一种钢球锁紧轴承结构牙轮钻头的制作方法

专利名称：一种钢球锁紧轴承结构牙轮钻头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种牙轮钻头，特别是涉及一种钢球锁紧轴承结构牙轮钻头。
背景技术：
石油钻井用的牙轮钻头尤其是小型钻头的轴承结构，牙爪轴径的偏心、磨损、常常影响钻头的安全使用寿命，是钻头设计的难点，一般牙轮钻头的安全锁紧装置的钢球，设计在牙爪轴颈的中部，如中国专利号为ZL00229763。9的《一种滑动衬套轴承结构牙轮钻头》即是如此，同时在牙爪轴径上通常仅设有一副浮动套，牙轮钻头的径向负荷较大，牙轮钻头易从牙爪或牙轮轴承中部断裂，从而影响了钻头使用寿命。
实用新型内容本实用新型就是要提供一种牙爪轴径不易断裂，牙轮钻头径向受力均恒，牙轮钻头不易偏心磨损，大大延长钻头使用寿命的一种钢球锁紧轴承结构的牙轮钻头。
本实用新型的技术方案是这样来实现的，它包括牙爪、密封圈、牙轮、浮动套、大小垫圈等构成，在牙爪轴颈的根部开有轴颈槽，用于安全锁紧的钢球安装于轴颈槽内，在连续两级轴径牙爪轴径及牙爪小轴径上分别对应设有连续两级的浮动套。
在牙轮上与牙爪轴径、牙爪小轴径相匹配处径向分别装有大、小垫圈。
钢球轴颈槽的底径d1大于牙爪轴颈直径d2。
牙爪轴径的直径d2为25～100毫米，长度L2为15～50毫米，牙爪小轴颈的直径d3为12～50毫米，长度L3为10～50毫米。
浮动套、大、小垫圈的厚度为2～5毫米。
在大、小垫圈上分别设有通油孔。
本实用新型由于采用上述结构，用安全锁紧钢球安装在牙爪轴颈的根部，加大了球道轴颈即轴颈槽的空间，排除了牙爪或牙轮从中部断裂的情况，提高了牙轮、牙爪的强度，减少了钢球锁紧结构的受力，优化了牙轮钻头的轴承结构。同时钢球锁紧结构前移，便于加工和整理，提高了轴承结构的同心度，减少牙轮晃动，也提高了钻头的稳定性和承载能力。
本实用新型采用连续两级浮动套，同时承担径向负荷，增大了接触面积，延长了轴承副的使用寿命，设有大小垫圈，当大垫圈有磨损时，小垫圈即进入接触，分担了部分轴向压力。由于钢球锁紧结构处在轴承结构的上部，钢球与钢球，钢球轴颈槽球道，浮动套和垫圈牙爪轴颈之间有间隙储存有较多的润滑脂，有利于轴承副的润滑，也大大延长了钻头的安全使用寿命。其结构简单，性能优越，安全可靠，便于加工制造。
钢球锁紧结构前移后，即使配置不用浮动套的连续两级普通滑动轴承，也比常规的轴承结构优越得多，优化了轴承副的受力结构，提高了安全性能。
本实用新型可适用于单牙轮、二牙轮、三牙轮等各种型式的牙轮钻头，尤其适用于石油深层钻井用的牙轮钻头。


图1为本实用新型结构示意图。
图2为本实用新型轴颈及轴颈槽示意图。
图中1、牙爪，2、密封圈，3、钢球，4、牙爪轴径，5、牙轮，6、8、浮动套，7、9、大、小垫圈，10、轴颈槽，11、牙爪小轴径。
具体实施方式
如图1、2所示，在牙轮钻头牙爪轴颈的根部开有牙爪轴颈槽10亦即轴颈钢球球道，钢球锁紧结构中的钢球3置于轴颈槽10内，在连续两级的牙爪轴径4、牙爪小轴径11上分别设有连续两级浮动套6、8，采用连续两级浮动套同时承担牙轮钻头径向负荷，增大了接触面积，延长了轴承副的使用寿命，牙爪轴径4，牙爪小轴承11与牙轮5径向接触的部分分别设有大垫圈7、小垫圈9，在保证大垫圈7紧密贴合的前提下，即牙爪轴径4的径向与大垫圈7、牙轮5相紧密接触，小垫圈9则保留微量的间隙，即牙爪小轴径11与牙轮5的横向之间有缝隙，在钻孔时当大垫圈7有轻微磨损时，小垫圈9即进入接触，分担轴向部分压力，浮动套6、8采用开口式或闭环式，与轴颈配合时，开口式浮动套有轻度过盈匹配，闭环式则设有间隙，同时在其上设有油孔。对牙轮钻头直径较大的可设计多级浮动套如三级浮动套，垫圈的外径应能挡住浮动套的轴向移动。本实用新型钢球锁紧结构处在轴承结构的上部，钢球与钢球、钢球与轴颈槽、浮动套和垫圈与牙爪轴颈之间有不少间隙，可储存较多润滑脂，有利于轴承副的润滑，因此大大延长本实用新型的安全使用和寿命。
权利要求1.一种钢球锁紧轴承结构牙轮钻头，包括牙爪(1)、密封圈(2)、牙轮(5)、浮动套(6、8)，大垫圈(7)、小垫圈(9)等构成，其特征是在牙爪(1)轴颈的根部开有轴颈槽(10)，用于安全锁紧的钢球(3)安装于轴颈槽(10)内，在连续两级轴径牙爪轴径(4)及牙爪小轴径(11)上分别对应设有连续两级的浮动套(6、8)。
2.根据权利要求1所述的一种钢球锁紧轴承结构牙轮钻头，其特征是在牙轮(5)上与牙爪轴径(4)、牙爪小轴径(11)相匹配处径向分别装有大垫圈(7)及小垫圈(9)。
3.根据权利要求1所述的一种钢球锁紧轴承结构牙轮钻头，其特征是钢球轴颈槽的底径d1大于牙爪轴颈(4)直径d2。
4.根据权利要求1所述的一种钢球锁紧轴承结构牙轮钻头，其特征是牙爪轴径(4)的直径d2为25-100毫米，长度L2为15-50毫米，牙爪小轴颈(11)的直径d3为12-50毫米，长度L3为10-50毫米。
5.根据权利要求1或2所述的一种钢球锁紧轴承结构牙轮钻头，其特征是浮动套(6、8)、大垫圈(7)、小垫圈(9)的厚度为2-5毫米。
6.根据权利要求5所述的一种钢球锁紧轴承结构牙轮钻头，其特征是在大垫圈(7)、小垫圈(9)上分别设有通油孔。
专利摘要本实用新型公开了一种钢球锁紧轴承结构牙轮钻头，其是采用一种钢球锁紧连续两级浮动套的轴承结构，钢球锁紧轴承结构设置在靠近牙爪轴颈的根部，使其具有结构紧凑，加工、调整方便，提高了钻头的稳定性和承载能力，延长了轴承副的使用寿命；可适用于单牙轮、二牙轮、三牙轮等型的牙轮钻头，结构简单，性能优越，安全实用可靠；是石油深层钻井的最佳牙轮钻头。
文档编号E21B10/22GK2670577SQ20032012413
公开日2005年1月12日 申请日期2003年12月24日 优先权日2003年12月24日
发明者易楠辉, 涂小芳, 徐延金 申请人:江西省宜春飞龙钻头制造有限公司