專利名稱：一種單金屬密封牙輪鉆頭的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種地質勘探、土石方工程、礦山采礦鉆孔、石油及天然氣的開 采工具，特別涉及一種金屬密封牙輪鉆頭。
背景技術：
現(xiàn)有技術中，牙輪鉆頭是常用的地質勘探、土石方工程、礦山采礦鉆孔、石油及天 然氣的開采工具，它包括牙爪和通過軸承安裝于牙爪上的牙輪，牙輪上設置有合金齒，牙輪 的軸承腔內注滿潤滑脂，在軸承腔密封方面常用的結構為橡膠密封和雙金屬浮動密封；橡 膠密封結構中，其0形密封圈在軸承腔內所受壓力通常難以達到平衡狀態(tài)，尤其是在深井、 高溫或地質復雜的條件下使用時，0形橡膠密封圈會被擠出或被間隙扯裂，甚至氫化變脆， 導致0形橡膠密封早期失效，造成軸承腔內的潤滑油泄漏，導致牙輪鉆頭的軸承部位早期 磨損，降低牙輪鉆頭使用壽命。而雙金屬浮動密封比橡膠密封鉆頭使用壽命要長，但其制造 工藝復雜，精度高，效率低，生產成本高，使用不廣泛，從其結構和成本多方面來考慮，需進 一步改進。
發(fā)明內容本實用新型的目的在于提供一種單金屬密封牙輪鉆頭，它具有密封性能好、結構 簡單的優(yōu)點，能避免牙輪鉆頭軸承部位早期磨損，延長了牙輪鉆頭使用壽命。本實用新型的技術方案為一種單金屬密封牙輪鉆頭，它包括牙爪和通過軸承安裝于牙爪上的牙輪，牙 輪上設置有合金齒，牙輪上設置有軸承腔，其特征在于所述的軸承腔由單金屬線接觸密封 件實現(xiàn)動密封，所述的單金屬線接觸密封件的結構是牙爪金屬環(huán)套于牙爪軸承固定軸頸 根部，牙爪金屬環(huán)內側設置凹槽，牙爪金屬環(huán)內側的凹槽內嵌入0形橡膠密封圈，所述的0 形橡膠密封圈將牙爪金屬環(huán)漲緊使其固定于牙爪軸承頸根部，牙爪金屬環(huán)外側為外球面， 所述的牙輪軸承腔的腔口設置有與牙爪金屬環(huán)配合的牙輪金屬環(huán)，所述的牙輪金屬環(huán)內側 為與牙爪金屬環(huán)外球面相配合的內錐面。作為對本實用新型的進一步改進，所述的牙輪金屬環(huán)的內錐面和牙爪金屬環(huán)外球 面與中心軸呈1(Γ80度之間的夾角。作為對本實用新型的進一步改進，所述的牙輪金屬環(huán)是直接在牙輪軸承腔的腔口 本體上加工而成。作為對本實用新型的進一步改進，所述的牙輪金屬環(huán)軸承腔的腔口設置有直角止 口，所述的牙輪金屬環(huán)鑲嵌固定于直角止口內。作為對本實用新型的進一步改進，所述的牙爪金屬環(huán)的外球面R為5-20mm。本實用新型的有益效果在于本實用新型利用球閥密封原理，利用光滑的牙爪金屬環(huán)外球面和光滑的牙輪金屬 環(huán)內錐面之間的線接觸實現(xiàn)對軸承腔內潤滑脂的密封，牙爪金屬環(huán)設置于牙爪軸承固定軸頸的根部，同時利用0形橡膠密封圈的漲緊力將牙爪金屬環(huán)固定，當牙爪金屬環(huán)外球面和 牙輪金屬環(huán)內錐面相互磨損時，其0形橡膠密封圈始終利用自身彈力調整牙爪金屬環(huán)和牙 輪金屬環(huán)的密封面壓力，即能產生補償壓力，起到了保證密封效果的作用，并能防止牙爪金 屬環(huán)、0形橡膠密封圈的軸向竄動，提高密封效果和使用可靠性。本實用新型有效的克服了現(xiàn)有的橡膠密封牙輪鉆頭橡膠0形圈早期磨損問題，與 現(xiàn)在的雙金屬浮動密封牙輪鉆頭對比，簡化了密封結構，降低了制造工藝要求，節(jié)省了生產 成本；解決了現(xiàn)有雙金屬浮動密封鉆頭加工成品高、工藝復雜、應用不廣泛的問題，適應深 井、高溫及地質條件復雜鉆探工作的需要，同時能夠降低鉆井(孔)成本。


以下結合附圖對實用新型做進一步說明圖1為本實用新型實施例1的結構示意圖；圖2為本實用新型實施例1的A部放大結構示意圖；圖3為本實用新型的牙爪金屬環(huán)結構示意圖；圖4為本實用新型實施例2的結構示意圖；圖5為本實用新型實施例2的B部放大結構示意圖。圖中牙爪一 1、軸承一2、0形橡膠密封圈一3、牙爪金屬環(huán)一4、牙輪金屬環(huán)一 5、牙輪一6、滾珠一7、合金齒一8。
具體實施方式
實施例1 一種單金屬密封牙輪鉆頭，如圖1 一圖3所示，它包括牙爪1和通過軸承2安裝于 牙爪1上的牙輪6，牙輪6底部中心設置有軸承腔，軸承腔設置有滾珠7，牙輪6外表面上設 置有合金齒8，牙輪6的軸承腔內注滿潤滑脂。牙輪6的軸承腔和牙爪1由單金屬線接觸密 封件實現(xiàn)動密封，單金屬線接觸密封件的結構是牙爪金屬環(huán)4套于牙爪1軸承固定軸頸根 部，牙爪金屬環(huán)4內側設置凹槽，牙爪金屬環(huán)4內側的凹槽內嵌入0形橡膠密封圈3，0形橡 膠密封圈3將牙爪金屬環(huán)4漲緊使其固定于牙爪1軸承固定軸頸根部，牙爪金屬環(huán)4外側 為外球面，外球面的半徑R為5mm，牙輪6的軸承腔的腔口設置有與牙爪金屬環(huán)4配合的牙 輪金屬環(huán)5，牙輪金屬環(huán)5內錐面為與牙爪金屬環(huán)4外球面相配合，牙輪金屬環(huán)5的內錐面 和牙爪金屬環(huán)4外球面與軸承固定軸中心線呈40度夾角，牙輪金屬環(huán)5和牙爪金屬環(huán)4由 耐磨材料制成。牙輪6軸承腔的腔口設置有直角止口，牙輪金屬環(huán)5鑲嵌固定于直角止口 內。實施例2 一種單金屬密封牙輪鉆頭，如圖3—圖5所示，它包括牙爪1和通過軸承2安裝于 牙爪1上的牙輪6，牙輪6底部中心設置有軸承腔，牙輪6外表面上設置有合金齒8，牙輪6 的軸承腔內注滿潤滑脂。牙輪6的軸承腔和牙爪1由單金屬線接觸密封件實現(xiàn)動密封，單 金屬線接觸密封件的結構是牙爪金屬環(huán)4套于牙爪1軸承固定軸頸根部，牙爪金屬環(huán)4外 表面為外球面，外球面的半徑R為15mm，牙爪金屬環(huán)4內側的凹槽內嵌入0形橡膠密封圈 3，0形橡膠密封圈3將牙爪金屬環(huán)4漲緊使其固定于牙爪1軸承固定軸頸根部，牙輪6的 軸承腔的腔口本體上加工出內錐面成為牙輪金屬環(huán)5，牙輪金屬環(huán)5與牙爪金屬環(huán)4配合， 牙輪金屬環(huán)5內錐面與軸承固定軸中心線呈70度夾角，牙爪金屬環(huán)4由耐磨材料制成。
權利要求1.一種單金屬密封牙輪鉆頭，它包括牙爪和通過軸承安裝于牙爪上的牙輪，牙輪上設 置有合金齒，牙輪上設置有軸承腔，其特征在于所述的軸承腔由單金屬線接觸密封件實現(xiàn) 動密封，所述的單金屬線接觸密封件的結構是牙爪金屬環(huán)套于牙爪軸承固定軸頸根部，牙 爪金屬環(huán)內側設置凹槽，牙爪金屬環(huán)內側的凹槽內嵌入0形橡膠密封圈，所述的0形橡膠密 封圈將牙爪金屬環(huán)漲緊使其固定于牙爪軸承頸根部，牙爪金屬環(huán)外側為外球面，所述的牙 輪軸承腔的腔口設置有與牙爪金屬環(huán)配合的牙輪金屬環(huán)，所述的牙輪金屬環(huán)內側為與牙爪 金屬環(huán)外球面相配合的內錐面。
2.根據權利要求1所述的單金屬密封牙輪鉆頭，其特征在于所述的牙輪金屬環(huán)的內 錐面和牙爪金屬環(huán)外球面與中心軸呈1(Γ80度之間的夾角。
3.根據權利要求1所述的金屬密封牙輪鉆頭，其特征在于所述的牙輪金屬環(huán)是直接 在牙輪軸承腔的腔口本體上加工而成。
4.根據權利要求1所述的單金屬密封牙輪鉆頭，其特征在于所述的牙輪金屬環(huán)軸承 腔的腔口設置有直角止口，所述的牙輪金屬環(huán)鑲嵌固定于直角止口內。
5.根據權利要求1所述的單金屬密封牙輪鉆頭，其特征在于所述的牙爪金屬環(huán)的外 球面R為5-20mm。
專利摘要本實用新型涉及一種金屬密封牙輪鉆頭,它包括牙爪和通過軸承安裝于牙爪上的牙輪，牙輪上設置有合金齒，牙輪上設置有軸承腔，其特征在于所述的軸承腔由單金屬線接觸密封件實現(xiàn)動密封，所述的單金屬線接觸密封件的結構是牙爪金屬環(huán)套于牙爪軸承固定軸頸根部，牙爪金屬環(huán)內側設置凹槽，牙爪金屬環(huán)內側的凹槽內嵌入O形橡膠密封圈，所述的O形橡膠密封圈將牙爪金屬環(huán)漲緊使其固定于牙爪軸承頸根部，牙爪金屬環(huán)外側為外球面，所述的牙輪軸承腔的腔口設置有與牙爪金屬環(huán)配合的牙輪金屬環(huán)，所述的牙輪金屬環(huán)內側為與牙爪金屬環(huán)外球面相配合的內錐面。它具有密封性能好、結構簡單的優(yōu)點，能避免牙輪鉆頭軸承部位早期磨損，延長了牙輪鉆頭使用壽命。
文檔編號E21B10/25GK201924832SQ20102066385
公開日2011年8月10日 申請日期2010年12月16日 優(yōu)先權日2010年12月16日
發(fā)明者徐延金, 王濤眾 申請人:湖南天鷹科技集團有限公司