專利名稱：一種單金屬密封牙輪鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種地質(zhì)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(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，牙輪鉆頭是常用的地質(zhì)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(shè)置有合金齒，牙輪 的軸承腔內(nèi)注滿潤(rùn)滑脂，在軸承腔密封方面常用的結(jié)構(gòu)為橡膠密封和雙金屬浮動(dòng)密封；橡 膠密封結(jié)構(gòu)中，其0形密封圈在軸承腔內(nèi)所受壓力通常難以達(dá)到平衡狀態(tài)，尤其是在深井、 高溫或地質(zhì)復(fù)雜的條件下使用時(shí)，0形橡膠密封圈會(huì)被擠出或被間隙扯裂，甚至氫化變脆， 導(dǎo)致0形橡膠密封早期失效，造成軸承腔內(nèi)的潤(rùn)滑油泄漏，導(dǎo)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(dòng)密封比橡膠密封鉆頭使用壽命要長(zhǎng)，但其制造 工藝復(fù)雜，精度高，效率低，生產(chǎn)成本高，使用不廣泛，從其結(jié)構(gòu)和成本多方面來考慮，需進(jìn) 一步改進(jìn)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)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(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，能避免牙輪鉆頭軸承部位早期磨損，延長(zhǎng)了牙輪鉆頭使用壽命。本實(shí)用新型的技術(shù)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(shè)置有合金齒，牙輪上設(shè)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(shí)現(xiàn)動(dòng)密封，所述的單金屬線接觸密封件的結(jié)構(gòu)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(nèi)側(cè)設(shè)置凹槽，牙爪金屬環(huán)內(nèi)側(cè)的凹槽內(nèi)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(cè)為外球面， 所述的牙輪軸承腔的腔口設(shè)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(nèi)側(cè) 為與牙爪金屬環(huán)外球面相配合的內(nèi)錐面。作為對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的牙輪金屬環(huán)的內(nèi)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(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，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(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的牙輪金屬環(huán)軸承腔的腔口設(shè)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(nèi)。作為對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的牙爪金屬環(huán)的外球面R為5-20mm。本實(shí)用新型的有益效果在于本實(shí)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(nèi)錐面之間的線接觸實(shí)現(xiàn)對(duì)軸承腔內(nèi)潤(rùn)滑脂的密封，牙爪金屬環(huán)設(shè)置于牙爪軸承固定軸頸的根部，同時(shí)利用0形橡膠密封圈的漲緊力將牙爪金屬環(huán)固定，當(dāng)牙爪金屬環(huán)外球面和 牙輪金屬環(huán)內(nèi)錐面相互磨損時(shí)，其0形橡膠密封圈始終利用自身彈力調(diào)整牙爪金屬環(huán)和牙 輪金屬環(huán)的密封面壓力，即能產(chǎn)生補(bǔ)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(dòng)，提高密封效果和使用可靠性。本實(shí)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(dòng)密封牙輪鉆頭對(duì)比，簡(jiǎn)化了密封結(jié)構(gòu)，降低了制造工藝要求，節(jié)省了生產(chǎn) 成本；解決了現(xiàn)有雙金屬浮動(dòng)密封鉆頭加工成品高、工藝復(fù)雜、應(yīng)用不廣泛的問題，適應(yīng)深 井、高溫及地質(zhì)條件復(fù)雜鉆探工作的需要，同時(shí)能夠降低鉆井(孔)成本。


以下結(jié)合附圖對(duì)實(shí)用新型做進(jìn)一步說明圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1的A部放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型的牙爪金屬環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例2的B部放大結(jié)構(gòu)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(shí)施方式
實(shí)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(shè)置有軸承腔，軸承腔設(shè)置有滾珠7，牙輪6外表面上設(shè) 置有合金齒8，牙輪6的軸承腔內(nèi)注滿潤(rùn)滑脂。牙輪6的軸承腔和牙爪1由單金屬線接觸密 封件實(shí)現(xiàn)動(dòng)密封，單金屬線接觸密封件的結(jié)構(gòu)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(nèi)側(cè)設(shè)置凹槽，牙爪金屬環(huán)4內(nèi)側(cè)的凹槽內(nèi)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(cè) 為外球面，外球面的半徑R為5mm，牙輪6的軸承腔的腔口設(shè)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(nèi)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(nèi)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(shè)置有直角止口，牙輪金屬環(huán)5鑲嵌固定于直角止口 內(nèi)。實(shí)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(shè)置有軸承腔，牙輪6外表面上設(shè)置有合金齒8，牙輪6 的軸承腔內(nèi)注滿潤(rùn)滑脂。牙輪6的軸承腔和牙爪1由單金屬線接觸密封件實(shí)現(xiàn)動(dòng)密封，單 金屬線接觸密封件的結(jié)構(gòu)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(nèi)側(cè)的凹槽內(nèi)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(nèi)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(nèi)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(quán)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(shè) 置有合金齒，牙輪上設(shè)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(shí)現(xiàn) 動(dòng)密封，所述的單金屬線接觸密封件的結(jié)構(gòu)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(nèi)側(cè)設(shè)置凹槽，牙爪金屬環(huán)內(nèi)側(cè)的凹槽內(nèi)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(cè)為外球面，所述的牙 輪軸承腔的腔口設(shè)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(nèi)側(cè)為與牙爪 金屬環(huán)外球面相配合的內(nèi)錐面。
2.根據(jù)權(quán)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(nèi) 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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(shè)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(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)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(shí)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(shè)置有合金齒，牙輪上設(shè)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(shí)現(xiàn)動(dòng)密封，所述的單金屬線接觸密封件的結(jié)構(gòu)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(nèi)側(cè)設(shè)置凹槽，牙爪金屬環(huán)內(nèi)側(cè)的凹槽內(nèi)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(cè)為外球面，所述的牙輪軸承腔的腔口設(shè)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(nèi)側(cè)為與牙爪金屬環(huán)外球面相配合的內(nèi)錐面。它具有密封性能好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，能避免牙輪鉆頭軸承部位早期磨損，延長(zhǎng)了牙輪鉆頭使用壽命。
文檔編號(hào)E21B10/25GK201924832SQ20102066385
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月16日
發(fā)明者徐延金, 王濤眾 申請(qǐng)人:湖南天鷹科技集團(tuán)有限公司