專利名稱：牙輪鉆頭偏心等寬軸承密封槽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種牙輪鉆頭偏心等寬軸承密封槽，適應(yīng)于石油、地質(zhì)、工程用的密封型牙輪鉆頭。
背景技術(shù)：
·[0002]牙輪鉆頭的壽命主要取決于軸承。而軸承的壽命主要取決于密封。密封的任務(wù)一是防止軸承內(nèi)的潤滑脂泄漏，二是阻止鉆頭外部具有腐蝕性和研磨性的泥漿侵入軸承。密封一旦失效，軸承就會很快地被磨損，從而導(dǎo)致鉆頭失效。牙輪鉆頭的密封一般都依靠彈性密封元件的徑向壓縮實現(xiàn)其密封功能。如專利US5524718、US5655611采用的是一個O形密封圈，專利US 3765495、US 4037673采用的是一個矩形密封圈，專利CN 201080787Y、US 6033117、US 6254275B1采用的是雙密封圈，專利CN 2259868Y采用的是一個X形密封圈。在這些專利中，密封元件都是靠徑向壓縮實現(xiàn)其密封功能的。專利US4516641、US4666001、US4923020采用的雖然是以機(jī)械密封為動密封的密封裝置，但是它們也含有給機(jī)械密封面提供壓力的彈性靜密封元件。這些彈性靜密封元件也同樣依靠徑向壓縮實現(xiàn)其密封和供壓的需要。牙輪鉆頭軸承在徑向是有間隙的。這些間隙的存在，導(dǎo)致彈性密封圈在圓周方向的壓縮率不一致。當(dāng)鉆頭工作時，軸承在受力側(cè)接觸，徑向間隙全部集中到非受力側(cè)。所以，彈性密封圈在受力側(cè)的壓縮率達(dá)到極大狀態(tài)，在非受力側(cè)的壓縮率達(dá)到極小狀態(tài)。為了保證非受力側(cè)的密封不發(fā)生泄漏現(xiàn)象，現(xiàn)行的做法是加大彈性密封圈的設(shè)計壓縮率。加大壓縮率后的弊端是明顯的。大的壓縮率，產(chǎn)生大的摩擦阻力和摩擦熱，降低了密封圈適應(yīng)高轉(zhuǎn)速的能力，也縮短了密封圈的使用壽命。

實用新型內(nèi)容本實用新型針對牙輪鉆頭上述軸承密封中的不足，通過牙掌軸承的偏心與軸承之間的徑向間隙，而提供一種牙輪鉆頭偏心等寬軸承密封槽。本實用新型的技術(shù)方案為包括牙掌軸承、牙輪內(nèi)孔、密封槽和密封件，其不同之處在于所述的密封槽設(shè)置在牙掌軸承底部和牙輪內(nèi)孔的孔口之間，通過牙掌軸承的偏心與軸承之間的徑向間隙形成密封槽的等寬。按上述方案，所述牙掌軸承上包含徑向承壓圓柱體和位于其根部的密封圓柱體；所述牙輪內(nèi)孔上有徑向承壓圓柱體和位于其孔口的密封圓柱體；所述牙掌軸承徑向承壓圓柱體與牙輪內(nèi)孔徑向承壓圓柱體之間有一徑向間隙；所述密封槽設(shè)置在牙掌軸承底部的密封圓柱體和牙輪內(nèi)孔孔口的密封圓柱體之間；所述牙掌軸承的徑向承壓圓柱體與密封圓柱體之間有一偏心，偏心的方向與牙輪受力方向相同，偏心的大小等于軸承徑向間隙值的一半；所述牙掌軸承的密封圓柱體直徑與徑向承壓圓柱體直徑有差異，差異值等于軸承徑向間隙。本實用新型一種牙輪鉆頭偏心等寬軸承密封槽與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點采用偏心等寬軸承密封槽，消除了因軸承間隙的存在而帶來的密封槽寬度的變化，實現(xiàn)了軸承密封圈在圓周方向的等壓縮，從而降低了軸承密封圈壓縮率的設(shè)計要求，提高了密封圈適應(yīng)高轉(zhuǎn)速的能力，延長了密封壽命。

圖I是本實用新型的一種典型結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實用新型的圓周方向示意圖；圖3是本實用新型的第二種典型結(jié)構(gòu)圖；圖4是本實用新型的第三種典型結(jié)構(gòu)圖；圖5是本實用新型的第四種典型結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
圖I是本實用新型的一種典型結(jié)構(gòu)圖。牙掌軸承I與牙輪內(nèi)孔2配合，形成牙輪鉆頭的軸承。牙掌軸承包括徑向承壓圓柱體5和密封圓柱體7。牙輪內(nèi)孔包括徑向承壓圓柱體6和密封圓柱體8。密封槽3由牙掌軸承密封圓柱體和牙輪內(nèi)孔密封圓柱體形成。密封槽3內(nèi)裝的是一彈性密封圈4。當(dāng)牙輪鉆頭工作時，在受力側(cè)F方向受力。牙掌軸承與牙輪內(nèi)孔在F側(cè)接觸，在另一側(cè)產(chǎn)生徑向間隙A。牙掌密封體7與牙掌承壓圓柱體5間有偏心C和直徑差B。直徑差B等于徑向間隙A。偏心的方向與受力的方向相同。偏心的大小C等于直徑差B的一半。S卩，A = B = 2C。圖2是本實用新型的圓周方向示意圖。11是牙輪內(nèi)孔密封圓柱體8的投影。12是牙掌軸承承壓圓柱體5的投影。13是牙掌密封圓柱體7的投影。14是彈性密封圈。因偏心C的存在，在牙輪鉆頭工作時，11和13是兩個同心圓，由11和13形成的密封槽，其寬度在圓周方向是不變的。密封圈14被壓縮安裝在密封槽中，其壓縮率也是固定不變的。也就是說，密封圈的壓縮率在受力側(cè)和非受力側(cè)是一致的。設(shè)計時不需要為了保證非受力側(cè)的極小壓縮率而加大壓縮量。從而可以將密封圈的壓縮率設(shè)計在一個較低的范圍內(nèi)。較低的壓縮率，提高了密封圈適應(yīng)高轉(zhuǎn)速的能力，延長了密封圈的使用壽命。圖3是本實用新型的第二種典型結(jié)構(gòu)圖。與圖I的結(jié)構(gòu)相比，其區(qū)別是，牙掌軸承密封圓柱體7的直徑不是大于承壓圓柱體5的直徑，而是小于承壓圓柱體5的直徑，小的值B也等于徑向間隙A。圖4是本實用新型的第三種典型結(jié)構(gòu)圖。與圖I的區(qū)別是，密封件不是單一的密封圈，而是機(jī)械密封組件15。圖5是本實用新型的第四種典型結(jié)構(gòu)圖。與圖I的區(qū)別是，密封件不是單一的密封圈，而是由兩個密封圈組成的密封組件16。
權(quán)利要求1.一種牙輪鉆頭偏心等寬軸承密封槽，包括牙掌軸承、牙輪內(nèi)孔、密封槽和密封件，其特征在于，所述的密封槽設(shè)置在牙掌軸承的底部和牙輪內(nèi)孔的孔口之間，通過牙掌軸承的偏心與軸承之間的徑向間隙形成密封槽的等寬。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的牙輪鉆頭偏心等寬軸承密封槽，其特征在于，所述牙掌軸承上包含徑向承壓圓柱體和位于其根部的密封圓柱體。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的牙輪鉆頭偏心等寬軸承密封槽，其特征在于，所述牙輪內(nèi)孔上包含徑向承壓圓柱體和位于其孔口的密封圓柱體。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的牙輪鉆頭偏心等寬軸承密封槽，其特征在于，所述牙掌軸承徑向承壓圓柱體與牙輪內(nèi)孔徑向承壓圓柱體之間有一徑向間隙(A)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的牙輪鉆頭偏心等寬軸承密封槽，其特征在于，所述密封槽設(shè)置在牙掌軸承底部的密封圓柱體和牙輪內(nèi)孔孔口的密封圓柱體之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的牙輪鉆頭偏心等寬軸承密封槽，其特征在于，所述牙掌軸承的徑向承壓圓柱體與密封圓柱體之間有一偏心(C)，偏心的方向與牙輪受力方向相同，偏心的大小等于軸承徑向間隙值的一半，即c = (1/2)A。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的牙輪鉆頭偏心等寬軸承密封槽，其特征在于，所述牙掌軸承的密封圓柱體直徑與徑向承壓圓柱體直徑有差異(B)，差異值(B)等于軸承徑向間隙(A)，即 B = A。
專利摘要本實用新型涉及一種牙輪鉆頭等寬軸承密封槽，其包含牙掌軸承、牙輪內(nèi)孔、密封槽和密封件；密封槽，其設(shè)置在牙掌軸承的底部和牙輪內(nèi)孔孔口之間；所述牙掌軸承徑向承壓圓柱體與牙輪內(nèi)孔徑向承壓圓柱體之間有一徑向間隙A；所述牙掌軸承的密封圓柱體與徑向承壓圓柱體之間有一偏心C，且直徑有差值B，直徑差B＝軸承間隙A，偏心的方向與牙輪受力的方向相同，偏心的大小等于直徑差的一半，即C＝(1/2)A。偏心和直徑差的設(shè)計使密封槽在圓周上的寬度和密封圈在整個圓周上的壓縮率，在牙輪鉆頭工作時，不因軸承間隙的存在而發(fā)生變化，密封槽寬度和密封圈壓縮率的穩(wěn)定使彈性密封件的壓縮率可以設(shè)計在一個較低的范圍內(nèi)，提高了軸承密封件適應(yīng)高轉(zhuǎn)速的能力，延長了軸承密封圈的使用壽命。
文檔編號E21B10/25GK202689941SQ20122012714
公開日2013年1月23日 申請日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月30日
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