專利名稱：一種設(shè)有固體潤滑劑的牙輪鉆頭軸承結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種設(shè)有固體潤滑劑的牙輪鉆頭軸承結(jié)構(gòu)，特別涉及一種設(shè)有固體潤滑劑的礦用牙輪鉆頭滾柱軸承結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
礦用牙輪鉆頭的軸承多為開啟式結(jié)構(gòu)，通過壓縮空氣冷卻軸承，其承受著超高接觸應(yīng)力(2000～3000MPa)、高頻多沖載荷。雖然總裝時在牙輪鉆頭的軸承部分注入了潤滑油脂，但由于牙輪鉆頭使用時受壓縮空氣的作用，所注入的潤滑油脂瞬時即被吹出而蕩然無存，實際上軸承系統(tǒng)仍處于無潤滑的干磨狀況下運行，工作環(huán)境惡劣，摩擦升溫也引發(fā)表面硬度降低，磨損加快，在整個磨損過程(磨合磨損、穩(wěn)定磨損和劇烈磨損)中，穩(wěn)定磨損階段時間很短，所以軸承壽命低，通常整個軸承壽命在20～100小時。
大量的調(diào)查表明，礦用牙輪鉆頭的失效約70～80％是軸承的早期失效引起的[鞍山黑色冶金礦山設(shè)計研究院，長沙礦山研究院.國外牙輪鉆機，冶金工業(yè)出版社，1980.1；劉正模.提高礦用牙輪鉆頭軸承壽命的途徑.礦山機械，1989(12)10-15；從善海等.礦用牙輪鉆頭軸承系統(tǒng)熱處理強化.礦山機械，2001(3)20-21]，牙輪鉆頭的滾柱軸承承受著牙輪全部徑向載荷的80％[陳玉凡.礦山機械(鉆孔機械部分).冶金工業(yè)出版社，1981.9276-277]，可見，軸承壽命是鉆頭壽命的關(guān)鍵。軸承系統(tǒng)中各配對摩擦副的材料、熱處理的組織性能與摩擦副壽命有重大關(guān)系，圍繞著提高礦用牙輪鉆頭軸承壽命的課題，業(yè)內(nèi)工作者從材料強化方面投入了大量的精力和財力，雖然進步不小，但結(jié)果仍不理想。
固體潤滑材料的出現(xiàn)為改善礦用牙輪鉆頭軸承的潤滑和運行狀況提供了基礎(chǔ)。美國專利(us4381824 Drill bit lubrication system)對牙輪鉆頭的滾珠軸承和滾柱軸承采用保持架和彈簧加壓固體潤滑劑結(jié)構(gòu)。需要設(shè)置相應(yīng)的附加裝置，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作難度大。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)置合理的具固體潤滑劑的牙輪鉆頭軸承結(jié)構(gòu)，以使牙輪鉆頭軸承在運行過程中獲得潤滑。
本實用新型為解決上述問題所提出的技術(shù)方案為包括牙輪1內(nèi)孔所形成的軸承外滾道和牙掌軸頸3所形成的軸承內(nèi)滾道，在內(nèi)、外滾道之間安設(shè)有滾柱2，其不同之處在于在內(nèi)滾道和/或外滾道與滾柱之間的空隙中安設(shè)有條狀固體潤滑劑4。
按上述方案，所述的條狀固體潤滑劑為圓柱狀或三菱柱狀；可在牙輪的止推面上開槽并鑲嵌塊狀固體潤滑劑7；也可在牙掌軸頸的止推面上開槽并鑲嵌塊狀固體潤滑劑；還可在軸承的內(nèi)、外滾道表面涂覆一層固體潤滑劑。
本實用新型的固體潤滑劑可為非金屬基固體潤滑劑(聚四氟乙烯基填充型)，或者為金屬基固體潤滑劑(銅基粉末冶金型、鑄造鋁-鋅基型)。
本實用新型的有益效果在于1.通過在牙輪鉆頭軸承的滾道中及止推面上設(shè)置固體潤滑劑，當(dāng)牙輪轉(zhuǎn)動時，牙輪和滾柱繞牙爪轉(zhuǎn)動，推動固體潤滑劑運動，從而在各摩擦副表面形成轉(zhuǎn)移膜，隔離了摩擦副表面的直接接觸，同時，牙輪和牙掌的止推面在滑動摩擦過程中形成覆蓋整個摩擦表面的轉(zhuǎn)移膜，該轉(zhuǎn)移膜隔離了摩擦副表面的直接接觸，這樣就使原來摩擦副之間的干摩擦變成與轉(zhuǎn)移膜之間的潤滑摩擦，收到了降低摩擦系數(shù)、減少摩擦磨損的效果；2.結(jié)構(gòu)簡單，易于制作和實現(xiàn)，可改善長期以來礦用牙輪鉆頭軸承系統(tǒng)在無潤滑、干摩擦狀態(tài)下工作所引起的早期失效問題，有效地推遲礦用牙輪鉆頭軸承系統(tǒng)出現(xiàn)劇烈磨損的時間，提高了礦用牙輪鉆頭軸承系統(tǒng)的使用壽命，從而有效提高礦用牙輪鉆頭的使用壽命。


圖1為本實用新型一個實施例的剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖2為本實用新型第二個實施例的剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖3為本實用新型第三個實施例的剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖4為本實用新型第四個實施例的剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖5為本實用新型第五個實施例的剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖6為本實用新型第六個實施例的剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖7為本實用新型第七個實施例的剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖8為本實用新型牙輪止推面部分一種結(jié)構(gòu)的正視圖。
圖9為本實用新型牙輪止推面部分另一種結(jié)構(gòu)的正視圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖進一步說明本實用新型的實施例。
第一個實施例如圖1、8、9所示，包括有牙輪1和牙掌軸頸3，牙輪內(nèi)孔形成軸承外滾道，牙掌軸頸形成軸承內(nèi)滾道，在內(nèi)、外滾道之間安設(shè)有滾柱2，在內(nèi)滾道與滾柱之間的空隙中安設(shè)有條狀固體潤滑劑4，條狀固體潤滑劑為圓柱狀固體潤滑劑。此外，在牙輪1的止推面上，包括小止推面5和大止推面6上開槽并鑲嵌塊狀固體潤滑劑7，槽的寬度為3～4mm，深度為2～3mm，在小止推面上可開設(shè)一條穿過中心的直槽，在大止推面上沿周向均分開設(shè)多條直槽，直槽可沿徑向布設(shè)，如圖9所示，也可向一側(cè)偏斜，呈葉輪狀，如圖8所示，槽內(nèi)鑲嵌與槽形狀相同的塊狀固體潤滑劑。
第二個實施例如圖2所示，它與上一個實施例的主要不同之處在于在內(nèi)、外滾道與滾柱之間的空隙中交錯安設(shè)圓柱狀固體潤滑劑。
第三個實施例如圖3所示，它與第一個實施例的主要不同之處在于在外滾道與滾柱之間的空隙中跳格(每兩格)安設(shè)有圓柱狀固體潤滑劑，內(nèi)滾道與滾柱之間的空隙中均安設(shè)有圓柱狀固體潤滑劑。
第四個實施例如圖4所示，它與第一個實施例的主要不同之處在于在內(nèi)、外滾道與滾柱之間的空隙中均安設(shè)圓柱狀固體潤滑劑。
第五個實施例如圖5所示，它與第一個實施例的主要不同之處在于所安設(shè)的條狀固體潤滑劑為三菱柱狀固體潤滑劑。
第六個實施例如圖6所示，它與第五個實施例的不同是在于在內(nèi)滾道與滾柱之間的空隙中跳格安設(shè)有三菱柱狀固體潤滑劑。
第七個實施例如圖7所示，它的特點是在內(nèi)、外滾道與滾柱之間的空隙中交錯安設(shè)三菱柱狀固體潤滑劑。其它部分與第一個實施例相同。
權(quán)利要求1.一種設(shè)有固體潤滑劑的牙輪鉆頭軸承結(jié)構(gòu)，包括牙輪內(nèi)孔所形成的軸承外滾道和牙掌軸頸所形成的軸承內(nèi)滾道，在內(nèi)、外滾道之間安設(shè)有滾柱，其特征在于在內(nèi)滾道和/或外滾道與滾柱之間的空隙中安設(shè)有條狀固體潤滑劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)有固體潤滑劑的牙輪鉆頭軸承結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的條狀固體潤滑劑為圓柱狀或三菱柱狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)有固體潤滑劑的牙輪鉆頭軸承結(jié)構(gòu)，其特征在于在牙輪的止推面上開槽并鑲嵌塊狀固體潤滑劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)有固體潤滑劑的牙輪鉆頭軸承結(jié)構(gòu)，其特征在于在牙掌軸頸的止推面上開槽并鑲嵌塊狀固體潤滑劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)有固體潤滑劑的牙輪鉆頭軸承結(jié)構(gòu)，其特征在于在軸承的內(nèi)、外滾道表面涂覆一層固體潤滑劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)有固體潤滑劑的牙輪鉆頭軸承結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的固體潤滑劑為非金屬基固體潤滑劑，或者為金屬基固體潤滑劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)有固體潤滑劑的牙輪鉆頭軸承結(jié)構(gòu)，其特征在于在內(nèi)、外滾道與滾柱之間的空隙中交錯安設(shè)圓柱狀或三菱柱狀固體潤滑劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)有固體潤滑劑的牙輪鉆頭軸承結(jié)構(gòu)，其特征在于在內(nèi)、外滾道與滾柱之間的空隙中均安設(shè)圓柱狀固體潤滑劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)有固體潤滑劑的牙輪鉆頭軸承結(jié)構(gòu)，其特征在于在牙輪的止推面上，包括小止推面和大止推面上開槽并鑲嵌塊狀固體潤滑劑，槽的寬度為3～4mm，深度為2～3mm，在小止推面上開設(shè)一條穿過中心的直槽，在大止推面上沿周向均分開設(shè)多條直槽，槽內(nèi)鑲嵌與槽形狀相同的塊狀固體潤滑劑。
專利摘要本實用新型涉及一種設(shè)有固體潤滑劑的牙輪鉆頭軸承結(jié)構(gòu)，特別涉及一種設(shè)有固體潤滑劑的礦用牙輪鉆頭滾柱軸承結(jié)構(gòu)。它包括牙輪內(nèi)孔所形成的軸承外滾道和牙掌軸頸所形成的軸承內(nèi)滾道，在內(nèi)、外滾道之間安設(shè)有滾柱，其特征在于在內(nèi)滾道和/或外滾道與滾柱之間的空隙中安設(shè)有條狀固體潤滑劑。本實用新型的有益效果在于1.通過在牙輪鉆頭軸承的滾道中及止推面上設(shè)置固體潤滑劑，當(dāng)牙輪轉(zhuǎn)動時，在各摩擦副表面形成轉(zhuǎn)移膜，隔離了摩擦副表面的直接接觸，收到了降低摩擦系數(shù)、減少磨損的效果；2.結(jié)構(gòu)簡單，易于制作和實現(xiàn)，有效地推遲礦用牙輪鉆頭軸承系統(tǒng)出現(xiàn)劇烈磨損的時間，提高了礦用牙輪鉆頭軸承系統(tǒng)的使用壽命，從而有效提高礦用牙輪鉆頭的使用壽命。
文檔編號E21B10/08GK2688866SQ20042001781
公開日2005年3月30日 申請日期2004年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月20日
發(fā)明者從善海, 吳世友, 邱玲慧, 程永, 劉勇 申請人:江漢石油鉆頭股份有限公司