[实用新型]一种牙轮锁紧结构

说明书

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。

下面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。