專利名稱：一種牙輪鎖緊結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種石油、地質(zhì)鉆井用牙輪鉆頭的牙輪鎖緊結(jié)構(gòu)。牙輪鉆頭上有承擔(dān)載荷的軸頸，其上裝有可轉(zhuǎn)動(dòng)的牙輪。牙輪鎖緊結(jié)構(gòu)的作用就是要將牙輪鎖在鉆頭軸頸上。
目前，得到應(yīng)用的牙輪鎖緊結(jié)構(gòu)大致有三種。第一種是采用傳統(tǒng)的鋼球鎖緊結(jié)構(gòu)，即在牙輪內(nèi)孔和軸頸上各開一個(gè)半圓環(huán)槽，將一定數(shù)量的鋼球裝入槽中，從而鎖住牙輪。第二種是采用彈性開口卡簧鎖緊結(jié)構(gòu)，例如美國(guó)專利U.S.Pat.No.4,491,428，其方法是在軸頸上開一個(gè)能完全容納一個(gè)彈性開口卡簧的組裝環(huán)槽，在牙輪內(nèi)孔開一個(gè)深度小于卡簧截面直徑的鎖緊環(huán)槽。安裝時(shí)，首先將卡簧鉗壓到軸頸組裝槽內(nèi)，再將牙輪套裝到軸頸上。當(dāng)牙輪套裝到位時(shí)，卡簧將靠自身的彈性彈開卡入牙輪鎖緊槽中，從而鎖緊牙輪。第三種是采用螺紋卡塊鎖緊結(jié)構(gòu)，例如美國(guó)專利U.S.Pat.No.4,911,255，其方法是在軸頸上開一個(gè)鎖緊環(huán)槽，鎖緊件是由兩半組合成的圓環(huán)卡塊，卡塊的外徑面上帶有螺紋，牙輪內(nèi)孔有一段與卡塊外徑面上螺紋相配合的內(nèi)螺紋。安裝時(shí)，首先將兩半卡塊合攏卡入軸頸鎖緊槽內(nèi)，再將牙輪套裝到軸頸上，并讓卡塊與牙輪內(nèi)孔的螺紋旋合到位，從而達(dá)到鎖緊牙輪的目的。目前的這幾種牙輪鎖緊結(jié)構(gòu)都存在著一些不足第一種結(jié)構(gòu)在軸承面出現(xiàn)一定磨損后，鋼球易承受鉆頭工作載荷而磨損和碎裂，導(dǎo)致鎖緊失效；第二種結(jié)構(gòu)在牙輪軸承面出現(xiàn)一定磨損后，開口卡簧在牙輪外脫力的作用下會(huì)受到向組裝槽擠壓的分力，可將卡簧擠出牙輪鎖緊槽而使鎖緊失效；第三種結(jié)構(gòu)由于采用了螺紋連接形式，難免帶有應(yīng)力集中，加工復(fù)雜等缺點(diǎn)，同時(shí)，在軸承面磨損后，卡塊也會(huì)直接承受鉆頭工作載荷而損壞。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種牙輪鎖緊結(jié)構(gòu)，它在鉆頭軸承發(fā)生較大磨損后，也可避免鎖緊件承受鉆頭工作載荷，確保鎖緊安全可靠。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的在牙掌軸頸的一個(gè)截面圓周上，按一定間隔鉆鎖緊銷孔，再在牙掌軸頸上鉆塞銷孔與鎖緊銷孔連通；在牙輪內(nèi)孔與軸頸鎖緊銷孔相對(duì)應(yīng)的位置車一個(gè)環(huán)形鎖緊槽。安裝時(shí)，首先在每個(gè)鎖緊銷孔內(nèi)插一根截面為圓形或者鼓形等形狀的鎖緊銷，并讓鎖緊銷完全進(jìn)入鎖緊銷孔內(nèi)，再將牙輪裝到軸頸上。從塞銷孔裝入一個(gè)球體、正方體、或者圓柱體之類的鎖緊銷推動(dòng)件，例如鋼球，將鎖緊銷從鎖緊銷孔中向牙輪鎖緊槽推，當(dāng)鎖緊銷推動(dòng)件與鎖緊銷端面接觸上時(shí)，鎖緊銷的另一端則完全進(jìn)入牙輪鎖緊槽。然后用一根塞銷將塞銷孔堵死，從而將牙輪鎖在軸頸上。當(dāng)鉆頭工作時(shí)，如果軸頸軸承面受力邊和牙輪軸承面出現(xiàn)磨損，在鉆頭工作載荷作用下，牙輪軸承中心線將不再與軸頸中心線重合，而是向軸頸軸承非受力邊偏移。這時(shí)，牙輪鎖緊槽底將會(huì)把軸頸軸承受力邊的鎖緊銷向鎖緊銷孔內(nèi)推進(jìn)，鎖緊銷推動(dòng)鎖緊銷推動(dòng)件，鎖緊銷推動(dòng)件又會(huì)將軸頸軸承非受力邊的鎖緊銷從鎖緊銷孔中向外推，使所有的鎖緊銷都仍舊卡在牙輪鎖緊槽內(nèi)，而且所有的鎖緊鎖仍然不承受鉆頭工作載荷。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有幾種牙輪鎖緊結(jié)構(gòu)相比，最大的優(yōu)點(diǎn)是在鉆頭軸承發(fā)生比較嚴(yán)重的磨損后，鎖緊件也不會(huì)承受鉆頭工作載荷，有效地延長(zhǎng)了鎖緊壽命。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是采用本實(shí)用新型的牙輪鉆頭局部剖面圖；圖2、圖3、圖4是本實(shí)用新型的第一種鎖緊結(jié)構(gòu)實(shí)例；圖5、圖6、圖7是本實(shí)用新型的第二種鎖緊結(jié)構(gòu)實(shí)例；圖8、圖9、
圖10是本實(shí)用新型的第三種鎖緊結(jié)構(gòu)實(shí)例；圖2、圖5和圖8是裝入鎖緊銷推動(dòng)件前的狀態(tài)；圖3、圖6和圖9是裝入鎖緊銷推動(dòng)件后的狀態(tài)；圖4、圖7和
圖10是鉆頭軸承磨損后的狀態(tài)。
圖中1、牙掌2、潤(rùn)滑脂孔；3、O形橡膠圈；4、軸頸；5、牙輪；6、牙輪鎖緊槽；9、鎖緊銷推動(dòng)件；12、塞銷孔；13、塞銷；7、10、18、19、22、鎖緊銷孔；8、11、20、21、23、鎖緊銷；14、磨損后的軸頸軸承面；15、磨損后的牙輪軸承面；16、牙輪軸承中心線；17、軸頸中心線；24、25、26、27、28、鎖緊銷端面。
本實(shí)用新型第一種鎖緊結(jié)構(gòu)實(shí)例如
圖1和圖2所示，牙掌1的軸頸4上裝有可旋轉(zhuǎn)的用于破巖的牙輪5。潤(rùn)滑脂孔2給鉆頭軸承提供潤(rùn)滑脂，O形橡膠圈3為鉆頭軸承提供密封。牙輪5的內(nèi)孔有一個(gè)環(huán)形鎖緊槽6，軸頸4上有與塞銷孔12連通的兩個(gè)鎖緊銷孔7和10。安裝時(shí)，如圖2所示，首先在鎖緊銷孔7和10中分別插入截面形狀為鼓形的鎖緊銷8和11，再將牙輪5套裝到軸頸4上。再按
圖1和圖3所示，從塞銷孔12裝入球體的鎖緊銷推動(dòng)件9，將鎖緊銷孔7和10中的鎖緊銷8和11向牙輪鎖緊槽6推，當(dāng)鎖緊銷推動(dòng)件9與鎖緊銷8和11的端面24和25接觸上時(shí)，鎖緊銷8和11的另一端則完全進(jìn)入牙輪鎖緊槽6。然后用一根塞銷13將塞銷孔12堵住焊死，從而將牙輪5鎖在軸頸4上。當(dāng)鉆頭工作時(shí)，如圖4所示，如果軸頸4和牙輪5的軸承面出現(xiàn)磨損，在工作載荷作用下，牙輪軸承中心線16將與軸頸中心線17偏離。這時(shí)，鎖緊銷8和11與鎖緊銷推動(dòng)件9將在鎖緊銷孔7和10中隨著牙輪一起移動(dòng)，使鎖緊銷8和11的端部仍舊卡在牙輪鎖緊槽6內(nèi)，而且鎖緊銷8和11仍然不承受鉆頭工作載荷。
本實(shí)用新型第二種鎖緊結(jié)構(gòu)實(shí)例如
圖1和圖5所示，牙掌1的軸頸4上裝有可旋轉(zhuǎn)的用于破巖的牙輪5。潤(rùn)滑脂孔2給鉆頭軸承提供潤(rùn)滑脂，O形橡膠圈3為鉆頭軸承提供密封。牙輪5的內(nèi)孔有一個(gè)環(huán)形鎖緊槽6，軸頸4上有與塞銷孔12連通的四個(gè)鎖緊銷孔7、10、18和19。安裝時(shí)，如圖5所示，首先在鎖緊銷孔7、10、18和19中分別插入截面形狀為鼓形的鎖緊銷8、11、20和21，再將牙輪5套裝到軸頸4上。冉按
圖1和圖6所示，從塞銷孔12裝入球體的鎖緊銷推動(dòng)件9，將鎖緊銷孔7、10、18和19中的鎖緊銷8、11、20和21向牙輪鎖緊槽6推，當(dāng)鎖緊銷推動(dòng)件9與鎖緊銷8、11、20和21的端面24、25、26和27接觸上時(shí)，鎖緊銷8、11、20和21的另一端則完全進(jìn)入牙輪鎖緊槽6。然后用一根塞銷13將塞銷孔12堵住焊死，從而將牙輪5鎖在軸頸4上。當(dāng)鉆頭工作時(shí)，如圖7所示，如果軸頸4和牙輪5的軸承面出現(xiàn)磨損，在工作載荷作用下，牙輪軸承中心線16將與軸頸中心線17偏離。這時(shí)，鎖緊銷8、11、20和21與鎖緊銷推動(dòng)件9將在鎖緊銷孔7、10、18和19中隨著牙輪一起移動(dòng)，使鎖緊銷8、11、20和21的端部仍舊卡在牙輪鎖緊槽6內(nèi)，而且鎖緊銷8、11、20和21仍然不承受鉆頭工作載荷。
本實(shí)用新型第三種鎖緊結(jié)構(gòu)實(shí)例如
圖1和圖8所示，牙掌1的軸頸4上裝有可旋轉(zhuǎn)的用于破巖的牙輪5。潤(rùn)滑脂孔2給鉆頭軸承提供潤(rùn)滑脂，O形橡膠圈3為鉆頭軸承提供密封。牙輪5的內(nèi)孔有一個(gè)環(huán)形鎖緊槽6，軸頸4上有與塞銷孔12連通的三個(gè)鎖緊銷孔7、10和22。安裝時(shí)，如圖8所示，首先在鎖緊銷孔7、10和22中分別插入截面形狀為鼓形的鎖緊銷8、11和23，再將牙輪5套裝到軸頸4上。再按
圖1和圖9所示，從塞銷孔12裝入球體的鎖緊銷推動(dòng)件9，將鎖緊銷孔7、10、和22中的鎖緊銷8、11和23向牙輪鎖緊槽6推，當(dāng)鎖緊銷推動(dòng)件9與鎖緊銷8、和11的端面24、25和28接觸上時(shí)，鎖緊銷8、11和23的另一端則完全進(jìn)入牙輪鎖緊槽6。然后用一根塞銷13將塞銷孔12堵住焊死，從而將牙輪5鎖在軸頸4上。當(dāng)鉆頭工作時(shí)，如
圖10所示，如果軸頸4和牙輪5的軸承面出現(xiàn)磨損，在工作載荷作用下，牙輪軸承中心線16將與軸頸中心線17偏離。這時(shí)，鎖緊銷8、11和23與鎖緊銷推動(dòng)件9將在鎖緊銷孔7、10和22中隨著牙輪一起移動(dòng)，使鎖緊銷8、11和23的端部仍舊卡在牙輪鎖緊槽6內(nèi)，而且鎖緊銷8、11和23仍然不承受鉆頭工作載荷。
權(quán)利要求1．一種牙輪鎖緊結(jié)構(gòu)，其特征是鎖緊結(jié)構(gòu)由鎖緊銷、鎖緊銷推動(dòng)件、塞銷、牙輪鎖緊槽，以及牙掌軸頸上的鎖緊銷孔和塞銷孔等組成，塞銷孔與鎖緊銷孔相連通，鎖緊銷推動(dòng)件則放置在該連通處，鎖緊銷孔中的鎖緊銷一端插入牙輪鎖緊槽，另一端的端面與鎖緊銷推動(dòng)件相接觸，鎖緊銷可在鎖緊銷孔中隨著牙輪的徑向移動(dòng)而移動(dòng)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種牙輪鎖緊結(jié)構(gòu)，其特征是牙掌軸頸上至少有兩個(gè)相通的鎖緊銷孔，連通處的鎖緊銷推動(dòng)件至少與兩個(gè)鎖緊銷的端面相接觸。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的一種牙輪鎖緊結(jié)構(gòu)，其特征是鎖緊銷推動(dòng)件是鋼球，鋼球的半徑比塞銷孔的半徑小，但至少等于牙輪鎖緊槽的深度。
4．根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的一種牙輪鎖緊結(jié)構(gòu)，其特征是鎖緊銷的截面為鼓形。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種牙輪鎖緊結(jié)構(gòu),它由鎖緊銷、鎖緊銷推動(dòng)件、塞銷、牙輪鎖緊槽,以及牙掌軸頸上的鎖緊銷孔和塞銷孔等組成。鎖緊銷孔與塞銷孔相連通。鎖緊銷推動(dòng)件從塞銷孔進(jìn)入該連通處,與鎖緊銷孔中的鎖緊銷端面相接觸,同時(shí)將鎖緊銷的另一個(gè)端部推入牙輪鎖緊槽,然后用一根塞銷將塞銷孔堵死,從而將牙輪鎖在牙掌軸頸上,鎖緊安全可靠。
文檔編號(hào)E21B10/08GK2344536SQ9823565
公開日1999年10月20日 申請(qǐng)日期1998年4月24日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月24日
發(fā)明者金志勛, 程永, 夏豐收, 李愛軍 申請(qǐng)人:江漢石油管理局鉆頭廠