[实用新型]一种新型的牙轮钻头滑动轴承

说明书

本实用新型涉及一种用于石油及矿山用在地壳上钻井的牙轮钻头滑动轴承，属于钻井器具。

牙轮钻头滑动轴承是由牙轮轴孔和牙爪轴颈构成一个复杂的滑动轴承系统。其中有两道直径大小不同的径向滑动轴承构成的转动副；在大小轴颈过渡处阶梯轴的端面上有一道止推滑动轴承平面摩捺副；另外在大、小轴颈过渡处还有一道锁紧防脱滚动轴承副；主要功能是锁紧防止牙轮脱落。牙轮钻头轴承的特点是负荷大而接触面小，滑动轴承的总寿命最高也只有10⁶转级，比一般通用机械或动力机械里的滑动轴承要少二、三个数量级。接触面应力分布是影响轴承磨损程度进而影响其寿命的一个重要因素，因此有人想通过提高轴承的加工精度，力求三道滑动轴承摩擦副能同时全面贴合，避免局部贴合引起接触应力过高来减少磨损。在实际中加工精度的提高必然会引起成本的提高，同时过高的设计精度在加工中也是不可能达到的。通过对影响因素的分析，改进轴承结构降低接触压力是一条经济可行的途径。

本实用新型的目的是在不提高加工精度的前提下，使滑动轴承接触面尤其是承受较大载荷的止推面上的接触应力达到均匀分布，从而降低轴承的接触应力峰值，达到均匀磨损，而提供一种新型的牙轮钻头滑动轴承。

本实用新型的目的是这样实现的：让锁紧防脱结构位于大轴颈的后端，止推面和大轴颈间采用一个大的倒角，通过调整止推面和大轴颈前支点之间的距离以及大轴颈的尺寸可以使止推面上的合力沿大轴颈的轴心方向，从而使接触应力均匀分布；另外牙轮止推面和小轴孔间也采用一个大的倒角，以减小该处的接触应力过高的情况。

本实用新型采用以下技术方案：一种新型的牙轮钻头滑动轴承，主要由锁紧防脱装置1、大轴颈(孔)2、小轴颈(孔)5、止推面7组成，其特征在于：锁紧防脱装置1位于大轴颈2后部，靠近轴承密封系统和牙轮底平面，它不同于传统牙轮钻头锁紧防脱装置位于大轴颈前部，靠近止推面；锁紧防脱装置1的中心位置与止推面7的轴向距离和止推面7到牙轮底平面的轴向距离之比大于65％；止推面7和大轴颈2之间采用35°～3°的倒角或倒圆弧6。储油囊安置在止推面7和大轴颈2的附近，让储油囊中的油脂直接送到倒角4处。

本新型牙轮钻头滑动轴承，也可由锁紧防脱装置11、大轴颈8、止推面9组成，其特征是：锁紧防脱装置11位于大轴颈8后部，靠近轴承密封系统和牙轮底平面；锁紧防脱装置11的中心位置距止推面9的轴向距离和止推面9到牙轮底平面的轴向距离之比大于65％；止推面9和大轴颈8之间采用40°～10°的倒角或倒圆弧10。

本实用新型的优点是：(1)只对原有的牙轮钻头滑动轴承系统作结构上的调整，因此对现有加工工艺没有任何特殊要求；(2)对加工精度没有提出高于原设计精度的要求，只需要对现有工装夹具作小的改动即可，不影响加工成本；(3)本滑动轴承能降低轴承的接触应力峰值，达到均匀磨损，能提高轴承使用寿命。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型提出的滑动轴承的结构示意图。图中：1.锁紧防脱装置(简化表示)、2.大轴颈、3.大轴颈前支点、4.35°～3°的倒角、5.小轴孔、6.40°～10°的倒角或倒弧、7.止推面。

图2为本实用新型另一结构示意图。图中：8.大轴颈、9.止推面、10.40°～10°的倒角或倒弧、11.锁紧防锐装置(简化表示)。

传统的牙轮钻头轴承系统其锁紧防脱装置1是位于止推面7和大轴颈2之间。本实用新型将其改在位于大轴颈2的后部，靠近轴承密封系统；止推面7和大轴颈2间采有一个大的倒角4，通过调整止推面7和大轴颈前支点3之间的距离以及大轴颈2的尺寸可以使止推面7上的合力沿大轴颈2的轴线方向，从而使接触应力均匀分布。通过计算可以知道，在相同加工精度及外载荷的情况下，接触应力峰值可以降低50％左右。牙轮止推面7和小轴孔5间也采用一个大的倒角6，以减小该处的接触应力过高的情况。