專利名稱：一種鑲套結(jié)構(gòu)牙輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種廣泛用于石油鉆探領(lǐng)域的牙輪鉆頭，尤其涉及牙輪鉆頭上的具有鑲套結(jié)構(gòu)的牙輪。
牙輪鉆頭主要由牙輪和牙掌通過其軸承位的接合而構(gòu)成?，F(xiàn)有的牙輪都采用低碳合金鋼制造，牙輪必須進(jìn)行滲碳淬火回火處理，牙輪內(nèi)孔軸承表面還需鑲焊減磨合金，在牙掌軸承表面進(jìn)行滲碳滲硼復(fù)合處理或者是鑲焊耐磨合金，由此而形成的軸承副雖能承受一定的鉆壓和轉(zhuǎn)速，但其轉(zhuǎn)速的提高仍受到限制，不適應(yīng)與井下動力鉆具配合使用；同時由于牙輪軸承表面承載能力的限制，耐磨性不強，常會因軸承面的快速磨損而導(dǎo)致鉆頭早期失效。此外，采用鑲焊減磨合金的牙輪內(nèi)孔容易產(chǎn)生裂紋，裂紋向牙輪基體擴展將造成牙輪破裂落井事故。為解決牙輪鉆頭軸承轉(zhuǎn)速較低，耐磨性不足的問題，中國專利91204886.7“硬質(zhì)合金滑動軸承牙輪鉆頭”中提出了一種在牙輪和牙掌軸承表面都采用硬質(zhì)合金的牙輪鉆頭，但其生產(chǎn)工藝復(fù)雜，加工難度非常大，其實際效果也并不理想。在美國專利4572306中，提出了一種鈹青銅或鈹鎳合金加工襯套，將襯套過盈裝配到牙輪內(nèi)孔或牙掌軸頸作為牙輪鉆頭的軸承副Security公司有將鐵基粉末冶金襯套壓入牙輪內(nèi)孔的滑動軸承牙輪鉆頭，鑲套結(jié)構(gòu)較鑲焊結(jié)構(gòu)其工藝過程要簡便得多，并能對轉(zhuǎn)速和耐磨性能有一定的提高和改善，但效果不盡理想。
本實用新型的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足而提供一種能使其轉(zhuǎn)速和耐磨性進(jìn)一步提高和改善的鑲套結(jié)構(gòu)牙輪。
本實用新型由以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)包括有牙輪2，在牙輪的軸孔中鑲裝有固定襯套1，其不同之處在于在固定襯套的內(nèi)圓表面開設(shè)有內(nèi)螺旋油槽4。
按上述方案，所述的內(nèi)螺旋油槽可為等距間隔旋向一致的螺旋型油槽；固定襯套可由高速鋼類或與高速鋼性能接近的鋼材制成并在其表面進(jìn)行強化處理，使固定襯套表面覆有一層表面強化層。
本實用新型具有以下的優(yōu)點1、內(nèi)螺旋油槽能容納充足的潤滑脂，改善軸承的潤滑狀態(tài)，減少軸承磨擦扭矩，降低軸承的運轉(zhuǎn)溫度，從而提高牙輪的轉(zhuǎn)速；2、內(nèi)螺旋油槽具有容屑功能，能減少軸承表面磨下來的磨屑對軸承的進(jìn)一步磨損；3、采用高速鋼或與高速鋼性能接近的材料所制成的固定襯套并經(jīng)表面強化處理能使滑動軸承的承載能力增強，耐沖擊、耐磨損，使軸承的有效使用壽命延長。


圖1為本實用新型一個實施例的正剖視圖。
圖2為本實用新型實施例中一種固定襯套結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖3為本實用新型實施例中一種固定襯套結(jié)構(gòu)的正視圖。
圖4為本實用新型實施例中另一種固定襯套結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖5為本實用新型另一個實施例的正剖視圖。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實用新型的實施例，包括有一牙輪2，在牙輪的大軸孔中用過盈配合鑲裝有一個固定襯套1，在固定襯套的內(nèi)圓表面開設(shè)有等距間隔旋向一致的內(nèi)螺旋油槽4，為使各條內(nèi)螺旋油槽相互導(dǎo)通，在固定襯套的上端和下端開設(shè)使內(nèi)螺旋油槽與固定襯套外圓表面相導(dǎo)通的上通孔6和下通孔5，在固定襯套的外圓表面開設(shè)有外螺旋油槽3，外螺旋油槽的上端經(jīng)上通孔與一條內(nèi)圓表面的內(nèi)螺旋油槽相通，外螺旋油槽的下端經(jīng)下通孔與另一條內(nèi)圓表面的內(nèi)螺旋油槽導(dǎo)通，由此構(gòu)成一條內(nèi)外油槽首尾貫通相連的總油路，使?jié)櫥纬梢粭l循環(huán)回路，根據(jù)情況，內(nèi)圓表面的內(nèi)螺旋油槽可開設(shè)4-8條，下通孔5可以開設(shè)至固定襯套的底端，如圖2、3所述。另外，在固定襯套內(nèi)圓表面開設(shè)與上下端面相貫穿的內(nèi)螺旋油槽4。固定襯套由高速鋼制作而成，也可選用銅合金或其它有色金屬材料制造，固定襯套的內(nèi)圓表面進(jìn)行表面強化處理，表面強化處理可選擇鍍銀，或Cu-Sn鍍滲，或PCVD-TiN，或離子注入TiN及硫氮碳共滲等，以進(jìn)一步改善固定襯套的軸承性能。
本實用新型的第2個實施例如圖5所示，它與上一個實施例的不同之處在于在牙輪2的下部的小軸孔內(nèi)也鑲裝有小固定襯套7，在小固定襯套內(nèi)圓表面開設(shè)內(nèi)螺旋油槽，或者在小固定襯套的內(nèi)、外圓開設(shè)相互導(dǎo)通的內(nèi)、外螺旋油槽，其結(jié)構(gòu)與固定襯套的結(jié)構(gòu)相同。
權(quán)利要求1.一種鑲套結(jié)構(gòu)牙輪，包括有牙輪(2)，在牙輪的軸孔中鑲裝有固定襯套(1)，其特征在于在固定襯套的內(nèi)圓表面開設(shè)有內(nèi)螺旋油槽(4)。
2.按權(quán)利要求1所述的鑲套結(jié)構(gòu)牙輪，其特征在于所述的內(nèi)螺旋油槽為等距間隔旋向一致的螺旋型油槽。
3.按權(quán)利要求1或2所述的鑲套結(jié)構(gòu)牙輪，其特征在于固定襯套由高速鋼類或與高速鋼性能接近的鋼材制成并在其表面進(jìn)行強化處理，使固定襯套表面覆有一層表面強化層。
4.按權(quán)利要求1或2所述的鑲套結(jié)構(gòu)牙輪，其特征在于在固定襯套的內(nèi)圓表面開設(shè)有等距間隔旋向一致的內(nèi)螺旋油槽(4)，在固定襯套的上端和下端開設(shè)使內(nèi)螺旋油槽與固定襯套外圓表面相導(dǎo)通的上通孔(6)和下通孔(5)，在固定襯套的外圓表面開設(shè)有外螺旋油槽(3)，外螺旋油槽的上端經(jīng)上通孔與一條內(nèi)圓表面的內(nèi)螺旋油槽相通，外螺旋油槽的下端經(jīng)下通孔與另一條內(nèi)圓表面的內(nèi)螺旋油槽導(dǎo)通，由此構(gòu)成一條內(nèi)外油槽首尾貫通相連的總油路。
5.按權(quán)利要求1或2所述的鑲套結(jié)構(gòu)牙輪，其特征在于內(nèi)圓表面的內(nèi)螺旋油槽開設(shè)有4-8條。
6.按權(quán)利要求1或2所述的鑲套結(jié)構(gòu)牙輪，其特征在于在牙輪(2)下部的小軸孔內(nèi)也鑲裝有小固定襯套(7)，在小固定襯套內(nèi)圓表面開設(shè)內(nèi)螺旋油槽，或者在小固定襯套的內(nèi)、外圓開設(shè)相互導(dǎo)通的內(nèi)、外螺旋油槽。
7.按權(quán)利要求1或2所述的鑲套結(jié)構(gòu)牙輪，其特征在于在固定襯套內(nèi)圓表面開設(shè)與上下端面相貫穿的內(nèi)螺旋油槽(4)。
專利摘要本實用新型涉及一種廣泛用于石油鉆探領(lǐng)域的牙輪鉆頭,尤其涉及牙輪鉆頭上具有鑲套結(jié)構(gòu)的牙輪。它包括有牙輪,在牙輪的軸孔中鑲裝有固定襯套,其不同之處在于在固定襯套的內(nèi)圓表面開設(shè)有內(nèi)螺旋油槽。本實用新型的固定襯套可由高速鋼制成并在表面作強化處理,在固定襯套的外表面可開設(shè)外螺旋油槽以使內(nèi)外油槽首尾貫通。本實用新型能改善牙輪軸承的潤滑狀態(tài),提高轉(zhuǎn)速,增強耐磨性能,使牙輪鉆頭的使用壽命延長。
文檔編號E21B10/08GK2454521SQ0023244
公開日2001年10月17日 申請日期2000年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月17日
發(fā)明者張烈華, 帥柏春 申請人:江漢石油鉆頭股份有限公司