專利名稱：一種用于鉆井泵連桿的軸瓦的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油及天然氣鉆井設(shè)備領(lǐng)域，具體的講涉及一種用于鉆井泵連桿的軸瓦。
背景技術(shù)：
鉆井泥漿泵被譽(yù)為鉆機(jī)的“心臟”，從全世界鉆出第一口具有商業(yè)價(jià)值的鉆機(jī)使用鉆井泥漿泵開始，已經(jīng)有100多年的歷史。這100多年以來，具有商業(yè)價(jià)值的鉆機(jī)泥漿泵均是采用的三缸泵。最近10多年，人們開始不斷的探索開發(fā)五缸泵，因五缸泵與三缸泵相比， 具有減小了排出介質(zhì)的壓力波動(dòng)、擴(kuò)大流量范圍、取消了傳統(tǒng)的排出空氣包，提高了排出液缸的壽命，同時(shí)還可以使鉆井泵的體積減小輕，重量減輕等優(yōu)點(diǎn)，但都因五缸泵制造維修非常困難。其中曲柄連桿機(jī)構(gòu)中的連桿大頭軸承就是其中之一。傳統(tǒng)的連桿體大頭孔安裝的都是滾動(dòng)軸承，體積非常大，因此必須要對是原來的連桿體大頭孔安裝的滾動(dòng)軸承進(jìn)行創(chuàng)新，通過滑動(dòng)軸承代替原來的滾動(dòng)軸承，軸瓦就屬于滑動(dòng)軸承中的一種，軸瓦作為連桿與連桿軸頸之間的摩擦副，軸瓦與連桿軸頸之間的潤滑相當(dāng)重要，通常在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中在軸瓦與連桿軸頸形成一層油膜來實(shí)現(xiàn)的潤滑，但對于鉆井泵來講，當(dāng)載荷較大、轉(zhuǎn)速較低的運(yùn)轉(zhuǎn)中建立完全的潤滑油膜非常困難，一旦潤滑效果不理想就可能出現(xiàn)干摩擦的情況，影響轉(zhuǎn)動(dòng)并降低軸瓦及連桿的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、能確保鉆井泵在高載荷、低轉(zhuǎn)速的情況下同樣能滿足軸瓦與曲軸之間潤滑效果的用于鉆井泵連桿的軸瓦。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種用于鉆井泵連桿的軸瓦，包括軸瓦本體，所述軸瓦本體上開有潤滑孔穴，所述潤滑孔穴內(nèi)設(shè)置有固體潤滑劑。采用上述結(jié)構(gòu)，通過在軸瓦本體開出大小合適、排列有序的潤滑孔穴，并在潤滑孔穴內(nèi)嵌入固體潤滑劑，由于采用了固體潤滑劑，固體潤滑劑的線膨脹系數(shù)大于金屬基體，當(dāng)開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，固體潤滑劑的膨脹速度比基體快同時(shí)受擠壓等作用、固體潤滑劑會轉(zhuǎn)移到對磨件上實(shí)現(xiàn)自潤滑，所以在鉆井泵在載荷較大、轉(zhuǎn)速較低的運(yùn)轉(zhuǎn)中建立完全油膜較困難的情況下，也能起到良好的潤滑作用，不會發(fā)生軸瓦和連桿軸頸摩擦副的金屬直接干摩擦情況發(fā)生。其中軸瓦本體的材質(zhì)為黃銅，其組分質(zhì)量百分比為Zn 25% 沈％，Al 5. 5% 6%， Fe 2. 5% 3. 2%, Mn 3. 14% 4%，余量為 CU。所述固體潤滑劑為石墨。
所述軸瓦本體由主承重軸瓦和副承重軸瓦拼合而成，在所述主承重軸瓦與副承重軸瓦的結(jié)合處內(nèi)壁開有槽，所述槽沿軸線方向布置。在所述副承重軸瓦內(nèi)壁開有儲油槽，所述儲油槽沿內(nèi)壁圓周方向布置。所述副承重軸瓦上開有定位孔。在所述主承重軸瓦與副承重軸瓦結(jié)合處為基準(zhǔn)的士30°范圍內(nèi)為減薄區(qū)，所述減薄區(qū)從兩頭向結(jié)合處逐漸減薄。這種設(shè)計(jì)有利于在減薄區(qū)形成一定油楔和儲存少量的磨屑。所述槽寬度為25 30mm，深度為廣1. 5mm，長度比軸瓦寬度每邊短5 8mm ；所述儲油槽的寬度為18 20mm，深度為3 4mm ；所述定位孔的的直徑為Φ 10 Φ 12mm，深度為5 6mm ； 所述減薄區(qū)厚度為0. 04 0. 06mm。優(yōu)選的所述槽寬度為27mm，深度為1. 2mm，長度比軸瓦寬度每邊短6mm ；所述儲油槽的寬度為19mm，深度為3. 5mm ；所述定位孔的的直徑為Φ 11mm，深度為5. 5mm ；所述減薄區(qū)厚度為0. 05mm。優(yōu)選的所述Si為27%，Al為5. 8%, Fe為2. 8%, Mn為3. 6%,余量為CU。有益效果本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、通過潤滑孔穴及固體潤滑劑的設(shè)計(jì)解決了鉆井泵在低轉(zhuǎn)速、高載荷情況下潤滑不好的問題。


本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中 圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2為圖1的A-A剖視圖； 圖3為圖1的仰視圖。
具體實(shí)施例方式如圖1、2、3所示一種用于鉆井泵連桿的軸瓦，包括軸瓦本體，所述軸瓦本體上開有潤滑孔穴，所述潤滑孔穴內(nèi)設(shè)置有固體潤滑劑。其中軸瓦本體的材質(zhì)為黃銅，其組分質(zhì)量百分比為Zn 25% 沈％，Al 5. 5% 6%， Fe 2. 5% 3. 2%, Mn 3. 14% 4%，余量為 CU。所述固體潤滑劑為石墨。所述軸瓦本體由主承重軸瓦和副承重軸瓦拼合而成，在所述主承重軸瓦與副承重軸瓦的結(jié)合處內(nèi)壁開有槽，所述槽沿軸線方向布置。在所述副承重軸瓦內(nèi)壁開有儲油槽，所述儲油槽沿內(nèi)壁圓周方向布置。所述副承重軸瓦上開有定位孔。在所述主承重軸瓦與副承重軸瓦結(jié)合處為基準(zhǔn)的士30°范圍內(nèi)為減薄區(qū)，所述減薄區(qū)從兩頭向結(jié)合處逐漸減薄。所述槽5寬度為25 30mm，深度為廣1. 5mm，長度比軸瓦寬度每邊短5 8mm ；所述儲油槽6的寬度為If 20mm，深度為3 4mm ；所述定位孔7的的直徑為Φ 1(Γφ 12mm，深度為 5 6mm ；所述減薄區(qū)8厚度為0. 04^0. 06mm。優(yōu)選的所述槽5寬度為27mm，深度為1. 2mm，長度比軸瓦寬度每邊短6mm ；所述儲油槽6的寬度為19mm，深度為3. 5mm ；所述定位孔7的的直徑為Φ 11mm，深度為5. 5mm ；所述減薄區(qū)8厚度為0. 05mm。具體的講軸瓦根據(jù)轉(zhuǎn)速的不同，同樣可以承受高承載、低轉(zhuǎn)速的工作要求。分兩種材料分別給予敘述。當(dāng)軸瓦與曲軸的連桿軸頸相對運(yùn)動(dòng)的線速度較低時(shí)，軸瓦的基體材質(zhì)選用 CuZn25A16Fe3Mn4黃銅，然后在基體的材料上開出大小適當(dāng)、排列有序的孔穴，在孔穴中嵌入具有自潤滑性能的成型固體潤滑劑。固體潤滑劑面積一般為摩擦面積的25%。由于基體材料是Cu&i25A16Fe3Mn4的黃銅，抗拉強(qiáng)度可達(dá)790MPa/mm2、屈服強(qiáng)度可達(dá)490 MPa/mm2、延伸率可達(dá)17%、硬度可達(dá)HB210-230，極限動(dòng)載荷達(dá)30MPa，極限動(dòng)載荷達(dá)30MPa，最高使用溫度可以到達(dá)300攝氏度。由于采用了固體潤滑劑，固體潤滑劑的線膨脹系數(shù)大于金屬基體， 開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，固體潤滑劑會轉(zhuǎn)移到對磨件上實(shí)現(xiàn)自潤滑，所以在鉆井泵在載荷特別大(比壓到達(dá)30MPa)、轉(zhuǎn)速特別低(lm/s)的連續(xù)100小時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)中建立完全油膜較困難的情況下， 也能起到良好的潤滑作用，不會發(fā)生軸瓦和連桿軸頸摩擦副的金屬直接干摩擦情況發(fā)生。連桿軸瓦本體的副承重軸瓦，在其內(nèi)圓上設(shè)計(jì)有儲油槽和槽。連桿軸瓦的主承重軸瓦部分，在該部分內(nèi)圓上只設(shè)計(jì)有槽。這樣設(shè)計(jì)可以增大主承重軸瓦的承壓面積，降低比壓，有利于連桿軸瓦的使用壽命。(對于鉆井泵來講，由于運(yùn)動(dòng)受力的關(guān)系存在主承重部分和副承重部分，當(dāng)鉆井泵將泥漿壓出時(shí)會產(chǎn)生非常大的相互作用力，此時(shí)軸瓦的相互作用部分為主承重部分，而當(dāng)連桿收回時(shí)相互作用力小很多，此時(shí)軸瓦的相互作用部分為副承重部分)
在副承重軸瓦的外壁上設(shè)計(jì)有限制旋轉(zhuǎn)自由度的定位孔，可以保證連桿軸瓦主承重軸瓦和副承重軸瓦部分的相互位置關(guān)系固定，達(dá)到設(shè)計(jì)的預(yù)期要求。
權(quán)利要求
1.一種用于鉆井泵連桿的軸瓦，包括軸瓦本體，其特征在于所述軸瓦本體上開有潤滑孔穴(1)，所述潤滑孔穴(1)內(nèi)設(shè)置有固體潤滑劑(2 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鉆井泵連桿的軸瓦，其特征在于其中軸瓦本體的材質(zhì)為黃銅，其組分質(zhì)量百分比為Zn 25% 26%，Al 5. 5% 6%，F(xiàn)e 2. 5% 3. 2%, Mn 3. 14% 4%，余量為CU0
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于鉆井泵連桿的軸瓦，其特征在于所述固體潤滑劑(2)為石墨。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于鉆井泵連桿的軸瓦，其特征在于所述軸瓦本體由主承重軸瓦(3)和副承重軸瓦(4)拼合而成，在所述主承重軸瓦(3)與副承重軸瓦(4)的結(jié)合處內(nèi)壁開有槽(5)，所述槽(5)沿軸線方向布置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于鉆井泵連桿的軸瓦，其特征在于在所述副承重軸瓦(4)內(nèi)壁開有儲油槽(6)，所述儲油槽(6)沿內(nèi)壁圓周方向布置。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于鉆井泵連桿的軸瓦，其特征在于所述副承重軸瓦 (4)上開有定位孔(7)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于鉆井泵連桿的軸瓦，其特征在于在所述主承重軸瓦(3)與副承重軸瓦(4)結(jié)合處為基準(zhǔn)的士30°范圍內(nèi)為減薄區(qū)(8)，所述減薄區(qū)(8)從兩頭向結(jié)合處逐漸減薄。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于鉆井泵連桿的軸瓦，其特征在于所述槽(5)寬度為25 30mm，深度為廣1. 5mm，長度比軸瓦寬度每邊短5 8mm ；所述儲油槽(6)的寬度為 18 20mm，深度為3 4mm ；所述定位孔(7)的的直徑為Φ 1(Γφ 12mm，深度為5 6mm ；所述減薄區(qū)(8)厚度為0. 04 0. 06mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于鉆井泵連桿的軸瓦，其特征在于所述槽(5)寬度為27mm，深度為1. 2mm，長度比軸瓦寬度每邊短6mm ；所述儲油槽(6)的寬度為19mm，深度為 3. 5mm ；所述定位孔(7)的的直徑為Φ 11mm，深度為5. 5mm ；所述減薄區(qū)(8)厚度為0. 05mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于鉆井泵連桿的軸瓦，其特征在于所述Si為27%， Al 為 5. 8%, Fe 為 2. 8%, Mn 為 3. 6%,余量為 CU。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于鉆井泵連桿的軸瓦，包括軸瓦本體，所述軸瓦本體上開有潤滑孔穴(1)，所述潤滑孔穴(1)內(nèi)設(shè)置有固體潤滑劑(2)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、通過潤滑孔穴及固體潤滑劑的設(shè)計(jì)解決了鉆井泵在低轉(zhuǎn)速、高載荷情況下潤滑不好的問題。
文檔編號F04B53/00GK102454593SQ20101052384
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者黃順俊 申請人:四川宏華石油設(shè)備有限公司