专利名称：牙轮钻头的波形双端面弹性金属密封环的制作方法
技术领域：
本实用新型属于密封件，具体地说是利用波形双端面弹性金属密封环作为牙轮钻头的密封元件。适用于各种破碎岩石用密封式牙轮钻头。
本实用新型的技术方案是一种牙轮钻头的波形双端面弹性金属密封环，它由牙掌、牙掌轴及牙轮，牙轮装于牙掌衔接的牙掌轴上，其特征是在牙掌与牙掌轴衔接根部的牙轮孔槽中，设有具有弹性变形能力和密封能力由弹性材料制成的中部具有波纹段，波纹段两端制有与牙掌轴平面接触的带有双端面的密封环。
上述的密封环的波形制成C型或S型。
上述的密封环的波形数量为1～10个。
上述的密封环的波形壁厚可为异形壁厚，壁厚范围为0.01～3mm。
上述的密封环在自由状态下的总高度大于牙掌和牙轮形成的密封区域的最大高度。
在密封环接触的牙掌与牙轮之间的密封处增加有环形密封垫。
上述的密封环密封端面刷镀、喷涂各种软金属或浸渍各种润滑性好的非金属。
本实用新型与现有密封技术相比的优越性在于1、结构简单、紧凑。其密封环本身具有弹性和良好的变形能力。作为密封件时，不需要现行金属端面密封装置中橡胶圈作供能圈和辅助密封元件，所需密封空间小。
2、适应高速能力强。其密封环是通过金属与金属面的接触实现密封，与橡胶相比，其摩擦系数低，适应高转速能力强。
3、适应温度范围广。现行橡胶密封限制了使用温度，而本金属密封环密封消除了非金属件。使用温度可达200℃以上。
4、现行密封装置繁杂、元件多，增加了制造工序和成本。本密封环集合了弹性功能和密封功能，消除了辅助元件，减少了加工工序，降低了制造成本。
5、占用空间小。本金属密封环占用空间仅是现行密封的二分之一至三分之二。节约了空间，延长了使用寿命。
图2是本实用新型C型密封环剖面放大图。
图3是本实用新型密封环异形壁厚剖面放大图。
图4是本实用新型S型密封环剖面放大图。
图5是本实用新型增加环形密封垫后剖面图。
图中1牙掌、2牙掌轴、3牙轮、4牙轮孔、5密封环、6密封环的双端面、7密封环的波纹段、8密封环的侧端面、9密封环的柱体段、10密封环的波形段外侧、11环形密封垫。
如
图1一种牙轮钻头的波形双端面弹性金属密封环，在牙掌1与牙掌轴2衔接根部的牙轮3孔槽中，设有具有轴向弹性变形能力和密封能力由弹性材料制成的中部具有C形或S形波纹段7，波纹段两端制有与牙掌轴2平面接触的带有双端面6的密封环5。改变密封环波纹段的数量、大小和壁厚，可调节密封环的变形能力。其密封环的波形壁厚可为异形壁厚，壁厚范围为0.01～3mm。密封环上与牙掌轴2和牙轮孔4的密封端面相接触的侧端面8是高精度的加工面，可实现良好的端面密封。防止牙轮钻头内部润滑脂的泄漏和外界钻进井液的侵入。侧端面的宽度结合散热性、耐磨性和密封表面的速度进行选择。为了降低加工要求和制造成本，保证密封端面的初期密封，可对密封环的密封端面刷镀、喷涂各种软金属或浸渍各种润滑性好的非金属。
图2、图4是密封环C、S型剖面放大图。密封环5主要由中部的C形或S形波纹段7、两端的密封侧端面8和柱体段9组成。中部波纹段的主要功能是为密封环提供一种轴向变形能力，在满足密封侧端面8密封所需的压紧力的同时还为密封环提供跟随牙轮轴向位移和窜动的能力。两端侧端面与波纹段间的柱体段9可以是圆柱体或锥柱体或两者的结合。用于防止因压缩变形而导致密封侧端面的歪斜，而且还可通过锥柱体来调节波纹壁厚与密封端面宽度之间的不同要求。密封环的自由高度大于牙掌和牙轮形成的密封区域的最大高度，以保证密封环的密封端面在牙轮随轴承轴向窜动时始终保持与牙掌和牙轮的密封端面紧密接触。
图3是密封环异形壁厚剖面放大图。密封环的波形段外侧10为了提高抗疲劳强度而加强了壁厚，密封侧端面8为了提高耐磨性而加大了宽度。
图4是本实用新型增加环形密封垫后剖面图。环形密封垫11分别装置于牙掌和牙轮上。目的降低牙轮和牙掌的加工要求，满足密封件表面的性能需要。
图5是本实用新型增加环形密封垫后剖面图。密封垫12放置在牙掌和牙轮上。
权利要求1.一种牙轮钻头波形金属双端面密封环，它由牙掌、牙掌轴及牙轮，牙轮装置于牙掌衔接的牙掌轴上，其特征是在牙掌与牙掌轴衔接根部的牙轮孔槽中，设有具有弹性变形能力和密封能力由弹性材料制成的中部具有波形，波形两端制有与牙掌轴平面接触的带有双端面的密封环。
2.根据权利要求1所述的牙轮钻头波形金属双端面密封环，其特征是上述的密封环的波形制成C型或S型。
3.根据权利要求1、2所述的牙轮钻头波形金属双端面密封环，其特征是上述的密封环的波形数量为1～10个。
4.根据权利要求1或2、3所述的牙轮钻头波形金属双端面密封环，其特征是上述的密封环的波形壁厚可为异形壁厚，壁厚范围为0.01～3mm。
5.根据权利要求1所述的牙轮钻头波形金属双端面密封环，其特征是上述的密封环在自由状态下的总高度大于牙掌和牙轮形成的密封区域的最大高度。
6.根据权利要求1所述的牙轮钻头波形金属双端面密封环，其特征是在密封环接触的牙掌与牙轮的密封处增加有环形密封垫。
专利摘要本实用新型提供一种牙轮钻头的波形双端面弹性金属密封环，它有中部具有弹性变形能力的C形和S形波纹段，波纹段两端制有双端面密封和防止两端密封面因压缩变形而歪斜的柱体段组成。两端的密封端面，在中部波纹段的弹力作用下，分别紧密地与牙掌和牙轮的密封端面相接触，实现金属双端面密封。本实用新型集橡胶圈密封和现行金属端面密封的优势于一体，又体现了本身的适应高速能力强、温度范围广，结构简单、紧凑，占用空间小，密封可靠、寿命长的优势。
文档编号F16J15/16GK2522602SQ0127916
公开日2002年11月27日 申请日期2001年12月25日 优先权日2001年12月25日
发明者幸发芬 申请人:天津市渤海石油机械有限公司