专利名称：一种设有固体润滑剂的牙轮钻头轴承结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种设有固体润滑剂的牙轮钻头轴承结构，特别涉及一种设有固体润滑剂的矿用牙轮钻头滚柱轴承结构。
背景技术：
矿用牙轮钻头的轴承多为开启式结构，通过压缩空气冷却轴承，其承受着超高接触应力(2000～3000MPa)、高频多冲载荷。虽然总装时在牙轮钻头的轴承部分注入了润滑油脂，但由于牙轮钻头使用时受压缩空气的作用，所注入的润滑油脂瞬时即被吹出而荡然无存，实际上轴承系统仍处于无润滑的干磨状况下运行，工作环境恶劣，摩擦升温也引发表面硬度降低，磨损加快，在整个磨损过程(磨合磨损、稳定磨损和剧烈磨损)中，稳定磨损阶段时间很短，所以轴承寿命低，通常整个轴承寿命在20～100小时。
大量的调查表明，矿用牙轮钻头的失效约70～80％是轴承的早期失效引起的[鞍山黑色冶金矿山设计研究院，长沙矿山研究院.国外牙轮钻机，冶金工业出版社，1980.1；刘正模.提高矿用牙轮钻头轴承寿命的途径.矿山机械，1989(12)10-15；从善海等.矿用牙轮钻头轴承系统热处理强化.矿山机械，2001(3)20-21]，牙轮钻头的滚柱轴承承受着牙轮全部径向载荷的80％[陈玉凡.矿山机械(钻孔机械部分).冶金工业出版社，1981.9276-277]，可见，轴承寿命是钻头寿命的关键。轴承系统中各配对摩擦副的材料、热处理的组织性能与摩擦副寿命有重大关系，围绕着提高矿用牙轮钻头轴承寿命的课题，业内工作者从材料强化方面投入了大量的精力和财力，虽然进步不小，但结果仍不理想。
固体润滑材料的出现为改善矿用牙轮钻头轴承的润滑和运行状况提供了基础。美国专利(us4381824 Drill bit lubrication system)对牙轮钻头的滚珠轴承和滚柱轴承采用保持架和弹簧加压固体润滑剂结构。需要设置相应的附加装置，结构复杂，制作难度大。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种结构简单、设置合理的具固体润滑剂的牙轮钻头轴承结构，以使牙轮钻头轴承在运行过程中获得润滑。
本实用新型为解决上述问题所提出的技术方案为包括牙轮1内孔所形成的轴承外滚道和牙掌轴颈3所形成的轴承内滚道，在内、外滚道之间安设有滚柱2，其不同之处在于在内滚道和/或外滚道与滚柱之间的空隙中安设有条状固体润滑剂4。
按上述方案，所述的条状固体润滑剂为圆柱状或三菱柱状；可在牙轮的止推面上开槽并镶嵌块状固体润滑剂7；也可在牙掌轴颈的止推面上开槽并镶嵌块状固体润滑剂；还可在轴承的内、外滚道表面涂覆一层固体润滑剂。
本实用新型的固体润滑剂可为非金属基固体润滑剂(聚四氟乙烯基填充型)，或者为金属基固体润滑剂(铜基粉末冶金型、铸造铝-锌基型)。
本实用新型的有益效果在于1.通过在牙轮钻头轴承的滚道中及止推面上设置固体润滑剂，当牙轮转动时，牙轮和滚柱绕牙爪转动，推动固体润滑剂运动，从而在各摩擦副表面形成转移膜，隔离了摩擦副表面的直接接触，同时，牙轮和牙掌的止推面在滑动摩擦过程中形成覆盖整个摩擦表面的转移膜，该转移膜隔离了摩擦副表面的直接接触，这样就使原来摩擦副之间的干摩擦变成与转移膜之间的润滑摩擦，收到了降低摩擦系数、减少摩擦磨损的效果；2.结构简单，易于制作和实现，可改善长期以来矿用牙轮钻头轴承系统在无润滑、干摩擦状态下工作所引起的早期失效问题，有效地推迟矿用牙轮钻头轴承系统出现剧烈磨损的时间，提高了矿用牙轮钻头轴承系统的使用寿命，从而有效提高矿用牙轮钻头的使用寿命。
图1为本实用新型一个实施例的剖面结构图。
图2为本实用新型第二个实施例的剖面结构图。
图3为本实用新型第三个实施例的剖面结构图。
图4为本实用新型第四个实施例的剖面结构图。
图5为本实用新型第五个实施例的剖面结构图。
图6为本实用新型第六个实施例的剖面结构图。
图7为本实用新型第七个实施例的剖面结构图。
图8为本实用新型牙轮止推面部分一种结构的正视图。
图9为本实用新型牙轮止推面部分另一种结构的正视图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型的实施例。
第一个实施例如图1、8、9所示，包括有牙轮1和牙掌轴颈3，牙轮内孔形成轴承外滚道，牙掌轴颈形成轴承内滚道，在内、外滚道之间安设有滚柱2，在内滚道与滚柱之间的空隙中安设有条状固体润滑剂4，条状固体润滑剂为圆柱状固体润滑剂。此外，在牙轮1的止推面上，包括小止推面5和大止推面6上开槽并镶嵌块状固体润滑剂7，槽的宽度为3～4mm，深度为2～3mm，在小止推面上可开设一条穿过中心的直槽，在大止推面上沿周向均分开设多条直槽，直槽可沿径向布设，如图9所示，也可向一侧偏斜，呈叶轮状，如图8所示，槽内镶嵌与槽形状相同的块状固体润滑剂。
第二个实施例如图2所示，它与上一个实施例的主要不同之处在于在内、外滚道与滚柱之间的空隙中交错安设圆柱状固体润滑剂。
第三个实施例如图3所示，它与第一个实施例的主要不同之处在于在外滚道与滚柱之间的空隙中跳格(每两格)安设有圆柱状固体润滑剂，内滚道与滚柱之间的空隙中均安设有圆柱状固体润滑剂。
第四个实施例如图4所示，它与第一个实施例的主要不同之处在于在内、外滚道与滚柱之间的空隙中均安设圆柱状固体润滑剂。
第五个实施例如图5所示，它与第一个实施例的主要不同之处在于所安设的条状固体润滑剂为三菱柱状固体润滑剂。
第六个实施例如图6所示，它与第五个实施例的不同是在于在内滚道与滚柱之间的空隙中跳格安设有三菱柱状固体润滑剂。
第七个实施例如图7所示，它的特点是在内、外滚道与滚柱之间的空隙中交错安设三菱柱状固体润滑剂。其它部分与第一个实施例相同。
权利要求1.一种设有固体润滑剂的牙轮钻头轴承结构，包括牙轮内孔所形成的轴承外滚道和牙掌轴颈所形成的轴承内滚道，在内、外滚道之间安设有滚柱，其特征在于在内滚道和/或外滚道与滚柱之间的空隙中安设有条状固体润滑剂。
2.根据权利要求1所述的设有固体润滑剂的牙轮钻头轴承结构，其特征在于所述的条状固体润滑剂为圆柱状或三菱柱状。
3.根据权利要求1或2所述的设有固体润滑剂的牙轮钻头轴承结构，其特征在于在牙轮的止推面上开槽并镶嵌块状固体润滑剂。
4.根据权利要求1或2所述的设有固体润滑剂的牙轮钻头轴承结构，其特征在于在牙掌轴颈的止推面上开槽并镶嵌块状固体润滑剂。
5.根据权利要求1或2所述的设有固体润滑剂的牙轮钻头轴承结构，其特征在于在轴承的内、外滚道表面涂覆一层固体润滑剂。
6.根据权利要求1或2所述的设有固体润滑剂的牙轮钻头轴承结构，其特征在于所述的固体润滑剂为非金属基固体润滑剂，或者为金属基固体润滑剂。
7.根据权利要求1或2所述的设有固体润滑剂的牙轮钻头轴承结构，其特征在于在内、外滚道与滚柱之间的空隙中交错安设圆柱状或三菱柱状固体润滑剂。
8.根据权利要求1或2所述的设有固体润滑剂的牙轮钻头轴承结构，其特征在于在内、外滚道与滚柱之间的空隙中均安设圆柱状固体润滑剂。
9.根据权利要求3所述的设有固体润滑剂的牙轮钻头轴承结构，其特征在于在牙轮的止推面上，包括小止推面和大止推面上开槽并镶嵌块状固体润滑剂，槽的宽度为3～4mm，深度为2～3mm，在小止推面上开设一条穿过中心的直槽，在大止推面上沿周向均分开设多条直槽，槽内镶嵌与槽形状相同的块状固体润滑剂。
专利摘要本实用新型涉及一种设有固体润滑剂的牙轮钻头轴承结构，特别涉及一种设有固体润滑剂的矿用牙轮钻头滚柱轴承结构。它包括牙轮内孔所形成的轴承外滚道和牙掌轴颈所形成的轴承内滚道，在内、外滚道之间安设有滚柱，其特征在于在内滚道和/或外滚道与滚柱之间的空隙中安设有条状固体润滑剂。本实用新型的有益效果在于1.通过在牙轮钻头轴承的滚道中及止推面上设置固体润滑剂，当牙轮转动时，在各摩擦副表面形成转移膜，隔离了摩擦副表面的直接接触，收到了降低摩擦系数、减少磨损的效果；2.结构简单，易于制作和实现，有效地推迟矿用牙轮钻头轴承系统出现剧烈磨损的时间，提高了矿用牙轮钻头轴承系统的使用寿命，从而有效提高矿用牙轮钻头的使用寿命。
文档编号E21B10/08GK2688866SQ20042001781
公开日2005年3月30日 申请日期2004年4月20日 优先权日2004年4月20日
发明者从善海, 吴世友, 邱玲慧, 程永, 刘勇 申请人:江汉石油钻头股份有限公司