专利名称：一种牙轮锁紧结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种石油、地质钻井用牙轮钻头的牙轮锁紧结构。牙轮钻头上有承担载荷的轴颈，其上装有可转动的牙轮。牙轮锁紧结构的作用就是要将牙轮锁在钻头轴颈上。
目前，得到应用的牙轮锁紧结构大致有三种。第一种是采用传统的钢球锁紧结构，即在牙轮内孔和轴颈上各开一个半圆环槽，将一定数量的钢球装入槽中，从而锁住牙轮。第二种是采用弹性开口卡簧锁紧结构，例如美国专利U.S.Pat.No.4,491,428，其方法是在轴颈上开一个能完全容纳一个弹性开口卡簧的组装环槽，在牙轮内孔开一个深度小于卡簧截面直径的锁紧环槽。安装时，首先将卡簧钳压到轴颈组装槽内，再将牙轮套装到轴颈上。当牙轮套装到位时，卡簧将靠自身的弹性弹开卡入牙轮锁紧槽中，从而锁紧牙轮。第三种是采用螺纹卡块锁紧结构，例如美国专利U.S.Pat.No.4,911,255，其方法是在轴颈上开一个锁紧环槽，锁紧件是由两半组合成的圆环卡块，卡块的外径面上带有螺纹，牙轮内孔有一段与卡块外径面上螺纹相配合的内螺纹。安装时，首先将两半卡块合拢卡入轴颈锁紧槽内，再将牙轮套装到轴颈上，并让卡块与牙轮内孔的螺纹旋合到位，从而达到锁紧牙轮的目的。目前的这几种牙轮锁紧结构都存在着一些不足第一种结构在轴承面出现一定磨损后，钢球易承受钻头工作载荷而磨损和碎裂，导致锁紧失效；第二种结构在牙轮轴承面出现一定磨损后，开口卡簧在牙轮外脱力的作用下会受到向组装槽挤压的分力，可将卡簧挤出牙轮锁紧槽而使锁紧失效；第三种结构由于采用了螺纹连接形式，难免带有应力集中，加工复杂等缺点，同时，在轴承面磨损后，卡块也会直接承受钻头工作载荷而损坏。
本实用新型的目的在于提供一种牙轮锁紧结构，它在钻头轴承发生较大磨损后，也可避免锁紧件承受钻头工作载荷，确保锁紧安全可靠。
本实用新型的目的是这样实现的在牙掌轴颈的一个截面圆周上，按一定间隔钻锁紧销孔，再在牙掌轴颈上钻塞销孔与锁紧销孔连通；在牙轮内孔与轴颈锁紧销孔相对应的位置车一个环形锁紧槽。安装时，首先在每个锁紧销孔内插一根截面为圆形或者鼓形等形状的锁紧销，并让锁紧销完全进入锁紧销孔内，再将牙轮装到轴颈上。从塞销孔装入一个球体、正方体、或者圆柱体之类的锁紧销推动件，例如钢球，将锁紧销从锁紧销孔中向牙轮锁紧槽推，当锁紧销推动件与锁紧销端面接触上时，锁紧销的另一端则完全进入牙轮锁紧槽。然后用一根塞销将塞销孔堵死，从而将牙轮锁在轴颈上。当钻头工作时，如果轴颈轴承面受力边和牙轮轴承面出现磨损，在钻头工作载荷作用下，牙轮轴承中心线将不再与轴颈中心线重合，而是向轴颈轴承非受力边偏移。这时，牙轮锁紧槽底将会把轴颈轴承受力边的锁紧销向锁紧销孔内推进，锁紧销推动锁紧销推动件，锁紧销推动件又会将轴颈轴承非受力边的锁紧销从锁紧销孔中向外推，使所有的锁紧销都仍旧卡在牙轮锁紧槽内，而且所有的锁紧锁仍然不承受钻头工作载荷。
本实用新型与现有几种牙轮锁紧结构相比，最大的优点是在钻头轴承发生比较严重的磨损后，锁紧件也不会承受钻头工作载荷，有效地延长了锁紧寿命。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是采用本实用新型的牙轮钻头局部剖面图；图2、图3、图4是本实用新型的第一种锁紧结构实例；图5、图6、图7是本实用新型的第二种锁紧结构实例；图8、图9、
图10是本实用新型的第三种锁紧结构实例；图2、图5和图8是装入锁紧销推动件前的状态；图3、图6和图9是装入锁紧销推动件后的状态；图4、图7和
图10是钻头轴承磨损后的状态。
图中1、牙掌2、润滑脂孔；3、O形橡胶圈；4、轴颈；5、牙轮；6、牙轮锁紧槽；9、锁紧销推动件；12、塞销孔；13、塞销；7、10、18、19、22、锁紧销孔；8、11、20、21、23、锁紧销；14、磨损后的轴颈轴承面；15、磨损后的牙轮轴承面；16、牙轮轴承中心线；17、轴颈中心线；24、25、26、27、28、锁紧销端面。
本实用新型第一种锁紧结构实例如
图1和图2所示，牙掌1的轴颈4上装有可旋转的用于破岩的牙轮5。润滑脂孔2给钻头轴承提供润滑脂，O形橡胶圈3为钻头轴承提供密封。牙轮5的内孔有一个环形锁紧槽6，轴颈4上有与塞销孔12连通的两个锁紧销孔7和10。安装时，如图2所示，首先在锁紧销孔7和10中分别插入截面形状为鼓形的锁紧销8和11，再将牙轮5套装到轴颈4上。再按
图1和图3所示，从塞销孔12装入球体的锁紧销推动件9，将锁紧销孔7和10中的锁紧销8和11向牙轮锁紧槽6推，当锁紧销推动件9与锁紧销8和11的端面24和25接触上时，锁紧销8和11的另一端则完全进入牙轮锁紧槽6。然后用一根塞销13将塞销孔12堵住焊死，从而将牙轮5锁在轴颈4上。当钻头工作时，如图4所示，如果轴颈4和牙轮5的轴承面出现磨损，在工作载荷作用下，牙轮轴承中心线16将与轴颈中心线17偏离。这时，锁紧销8和11与锁紧销推动件9将在锁紧销孔7和10中随着牙轮一起移动，使锁紧销8和11的端部仍旧卡在牙轮锁紧槽6内，而且锁紧销8和11仍然不承受钻头工作载荷。
本实用新型第二种锁紧结构实例如
图1和图5所示，牙掌1的轴颈4上装有可旋转的用于破岩的牙轮5。润滑脂孔2给钻头轴承提供润滑脂，O形橡胶圈3为钻头轴承提供密封。牙轮5的内孔有一个环形锁紧槽6，轴颈4上有与塞销孔12连通的四个锁紧销孔7、10、18和19。安装时，如图5所示，首先在锁紧销孔7、10、18和19中分别插入截面形状为鼓形的锁紧销8、11、20和21，再将牙轮5套装到轴颈4上。冉按
图1和图6所示，从塞销孔12装入球体的锁紧销推动件9，将锁紧销孔7、10、18和19中的锁紧销8、11、20和21向牙轮锁紧槽6推，当锁紧销推动件9与锁紧销8、11、20和21的端面24、25、26和27接触上时，锁紧销8、11、20和21的另一端则完全进入牙轮锁紧槽6。然后用一根塞销13将塞销孔12堵住焊死，从而将牙轮5锁在轴颈4上。当钻头工作时，如图7所示，如果轴颈4和牙轮5的轴承面出现磨损，在工作载荷作用下，牙轮轴承中心线16将与轴颈中心线17偏离。这时，锁紧销8、11、20和21与锁紧销推动件9将在锁紧销孔7、10、18和19中随着牙轮一起移动，使锁紧销8、11、20和21的端部仍旧卡在牙轮锁紧槽6内，而且锁紧销8、11、20和21仍然不承受钻头工作载荷。
本实用新型第三种锁紧结构实例如
图1和图8所示，牙掌1的轴颈4上装有可旋转的用于破岩的牙轮5。润滑脂孔2给钻头轴承提供润滑脂，O形橡胶圈3为钻头轴承提供密封。牙轮5的内孔有一个环形锁紧槽6，轴颈4上有与塞销孔12连通的三个锁紧销孔7、10和22。安装时，如图8所示，首先在锁紧销孔7、10和22中分别插入截面形状为鼓形的锁紧销8、11和23，再将牙轮5套装到轴颈4上。再按
图1和图9所示，从塞销孔12装入球体的锁紧销推动件9，将锁紧销孔7、10、和22中的锁紧销8、11和23向牙轮锁紧槽6推，当锁紧销推动件9与锁紧销8、和11的端面24、25和28接触上时，锁紧销8、11和23的另一端则完全进入牙轮锁紧槽6。然后用一根塞销13将塞销孔12堵住焊死，从而将牙轮5锁在轴颈4上。当钻头工作时，如
图10所示，如果轴颈4和牙轮5的轴承面出现磨损，在工作载荷作用下，牙轮轴承中心线16将与轴颈中心线17偏离。这时，锁紧销8、11和23与锁紧销推动件9将在锁紧销孔7、10和22中随着牙轮一起移动，使锁紧销8、11和23的端部仍旧卡在牙轮锁紧槽6内，而且锁紧销8、11和23仍然不承受钻头工作载荷。
权利要求1．一种牙轮锁紧结构，其特征是锁紧结构由锁紧销、锁紧销推动件、塞销、牙轮锁紧槽，以及牙掌轴颈上的锁紧销孔和塞销孔等组成，塞销孔与锁紧销孔相连通，锁紧销推动件则放置在该连通处，锁紧销孔中的锁紧销一端插入牙轮锁紧槽，另一端的端面与锁紧销推动件相接触，锁紧销可在锁紧销孔中随着牙轮的径向移动而移动。
2．根据权利要求1所述的一种牙轮锁紧结构，其特征是牙掌轴颈上至少有两个相通的锁紧销孔，连通处的锁紧销推动件至少与两个锁紧销的端面相接触。
3．根据权利要求1或权利要求2所述的一种牙轮锁紧结构，其特征是锁紧销推动件是钢球，钢球的半径比塞销孔的半径小，但至少等于牙轮锁紧槽的深度。
4．根据权利要求1或权利要求2所述的一种牙轮锁紧结构，其特征是锁紧销的截面为鼓形。
专利摘要本实用新型提供了一种牙轮锁紧结构,它由锁紧销、锁紧销推动件、塞销、牙轮锁紧槽,以及牙掌轴颈上的锁紧销孔和塞销孔等组成。锁紧销孔与塞销孔相连通。锁紧销推动件从塞销孔进入该连通处,与锁紧销孔中的锁紧销端面相接触,同时将锁紧销的另一个端部推入牙轮锁紧槽,然后用一根塞销将塞销孔堵死,从而将牙轮锁在牙掌轴颈上,锁紧安全可靠。
文档编号E21B10/08GK2344536SQ9823565
公开日1999年10月20日 申请日期1998年4月24日 优先权日1998年4月24日
发明者金志勋, 程永, 夏丰收, 李爱军 申请人:江汉石油管理局钻头厂