所述槽宽度为27mm，深度为1. 2mm，长度比轴瓦宽度每边短6mm ；所述储油槽的宽度为19mm，深度为3. 5mm ；所述定位孔的的直径为Φ 11mm，深度为5. 5mm ；所述减薄区厚度为0. 05mm。优选的所述Si为27%，Al为5. 8%, Fe为2. 8%, Mn为3. 6%,余量为CU。有益效果本发明结构简单、通过润滑孔穴及固体润滑剂的设计解决了钻井泵在低转速、高载荷情况下润滑不好的问题。
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中 图1本发明的结构示意图2为图1的A-A剖视图； 图3为图1的仰视图。
具体实施例方式如图1、2、3所示一种用于钻井泵连杆的轴瓦，包括轴瓦本体，所述轴瓦本体上开有润滑孔穴，所述润滑孔穴内设置有固体润滑剂。其中轴瓦本体的材质为黄铜，其组分质量百分比为Zn 25% 沈％，Al 5. 5% 6%， Fe 2. 5% 3. 2%, Mn 3. 14% 4%，余量为 CU。所述固体润滑剂为石墨。所述轴瓦本体由主承重轴瓦和副承重轴瓦拼合而成，在所述主承重轴瓦与副承重轴瓦的结合处内壁开有槽，所述槽沿轴线方向布置。在所述副承重轴瓦内壁开有储油槽，所述储油槽沿内壁圆周方向布置。所述副承重轴瓦上开有定位孔。在所述主承重轴瓦与副承重轴瓦结合处为基准的士30°范围内为减薄区，所述减薄区从两头向结合处逐渐减薄。所述槽5宽度为25 30mm，深度为广1. 5mm，长度比轴瓦宽度每边短5 8mm ；所述储油槽6的宽度为If 20mm，深度为3 4mm ；所述定位孔7的的直径为Φ 1(Γφ 12mm，深度为 5 6mm ；所述减薄区8厚度为0. 04^0. 06mm。优选的所述槽5宽度为27mm，深度为1. 2mm，长度比轴瓦宽度每边短6mm ；所述储油槽6的宽度为19mm，深度为3. 5mm ；所述定位孔7的的直径为Φ 11mm，深度为5. 5mm ；所述减薄区8厚度为0. 05mm。具体的讲轴瓦根据转速的不同，同样可以承受高承载、低转速的工作要求。分两种材料分别给予叙述。当轴瓦与曲轴的连杆轴颈相对运动的线速度较低时，轴瓦的基体材质选用 CuZn25A16Fe3Mn4黄铜，然后在基体的材料上开出大小适当、排列有序的孔穴，在孔穴中嵌入具有自润滑性能的成型固体润滑剂。固体润滑剂面积一般为摩擦面积的25%。由于基体材料是Cu&i25A16Fe3Mn4的黄铜，抗拉强度可达790MPa/mm2、屈服强度可达490 MPa/mm2、延伸率可达17%、硬度可达HB210-230，极限动载荷达30MPa，极限动载荷达30MPa，最高使用温度可以到达300摄氏度。由于采用了固体润滑剂，固体润滑剂的线膨胀系数大于金属基体， 开始运转时，固体润滑剂会转移到对磨件上实现自润滑，所以在钻井泵在载荷特别大(比压到达30MPa)、转速特别低(lm/s)的连续100小时的运转中建立完全油膜较困难的情况下， 也能起到良好的润滑作用，不会发生轴瓦和连杆轴颈摩擦副的金属直接干摩擦情况发生。连杆轴瓦本体的副承重轴瓦，在其内圆上设计有储油槽和槽。连杆轴瓦的主承重轴瓦部分，在该部分内圆上只设计有槽。这样设计可以增大主承重轴瓦的承压面积，降低比压，有利于连杆轴瓦的使用寿命。(对于钻井泵来讲，由于运动受力的关系存在主承重部分和副承重部分，当钻井泵将泥浆压出时会产生非常大的相互作用力，此时轴瓦的相互作用部分为主承重部分，而当连杆收回时相互作用力小很多，此时轴瓦的相互作用部分为副承重部分)
在副承重轴瓦的外壁上设计有限制旋转自由度的定位孔，可以保证连杆轴瓦主承重轴瓦和副承重轴瓦部分的相互位置关系固定，达到设计的预期要求。
权利要求
1.一种用于钻井泵连杆的轴瓦，包括轴瓦本体，其特征在于所述轴瓦本体上开有润滑孔穴(1)，所述润滑孔穴(1)内设置有固体润滑剂(2 )。
2.根据权利要求1所述的一种用于钻井泵连杆的轴瓦，其特征在于其中轴瓦本体的材质为黄铜，其组分质量百分比为Zn 25% 26%，Al 5. 5% 6%，Fe 2. 5% 3. 2%, Mn 3. 14% 4%，余量为CU0
3.根据权利要求1或2所述的一种用于钻井泵连杆的轴瓦，其特征在于所述固体润滑剂(2)为石墨。
4.根据权利要求3所述的一种用于钻井泵连杆的轴瓦，其特征在于所述轴瓦本体由主承重轴瓦(3)和副承重轴瓦(4)拼合而成，在所述主承重轴瓦(3)与副承重轴瓦(4)的结合处内壁开有槽(5)，所述槽(5)沿轴线方向布置。
5.根据权利要求4所述的一种用于钻井泵连杆的轴瓦，其特征在于在所述副承重轴瓦(4)内壁开有储油槽(6)，所述储油槽(6)沿内壁圆周方向布置。
6.根据权利要求4所述的一种用于钻井泵连杆的轴瓦，其特征在于所述副承重轴瓦 (4)上开有定位孔(7)。
7.根据权利要求4所述的一种用于钻井泵连杆的轴瓦，其特征在于在所述主承重轴瓦(3)与副承重轴瓦(4)结合处为基准的士30°范围内为减薄区(8)，所述减薄区(8)从两头向结合处逐渐减薄。
8.根据权利要求7所述的一种用于钻井泵连杆的轴瓦，其特征在于所述槽(5)宽度为25 30mm，深度为广1. 5mm，长度比轴瓦宽度每边短5 8mm ；所述储油槽(6)的宽度为 18 20mm，深度为3 4mm ；所述定位孔(7)的的直径为Φ 1(Γφ 12mm，深度为5 6mm ；所述减薄区(8)厚度为0. 04 0. 06mm。
9.根据权利要求8所述的一种用于钻井泵连杆的轴瓦，其特征在于所述槽(5)宽度为27mm，深度为1. 2mm，长度比轴瓦宽度每边短6mm ；所述储油槽(6)的宽度为19mm，深度为 3. 5mm ；所述定位孔(7)的的直径为Φ 11mm，深度为5. 5mm ；所述减薄区(8)厚度为0. 05mm。
10.根据权利要求2所述的一种用于钻井泵连杆的轴瓦，其特征在于所述Si为27%， Al 为 5. 8%, Fe 为 2. 8%, Mn 为 3. 6%,余量为 CU。
全文摘要
本发明公开了一种用于钻井泵连杆的轴瓦，包括轴瓦本体，所述轴瓦本体上开有润滑孔穴(1)，所述润滑孔穴(1)内设置有固体润滑剂(2)。本发明结构简单、通过润滑孔穴及固体润滑剂的设计解决了钻井泵在低转速、高载荷情况下润滑不好的问题。
文档编号F04B53/00GK102454593SQ20101052384
公开日2012年5月16日 申请日期2010年10月29日 优先权日2010年10月29日
发明者黄顺俊 申请人:四川宏华石油设备有限公司