[发明专利]滚滑复合轴承

说明书

本发明涉及一种适于在中、重型载荷中使用的滚滑复合轴承，该轴承尤其适于作为石油、天然气、矿山钻井用牙轮钻头的轴承。

现有技术中的轴承大致分成两类，滑动轴承和滚动轴承。常规的滑动轴承承载面积大，能承受重载，但轴承摩擦副摩擦系数大，摩擦生热率高，在润滑和冷却条件较差的情况下，不适宜于较高转速的运行。滚动轴承摩擦副之间的接触为高副点线接触，轴承部件间在运转时作滚动运行，故摩擦系数小，摩擦生热率低，可承受高转速，但因其为点线接触，赫兹应力高，不适于在重载或冲击的状况下使用。

对有些设备和零部件来说，例如地层岩石钻井用的牙轮钻头，其牙轮是通过轴承和钻头牙掌下部的悬臂轴与钻头体相联接的，由于牙轮钻头是在高载荷、强冲击及较高转速的条件下运行，且冷却和润滑条件差，因而牙轮中采用上述两种轴承都存在着易损坏，使用寿命短，转速或载荷受限制的问题。

本发明的目的在于针对上述存在的不足而吸取滚、滑轴承各自的优点提供一种滚滑复合轴承，该轴承能同时承受较高的载荷和转速，适合牙轮钻头高速重载的需求。

本发明的目的通过以下的技术方案来实现：包括有内回转体2和外回转体3，其不同之处在于在内、外回转体之间的环行滚道槽中安设有支承滑块6与滚动体5，构成滚滑复合轴承。

按上述方案，所述的内回转体2可为内圈或轴或其它支承件；外回转体3可为外圈或盘轮或其它支承件；滚动体5为滚柱或滚珠；支承滑块6为圆弧块，可呈平行块结构或扇形块结构；在环行滚道槽中滚动体与支承滑块相互间隔(交错)安装，支滑块和滚动体的数量比例可根据载荷特性调整。

本发明采用滚滑两种摩擦副相结合的结构，使轴承在做滚动运转时由支承滑块分担一部分载荷，减小滚动体的赫兹应力，可使本发明保持原有滚动轴承较高转速的特性、又能提高轴承的承载和耐冲击能力，具备较好的高速重载的特性。可满足类似牙轮钻头在承受较重载荷的情况下以较高转速运转的要求。通过按81/2″三牙轮钻头的轴承尺寸对本发明所做的模拟试验表明：轴承在326转/分的转速下，每小时加载5KN载荷，达到98KN时，本发明的轴承温度为100℃左右，摩擦副无咬合，滚柱只有很轻微的边缘点蚀现象；而同尺寸的滑动轴承作同样的模拟试验，载荷加到50KN左右，就发生咬合，咬合前的温度就达到190℃以上；同尺寸的滚动轴承作同样的模拟试验，载荷加到98KN，轴承温度虽较低，但滚柱都已非常严重地点蚀剥落破损。试验表明本发明能在承受较高载荷的情况下有效提高轴承的转速，因此本发明特别适于用作钻井用牙轮钻头的轴承，可使牙轮钻头的轴承承载能力得到进一步地提高。

图1为本发明基本结构的剖面图，也为图2中的A-A剖面图。

图2为本发明一个实施例的结构图。

图3、图4为本发明支承滑块的结构图。

以下结合附图详细说明本发明的实施例，具有内、外回转体2、3，在内、外回转体之间所形成的圆环形滚道槽中间隔安设有6个滚动体5和6个支承滑块6，滚动件为滚柱，支承滑块为圆弧块状六面体，具有外弧面13和内弧面14，左右两侧的滑块侧面11、12与滚柱相接触，左，右滑块侧面相互平行并与支承滑块的对称圆弧半径平行，呈平行块结构，如图3所示，或者支承滑块呈扇形块结构，左右滑块侧面沿圆弧半径向内收缩，如图4所示，为改善润滑，可在内弧面14的两端开设油楔平面17，油楔平面与支承滑块的对称圆弧半径相垂直，在支承滑块的内，外弧面上开设合金槽15，合金槽内镶嵌合金16，以增强支承滑块的耐磨性。

图2为本发明设置于牙轮钻头中的结构图示，牙轮钻头可由一片或三片牙掌1组成，每片牙掌下部的悬臂轴2上安装有可转动的牙轮3，牙轮上有切削齿4，本实施例中悬臂轴2为内回转体，牙轮3为外回转体，在悬臂轴和牙轮之间的配合面上开设有环形滚道槽，滚道槽中间隔安装有滚柱5和平行块结构的支承滑块6，构成牙轮钻头用滚滑复合轴承，轴承通过锁紧钢球7锁紧，钢球由塞销10定位，且塞销孔与油孔9连通，轴承腔用密封图8进行密封。