本发明涉及TC轴承技术领域，是一种防冲减震TC轴承和连接装置。
背景技术：
硬质合金轴承，简称为TC轴承；是采用采用高温炉烧结工艺方法，它由胎体与碳化钨粉和硬质合金，经烧结融为一体，后经机械加工而成；其回转支撑面上镶嵌有硬质合金，因此相较于一般轴承，其耐磨性更好，能够承载更大的负荷量，因此被广泛使用在石油钻井工具中；但在实际使用中发现，引起石油钻采工具失效最多原因，反而是TC轴承；经过失效分析发现，由于石油钻采施工过程中，石油钻采工具会受到的冲击和振动，一个突然的外加载荷冲击至少等效于其载荷值得两倍，冲击速度越快，振动频率越快，对于轴承的损害就越严重，而TC轴承采用的硬质合金虽然硬度高，但其冲击韧性差、脆性大、承受冲击和抗振能力低，受到井下冲击和振动下，TC轴承的硬质合金层极易断裂损坏，使用寿命大大降低；除此，井下的高温高压环境，也会对TC轴承性能产生影响；高温会导致轴承变形和材料的膨胀，使轴承的游隙发生变化，进一步对轴承的使用寿命造成影响；而高压工况下，由于预载荷大，轴承磨损严重，轴承的使用寿命也会大大降低。
技术实现要素：
本发明提供了一种防冲减震TC轴承和连接装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决石油钻采中，振动和冲击对轴承的损害严重，导致石油钻采工具中使用的轴承失效率高，使用寿命短的问题。
本发明的技术方案一是通过以下措施来实现的：一种防冲减震TC轴承，包括径向支撑静圈和径向支撑动圈组件；在径向支撑静圈外轴向限位安装有径向支撑动圈组件；径向支撑动圈组件包括滑动摩擦外筒、缓冲减震机构和外筒套；滑动摩擦外筒、缓冲减震机构和外筒套依次由内至外固定连接在一起；径向支撑静圈与滑动摩擦外筒的横向接合面上分别设有硬质合金耐磨层。
下面是对上述发明技术方案一的进一步优化或/和改进：
上述缓冲减震机构可采用弹性缓冲减震垫；弹性缓冲减震垫的外环面与外筒套硫化固定连接在一起；弹性缓冲减震垫内环面与滑动摩擦外筒硫化固定连接在一起。
上述弹性缓冲减震垫外环面上设有至少一道外环突，与外环突对应的外筒套的内筒壁上设有轴向限位凹槽，外环突硫化固定在轴向限位凹槽内；或/和，外筒套左端内设有减震垫安装卡槽，弹性缓冲减震垫左端外设有左环突，左环突外环面及右端面均硫化固定在减震垫安装卡槽右部内；在左环突左侧的滑动摩擦外筒外设有外环卡台，外环卡台套装在减震垫安装卡槽的左部内，外环卡台右端与左环突的左端面硫化连接在一起。
上述滑动摩擦外筒的右侧外可固定有推力轴片，径向支撑静圈的右侧外固定有向外突起的且与推力轴片滑动配合的推力座片；在推力轴片与推力座片的纵向接合面上分别设有硬质合金耐磨层；外筒套与推力轴片之间通过轴向缓冲减震机构连接在一起；轴向缓冲减震机构包括固定在外筒套的右端的弧面环台和固定在推力轴片左端的内弧面环套，弧面环台为外环面成左宽右窄圆弧形的环台，内弧面环套为内设有与弧面环台的外弧面相配合的弧形内孔，内弧面环套密封套装在弧面环台外，弧面环台右端面与内弧面环套的内右端面之间设有能使二者有沿着轴向相对移动的缓冲间距。
上述推力座片的左端可通过紧固件可拆装固定安装有座片耐磨圈，在座片耐磨圈的左端纵向接合面上设有硬质合金耐磨层；在推力轴片的右端通过紧固件固定安装有轴片耐磨圈，在轴片耐磨圈的右端纵向接合面上设有硬质合金耐磨层。
上述紧固件采用沉头螺栓，在内弧面环套右侧的推力座片上圆周分布有至少两个轴向贯穿的连接孔，连接孔为的右宽左窄的阶梯形的沉头孔；与沉头孔位置对应的座片耐磨圈上设有螺纹盲孔；在连接孔内内置有沉头螺栓，沉头螺栓的右端栓头置于沉头孔的宽径段内，沉头螺栓的左端穿过沉头孔窄径段通过螺纹固定安装在螺纹盲孔内；在推力轴片上圆周分布有至少两个轴向贯穿的轴片连接孔，轴片连接孔为的左宽右窄的阶梯形的轴片沉头孔；与轴片沉头孔位置对应的轴片耐磨圈上设有轴片螺纹盲孔；在轴片连接孔内内置有沉头螺栓，沉头螺栓的左端栓头置于沉头孔的宽径段内，沉头螺栓的右端穿过沉头孔窄径段通过螺纹固定安装在轴片螺纹盲孔内。
上述推力轴片的右端中部可设有向右延伸的中心轴筒，与中心轴筒对应的座片耐磨圈的左端中部设有与其对应的内卡槽，座片耐磨圈通过内卡槽扣装在中心轴筒上；中心轴筒及推力轴片的内端设有螺纹，并与滑动摩擦外筒右侧外端通过螺纹固定安装在一起；
上述外筒套的中部外可设有限位外环台，限位外环台右端与内弧面环套左端之间有轴向间距；在限位外环台上圆周分布有至少一个助力孔；或/和，滑动摩擦外筒的左端圆周分布有导流槽，对应导流槽的滑动摩擦外筒设有进浆的斜口；在径向支撑静圈与滑动摩擦外筒横向接合面右部设有润滑通道一，以及推力轴片与推力座片的纵向接合面下部圆周分布有与润滑通道一连通的润滑通道二。
本发明的技术方案二是通过以下措施来实现的：一种是用防冲减震TC轴承的连接装置，包括回转件、支撑件和防冲减震TC轴承；回转件通过防冲减震TC轴承安装在支撑件外，支撑件与防冲减震TC轴承的径向支撑静圈固定连接，回转件与防冲减震TC轴承的外筒套固定连接。
下面是对上述发明技术方案二的进一步优化或/和改进：
上述支撑件上可设有轴承安装槽，防冲减震TC轴承的径向支撑静圈固定安装在轴承安装槽内，回转件的右端设有开口槽，防冲减震TC轴承的外筒套左部固定安装在开口槽内，开口槽的左端面与滑动摩擦外筒的左端面之间安装有弹性缓冲垫圈组合件，弹性缓冲垫圈组合件包括碟簧和压环，在滑动摩擦外筒的左侧设有压环，压环的左端中部设有环突台，环突台左端与开口槽的左端面之间有缓冲间距，在环突台上套装有碟簧，碟簧的左端抵在开口槽的左端面，碟簧的右端抵在压环的左端面上；或/和，开口槽内设有螺纹，并与防冲减震TC轴承的外筒套的左部通过螺纹固定安装在一起，径向支撑静圈右部设有键槽，径向支撑静圈与支撑件之间通过键周向限位安装在一起，径向支撑静圈的左端内设有内圈轴向限位卡槽，与内圈轴向限位卡槽对应的支撑件上设有凹槽，在凹槽与内圈轴向限位卡槽内置有涨开的并将径向支撑静圈轴向限位的开口卡圈；或/和，径向支撑静圈左侧与支撑件之间固定安装有至少一道的密封圈，开口槽内螺纹段左侧的回转体与外筒套之间固定安装有至少一道的密封圈，径向支撑静圈右侧与支撑件之间固定安装有至少一道的密封圈。
本发明结构合理而紧凑，使用方便；弹性缓冲减震垫能够减缓和衰减来自外筒套的径向冲击和振动，从而减小径向支撑静圈与滑动摩擦外筒之间横向接合面的冲击作用力和振动，避免径向支撑静圈与滑动摩擦外筒之间横向接合面上硬质合金耐磨层断裂损坏；同时，还能通过弹性缓冲减震垫和轴向缓冲减震机构吸收轴向冲击振动，减缓推力轴片与推力座片之间纵向接合面上的硬质合金耐磨层的振动和冲击，避免轴承失效，延长使用寿命。
附图说明
附图1为本发明实施例2的主视半剖结构示意图。
附图中的编码分别为：1为径向支撑静圈，2为滑动摩擦外筒，3为外筒套，4为硬质合金耐磨层，5为推力轴片，6为推力座片，7为弹性缓冲减震垫，8为弧面环台，9为内弧面环套，10为外环突，11为左环突，12为外环卡台，13为座片耐磨圈，14为轴片耐磨圈，15为沉头螺栓，16为中心轴筒，17为限位外环台，18为斜口，19为润滑通道一，20为润滑通道二，21为回转件，22为支撑件，23为碟簧，24为压环，25为开口槽，26为键，27为开口卡圈，28为密封圈，29为垫片，30为开口环。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
实施例1：如附图1所示，该防冲减震TC轴承包括径向支撑静圈1和径向支撑动圈组件；在径向支撑静圈1外轴向限位安装有径向支撑动圈组件；径向支撑动圈组件包括滑动摩擦外筒2、缓冲减震机构和外筒套3；滑动摩擦外筒2、缓冲减震机构和外筒套3依次由内至外固定连接在一起；径向支撑静圈1与滑动摩擦外筒2的横向接合面上分别设有硬质合金耐磨层4。
其中，径向支撑静圈1与径向支撑动圈组件的滑动摩擦外筒2之间滑动配合，并形成能够承受径向载荷的径向旋转支撑结构；在受到径向冲击和振动时，缓冲减震机构能够吸收来自径向的冲击载荷和振能，起到防冲减震的作用；从而减缓径向冲击及径向振动对径向旋转支撑结构影响，减小径向支撑静圈1与滑动摩擦外筒2之间横向接合面的冲击作用力和振动，避免硬质合金耐磨层4断裂损坏，相较于传统的TC轴承，更适用于长期伴有冲击和振动的石油钻采工具中使用，使用寿命高；为便于拆装，滑动摩擦外筒2可通过其左侧的开口环30限位安装在径向支撑静圈1外；除开口环限位外，还可采用其他方式轴向限位。
可根据实际需要，对上述防冲减震TC轴承作进一步优化或/和改进：
如附图1所示，在滑动摩擦外筒2的右侧外固定有推力轴片5，径向支撑静圈1的右侧外固定有向外突起的且与推力轴片5滑动配合的推力座片6；在推力轴片5与推力座片6的纵向接合面上分别设有硬质合金耐磨层4。其中，推力轴片5与推力座片6之间滑动配合，并形成能够承受轴向推力的推力旋转支撑结构；本PC轴承不仅可承受径向力，还能通过上述推力旋转支撑结构承受轴向推力，作为双向支撑的组合轴承使用。
如附图1所示，缓冲减震机构采用弹性缓冲减震垫7；弹性缓冲减震垫7的外环面与外筒套3硫化固定连接在一起；弹性缓冲减震垫7内环面与滑动摩擦外筒2硫化固定连接在一起。弹性缓冲减震垫7为自带弹性的垫体，利用弹性缓冲减震垫7的弹性作用，能够减缓和衰减来自外筒套3的径向冲击和振动，从而减小径向支撑静圈1与滑动摩擦外筒2之间横向接合面的冲击作用力和振动，避免横向接合面上硬质合金耐磨层4断裂损坏；除此，由于弹性缓冲减震垫7置于滑动摩擦外筒2与外筒套3之间，除了能吸收径向冲击振动外，还能减缓和衰减来自外筒套3的一部分轴向冲击和振动，从而减小对滑动摩擦外筒2的冲击和振动，避免推力轴片5与推力座片6之间纵向接合面上的硬质合金耐磨层4因振动和碰撞而导致损坏。
如附图1所示，外筒套3与推力轴片5之间通过轴向缓冲减震机构连接在一起；轴向缓冲减震机构包括固定在外筒套3的右端的弧面环台8和固定在推力轴片5左端的内弧面环套9，弧面环台8为外环面成左宽右窄圆弧形的环台，内弧面环套9为内设有与弧面环台8的外弧面相配合的弧形内孔，内弧面环套9密封套装在弧面环台8外，弧面环台8右端面与内弧面环套9的内右端面之间设有能使二者有沿着轴向相对移动的缓冲间距。为了消除轴向冲击和振动，在外筒套3与推力轴片5之间安装轴向缓冲减震机构，轴向缓冲减震机构的弧面环台8与内弧面环套9之间设有沿着轴向相对移动的缓冲间距，在受到冲击和振动时，通过滑动摩擦外筒2的轴向移动（缓冲间隙的范围内），减缓从外筒套3向推力轴片5传递过来的冲击和振动，避免纵向接合面上的硬质合金耐磨层4因振动和碰撞而导致损坏；本轴向缓冲减震机构与弹性缓冲减震垫7配合使用；由于冲击并不完全沿轴向作用，因此在受到斜向力时，通过弧面环台8与内弧面环套9之间的弧面配合，使外筒套3与推力轴片5转动调整，防憋死，保证轴向缓冲减震机构能够可靠稳定。
如附图1所示，在弹性缓冲减震垫7外环面上设有至少一道外环突10，与外环突10对应的外筒套3的内筒壁上设有轴向限位凹槽，外环突10硫化固定在轴向限位凹槽内。其中，增加的外环突10硫化固定在轴向限位凹槽，不仅提高弹性缓冲减震垫7与外筒套3的连接连接牢固度；还由于本TC轴承在石油钻采工具中使用时，外筒套3会受到轴向的冲击和振动，此时通过外环突10使弹性缓冲减震垫7与外筒套3轴向限位，外筒套3受到的轴向（左右双向）冲击和振动能够通过外环突10传递给整个的弹性缓冲减震垫7，避免外筒套3与弹性缓冲减震垫7硫化部分被扯开，进一步提高弹性缓冲减震垫7的使用寿命和可靠性。
如附图1所示，在外筒套3左端内设有减震垫安装卡槽，弹性缓冲减震垫7左端外设有左环突11，左环突11外环面及右端面均硫化固定在减震垫安装卡槽右部内；在左环突11左侧的滑动摩擦外筒2外设有外环卡台12，外环卡台12套装在减震垫安装卡槽的左部内，外环卡台12右端与左环突11的左端面硫化连接在一起。左环突11对外筒套3与滑动摩擦外筒2不仅起到连接的作用，还对滑动摩擦外筒2起到减震缓冲作用；本TC轴承在石油钻采工具中使用时，其滑动摩擦外筒2除了通过外筒套3间接受到冲击和振动以外，滑动摩擦外筒2自身也会直接受到轴向向左的冲击和振动，在该情况下，左环突11置于外环卡台12右端面与减震垫安装卡槽右端面之间，能够吸收部分轴向冲击和振动，对滑动摩擦外筒2起到减震缓冲的作用。
如附图1所示，推力座片6的左端通过紧固件可拆装固定安装有座片耐磨圈13，在座片耐磨圈13的左端纵向接合面上设有硬质合金耐磨层4；在推力轴片5的右端通过紧固件固定安装有轴片耐磨圈14，在轴片耐磨圈14的右端纵向接合面上设有硬质合金耐磨层4。由于传统PC轴承的硬质合金层是一体镶嵌在推力座片6和推力轴片5上，一旦硬质合金层损坏，只能废弃，无法维修或在使用，十分浪费；为解决该问题，在推力座片6和推力轴片5上增设了一个能拆装、可替换的座片耐磨圈13和轴片耐磨圈14，将硬质合金耐磨层4镶嵌在座片耐磨圈13和轴片耐磨圈14上，待硬质合金耐磨层4损坏后，只需要替换座片耐磨圈13和轴片耐磨圈14，或将座片耐磨圈13和轴片耐磨圈14通过焊接的方式进行修复，便可继续使用，相较于传统PC轴承，维护成本低，减少浪费。
如附图1所示，紧固件采用沉头螺栓15，在内弧面环套9右侧的推力座片6上圆周分布有至少两个轴向贯穿的连接孔，连接孔为的右宽左窄的阶梯形的沉头孔；与沉头孔位置对应的座片耐磨圈13上设有螺纹盲孔；在连接孔内内置有沉头螺栓15，沉头螺栓15的右端栓头置于沉头孔的宽径段内，沉头螺栓15的左端穿过沉头孔窄径段通过螺纹固定安装在螺纹盲孔内；在推力轴片5上圆周分布有至少两个轴向贯穿的轴片连接孔，轴片连接孔为的左宽右窄的阶梯形的轴片沉头孔；与轴片沉头孔位置对应的轴片耐磨圈14上设有轴片螺纹盲孔；在轴片连接孔内内置有沉头螺栓15，沉头螺栓15的左端栓头置于沉头孔的宽径段内，沉头螺栓15的右端穿过沉头孔窄径段通过螺纹固定安装在轴片螺纹盲孔内。
采用沉头螺栓15来安装座片耐磨圈13和轴片耐磨圈14，不仅拆装方便；而且沉头的结构，能够避免栓头突出干涉，结构更加合理。
为了在更换座片耐磨圈13时，保证座片耐磨圈13与推力轴片5的同轴度，如附图1所示，推力轴片5的右端中部设有向右延伸的中心轴筒16，与中心轴筒16对应的座片耐磨圈13的左端中部设有与其对应的内卡槽，座片耐磨圈13通过内卡槽扣装在中心轴筒16上。
如附图1所示，中心轴筒16及推力轴片5的内端设有螺纹，并与滑动摩擦外筒2右侧外端通过螺纹固定安装在一起。这样可方便滑动摩擦外筒2与推力轴片5之间拆装，进一步便于座片耐磨圈13的更换。
如附图1所示，在外筒套3的中部外设有限位外环台17，限位外环台17右端与内弧面环套9左端之间有轴向间距；在限位外环台17上圆周分布有至少一个助力孔。助力孔可用于插放助力杆，利用助力杆来对外筒套3进行旋转操作，更加省力。
如附图1所示，滑动摩擦外筒2的左端圆周分布有导流槽，对应导流槽的滑动摩擦外筒2设有进浆的斜口18；在径向支撑静圈1与滑动摩擦外筒2横向接合面右部设有润滑通道一19，以及推力轴片5与推力座片6的纵向接合面下部圆周分布有与润滑通道一19连通的润滑通道二20。本轴承在井下工作时，泥浆可通过导流槽进入到径向支撑静圈1与滑动摩擦外筒2之间的横向接合面，再经润滑通道一19和润滑通道二20进入至推力轴片5与推力座片6之间的纵向接合面，起到降温和润滑的作用，延长本轴承在高温环境下的使用寿命，使本轴承更加适合在高温、高压、冲击和振动的复合井下环境下使用。
实施例2：一种使用防冲减震TC轴承的连接装置，其包括回转件21、支撑件22和防冲减震TC轴承；回转件21通过防冲减震TC轴承安装在支撑件22外，支撑件22与防冲减震TC轴承的径向支撑静圈1固定连接，回转件21与防冲减震TC轴承的外筒套3固定连接。
如附图1所示，在支撑件22上设有轴承安装槽，防冲减震TC轴承的径向支撑静圈1固定安装在轴承安装槽内；回转件21的右端设有开口槽25，防冲减震TC轴承的外筒套3左部固定安装在开口槽25内；开口槽25的左端面与滑动摩擦外筒2的左端面之间安装有弹性缓冲垫圈组合件。使用时，回转件21受到轴向向右的冲击振动时，通过弹性缓冲垫圈组合件能够减缓对滑动摩擦外筒2的冲击和振动，减小推力轴片5与推力座片6之间纵向接合面的冲击作用力和振动，避免纵向接合面上的硬质合金耐磨层4断裂损坏。
如附图1所示，弹性缓冲垫圈组合件包括碟簧23和压环24；在滑动摩擦外筒2的左侧设有压环24；压环24的左端中部设有环突台，环突台左端与开口槽25的左端面之间有缓冲间距；在环突台上套装有碟簧23，碟簧23的左端抵在开口槽25的左端面；碟簧23的右端抵在压环24的左端面上。碟簧23为现有公知的圆锥碟状弹簧垫圈，能够沿轴向压缩，当回转件21受到轴向向右的冲击振动时，碟簧23压缩并吸收冲击和振动，从而减缓对滑动摩擦外筒2的冲击和振动；开口槽25左端面与碟簧23之间通过放置垫片29，来满足轴向的安装尺寸。
为方便防冲减震TC轴承分别与回转件21、支撑件22之间的拆装，如附图1所示，开口槽25内设有螺纹，并与防冲减震TC轴承的外筒套3的左部通过螺纹固定安装在一起；径向支撑静圈1右部设有键26槽，径向支撑静圈1与支撑件22之间通过键26周向限位安装在一起；径向支撑静圈1的左端内设有内圈轴向限位卡槽，与内圈轴向限位卡槽对应的支撑件22上设有凹槽，在凹槽与内圈轴向限位卡槽内置有涨开的并将径向支撑静圈1轴向限位的开口卡圈27。
如附图1所示，径向支撑静圈1左侧与支撑件22之间固定安装有至少一道的密封圈28；开口槽25内螺纹段左侧的回转体与外筒套3之间固定安装有至少一道的密封圈28；径向支撑静圈1右侧与支撑件22之间固定安装有至少一道的密封圈28。密封圈28起到增加接触面密封性的作用。
以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。