專利名稱：單密封環(huán)牙輪鉆頭的軸承密封的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軸承密封裝置，尤其涉及用于深井作業(yè)的牙輪鉆頭軸承密封裝置。
背景技術(shù)：
目前用于深井作業(yè)的牙輪鉆頭密封結(jié)構(gòu)多為雙金屬密封環(huán)結(jié)構(gòu)，但雙金屬密封環(huán)結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，對加工條件要求較高。美國專利SU4，753，304和名稱為“具有綜合密封能力 的牙輪鉆頭軸承”的中國實用新型專利CN2497035Y(專利號ZL 01247040. 6)公開了單金屬 密封結(jié)構(gòu)，其特點是去掉一個金屬密封環(huán)從而減小密封結(jié)構(gòu)占用的軸向空間，增大軸承有 效接觸面積，提高可靠性，然而該類型結(jié)構(gòu)都擺脫不了直接與密封環(huán)貼合的牙輪內(nèi)孔要求 精度過高，難以加工的缺陷，并且其靜密封體基本結(jié)構(gòu)都是一個鑲嵌在牙輪內(nèi)腔上的金屬 鑲嵌環(huán)，對牙輪強度損傷很大。如圖1至4所示，牙爪設(shè)有牙爪軸，牙輪通過牙輪內(nèi)腔套裝 在牙爪軸上并相適配，牙爪軸的根部設(shè)有環(huán)行槽，牙輪內(nèi)腔底部設(shè)有環(huán)形缺口，在環(huán)形缺口 裝有金屬鑲嵌環(huán)，金屬鑲嵌環(huán)在環(huán)形缺口中為過盈配合，金屬鑲嵌環(huán)下面貼合有金屬密封 環(huán)，軸向密封圈位于牙爪環(huán)行槽中，軸向密封圈與金屬密封環(huán)彈性接觸，金屬密封環(huán)的徑向 外側(cè)裝有徑向密封圈并彈性接觸。牙輪本身結(jié)構(gòu)等因素決定其不具備堆焊條件，只能在環(huán) 形缺口中裝配有金屬鑲嵌環(huán)的方法改善與金屬密封環(huán)接觸面強度問題，而且金屬鑲嵌環(huán)的 高度不能太小，否則影響到金屬鑲嵌環(huán)在環(huán)形缺口中的固定穩(wěn)定性和使用效果，因此，金屬 鑲嵌環(huán)的使用勢必占用高度空間，導(dǎo)致降低牙輪內(nèi)腔與牙爪軸的有效接觸高度hl，致使出 現(xiàn)牙爪軸承有效接觸面積縮小，對牙輪強度造成損傷的缺陷，并且上述單金屬密封環(huán)結(jié)構(gòu) 相對復(fù)雜，與金屬鑲嵌環(huán)貼合的牙輪內(nèi)孔要求精度過高，加工困難。另外，上述結(jié)構(gòu)只有軸 向密封圈一級密封，密封效果差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種能夠提高 牙輪內(nèi)腔與牙爪軸的有效接觸高度和面積，牙輪強度損傷小，牙輪內(nèi)孔要求精度低，密封效 果好，結(jié)構(gòu)簡單的牙輪鉆頭軸承密封裝置。本發(fā)明要解決的技術(shù)方案是單密封環(huán)牙輪鉆頭的軸承密封，包括牙輪、牙爪、軸 向密封圈和徑向密封圈，牙爪設(shè)有牙爪軸，牙輪通過牙輪內(nèi)腔套裝在牙爪軸上并相適配，牙 爪軸的根部設(shè)有環(huán)行槽，牙輪內(nèi)腔底部設(shè)有環(huán)形缺口，環(huán)行槽內(nèi)設(shè)有靜密封體，環(huán)形缺口裝 有密封環(huán)，軸向密封圈和徑向密封圈分別位于密封環(huán)的上端面和徑向外側(cè)面并彈性接觸， 密封環(huán)的下端面與靜密封體的上端面接觸并相適配。作為優(yōu)選方案，所述密封環(huán)為金屬環(huán)或金屬陶瓷環(huán)。本發(fā)明的技術(shù)效果是本發(fā)明靜密封體位于牙爪軸根部，靜密封體與牙輪內(nèi)腔的 密封環(huán)接觸，這樣的結(jié)構(gòu)能夠提高牙輪內(nèi)腔與牙爪軸的有效接觸高度和面積，牙輪強度損 傷小，可靠性高。由于密封環(huán)的上端面和徑向外側(cè)面分別裝有軸向密封圈和徑向密封圈并與牙輪環(huán)形缺口彈性接觸，這樣對牙輪軸承形成兩級彈性密封，密封效果好。由于只有軸向 密封圈和徑向密封圈與牙輪環(huán)形缺口彈性接觸，并取消金屬鑲嵌環(huán)，故本發(fā)明牙輪環(huán)形缺 口精度可以要求較低，結(jié)構(gòu)簡單并有利于降低生產(chǎn)成本。


圖中1、牙輪，2、牙爪，3、軸向密封圈，4、徑向密封圈，5、密封環(huán)，6、靜密封體，7、牙 爪軸，8、環(huán)行槽，9、環(huán)形缺口，10、鋼球，11、金屬鑲嵌環(huán)，12、牙爪軸滾槽，13、牙輪滾槽，14、 牙輪內(nèi)腔，15、金屬密封環(huán)。圖1是牙爪軸局部剖示意圖。圖2是牙輪半剖示意圖。圖3是現(xiàn)有技術(shù)牙輪和牙爪軸結(jié)合剖視圖。圖4是圖3中A部放大剖視圖。圖5是本發(fā)明牙輪和牙爪軸結(jié)合剖視圖。圖6是圖5中B部放大剖視圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例詳細說明如圖1、2、5和6所示，本發(fā)明單密封環(huán)牙輪鉆頭的軸承密封，包括牙輪1、牙爪2、 軸向密封圈3和徑向密封圈4，牙爪2設(shè)有牙爪軸7，牙輪內(nèi)腔14套裝在牙爪軸7上并相適 配，牙輪1與牙爪軸7之間裝有鋼球10，牙輪內(nèi)腔14的圓周面、牙爪軸7外圓周面和鋼球 10形成軸承結(jié)合體，同時鋼球10在牙爪軸滾槽12、牙輪滾槽13的限定下牙輪1可以繞牙 爪軸7旋轉(zhuǎn)并保持牙輪1相對牙爪軸7軸向固定。牙爪軸7的根部車出環(huán)行槽8，牙輪內(nèi)腔 14底部車出環(huán)形缺口 9，環(huán)行槽8內(nèi)通過堆焊合金材料形成靜密封體6，堆焊焊條可以采用 Coll9焊條，或者通過過盈配合鑲嵌獨立的靜密封體6。環(huán)形缺口 9裝有密封環(huán)5，軸向密封 圈3和徑向密封圈4分別位于密封環(huán)5的上端面和徑向外側(cè)面并彈性接觸，軸向密封圈3 和徑向密封圈4采用丁晴橡膠材料。軸向密封圈3和徑向密封圈4要求保證提供IOKG 15KG的密封壓力。密封環(huán)5的下端面與靜密封體6的上端面接觸并相適配，靜密封體6與 密封環(huán)5的接觸面進行研磨、拋光，本實施例光潔度達到HRA0. 1。密封環(huán)5的橫截面為梯 形，本實施例軸向密封圈3橫截面為矩形，徑向密封圈4為0形密封圈。獨立的靜密封體6 和密封環(huán)5為金屬環(huán)或金屬陶瓷環(huán)，金屬環(huán)目前采用9Crl8Mo材料。金屬陶瓷環(huán)具有強度 高，硬度大、抗氧化能力強的特點。靜密封體6的上端面形成靜密封面，密封環(huán)5的下端面 形成動密封面，在軸向密封圈3、徑向密封圈4彈性預(yù)緊力的作用下，使密封環(huán)5與靜密封體 6形成端面動密封，即在使用中，靜密封體6與牙爪軸7固定靜止，軸向密封圈3、徑向密封 圈4和密封環(huán)5隨牙輪1共同轉(zhuǎn)動。由于密封環(huán)5的外徑處有適度斜面，徑向密封圈4放 置在密封環(huán)5的徑向外側(cè)面上，用以保障密封環(huán)5的穩(wěn)定并且為端面動密封提供部分預(yù)緊 力，同時徑向密封圈4形成一級靜密封作用，防止泥沙進入軸承區(qū)域造成軸承的損傷。軸向 密封圈3放置在密封環(huán)5的上端面，依靠軸向密封圈3的預(yù)緊力為端面動密封提供預(yù)緊力， 形成端面動密封，同時軸向密封圈3形成二級靜密封作用。因此，本發(fā)明采用兩級密封，密 封性好，而且此密封結(jié)構(gòu)占用的軸向空間小，增大了軸承有效接觸高度h2，提高了軸承的安
4全可靠性并獲得良好的加工工藝性。在軸向密封圈3、徑向密封圈4和密封環(huán)5的空隙中填 充潤滑脂，如二硫化鉬潤滑脂。 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以從本實施例及現(xiàn)有技術(shù)獲得啟發(fā)，進行變形得到其它實施 例。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該根據(jù)權(quán)利要求的保護范圍來確定。
權(quán)利要求
單密封環(huán)牙輪鉆頭的軸承密封，包括牙輪(1)、牙爪(2)、軸向密封圈(3)和徑向密封圈(4)，牙爪(2)設(shè)有牙爪軸(7)，牙輪(1)通過牙輪內(nèi)腔(14)套裝在牙爪軸(7)上并相適配，牙爪軸(7)的根部設(shè)有環(huán)行槽(8)，牙輪內(nèi)腔(14)底部設(shè)有環(huán)形缺口(9)，其特征在于密封環(huán)(5)裝在環(huán)形缺口(9)內(nèi)，軸向密封圈(3)和徑向密封圈(4)分別位于密封環(huán)(5)的上端面和徑向外側(cè)面并與環(huán)形缺口(9)彈性接觸，密封環(huán)(5)隨牙輪(1)旋轉(zhuǎn)，密封環(huán)(5)的下端面與固定在環(huán)行槽(8)上的靜密封體(6)的上端面接觸并相適配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述單密封環(huán)牙輪鉆頭的軸承密封，其特征在于密封環(huán)(5)為金 屬環(huán)或金屬陶瓷環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明公開單密封環(huán)牙輪鉆頭的軸承密封，包括牙輪(1)、牙爪(2)、軸向密封圈(3)和徑向密封圈(4)，牙爪(2)設(shè)有牙爪軸(7)，牙輪(1)套裝在牙爪軸(7)上，牙爪軸(7)的根部設(shè)有環(huán)行槽(8)，牙輪內(nèi)腔(14)底部設(shè)有環(huán)形缺口(9)，密封環(huán)(5)裝在環(huán)形缺口(9)內(nèi)，軸向密封圈(3)和徑向密封圈(4)分別位于密封環(huán)(5)的上端面和徑向外側(cè)面并與環(huán)形缺口(9)彈性接觸，密封環(huán)(5)隨牙輪(1)旋轉(zhuǎn)，密封環(huán)(5)的下端面與固定在環(huán)行槽(8)上的靜密封體上端面接觸并相適配。本發(fā)明具有提高牙輪內(nèi)腔與牙爪軸的有效接觸高度和面積，牙輪強度損傷小，牙輪內(nèi)孔要求精度低，密封效果好，結(jié)構(gòu)簡單的特點。
文檔編號E21B10/25GK101956529SQ20101029304
公開日2011年1月26日 申請日期2010年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月17日
發(fā)明者徐偉杰, 曲在長, 曹成寶, 梁向陽 申請人:煙臺瑞邦石油鉆頭有限公司