一种全时接触减震型万向轴总成制造技术

本申请涉及一种全时接触减震型万向轴总成，属于石油、天然气钻井用螺杆钻具技术领域，包括：万向轴，其包括中间轴以及套设于中间轴端部的万向接头，中间轴的端部沿周向具有多个间隔设置的外齿，万向接头内沿周向设置有多个间隔设置的内齿，外齿与内齿相互啮合，借此进行可变角度地传动连接；弹性件，外齿接触内齿的齿面为外齿受力面，内齿接触外齿的齿面为内齿受力面，弹性件被配置在所述外齿受力面和内齿受力面之间，以使相邻的外齿和内齿全时接触。本申请的弹性件使中间轴两端的外齿和万向接头的内齿都能同时接触，分散马达产生的扭矩到每一个中间轴的外齿和万向接头的内齿上，降低每个外齿和内齿的接触应力，从而提高万向轴总成的使用寿命。总成的使用寿命。总成的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种全时接触减震型万向轴总成


[0001]本申请涉及石油、天然气钻井用螺杆钻具
，特别涉及一种全时接触减震型万向轴总成。

技术介绍

[0002]在石油和天然气开采中，螺杆钻具的应用越来越广泛。螺杆钻具包括旁通阀总成、马达总成、万向轴总成和传动轴总成，各个部件分别自上而下依次连接，其中万向轴的上端和马达转子连接，下端与传动轴连接，其作用是将马达转子的行星运动转化为传动轴的定轴运动，使马达产生的扭矩和转速平稳的传递给钻头。
[0003]随着油气开采致力于不断降低作业成本，其中通过提高螺杆钻具输出给钻头的工作扭矩已成为普遍采用的有效提高机械钻速、降低成本的一种有效方法，螺杆钻具扭矩增加，万向轴承受的扭矩加大，因此有必要提高万向轴的承载能力，延长万向轴的使用寿命。
[0004]相关技术中，万向轴总成有密封式的，也有非密封式的，但都包括上接头、球座、支撑球、中间轴、下接头等，具有传递马达扭矩和运动的主要功能。上接头和转子的下端连接，下接头和传动轴或水帽的一端连接，上接头和下接头是一个带有内齿结构的零件，上接头和下接头之间用一根两端带有外齿的中间轴分别转动连接，这样可以将马达产生的扭矩传递的钻头上。
[0005]但是，由于马达的转子安装到定子中后，转子中心线和定子中心线存在偏心距，以及螺杆钻具结构弯角的作用，两端带有外齿的中间轴的轴线和上接头以及下接头的轴线存在夹角，使得初始按照同轴设计的中间轴两端的外齿和上接头以及下接头的内齿不能同时接触，且中间轴的外齿和上接头以及下接头的内齿在马达转子旋转的过程中，存在周期性的间隙变化，导致接触应力周期性的变化。
[0006]万向轴总成的使用过程中，由于中间轴两端的一定数量的外齿和上接头以及下接头同样数量的内齿不能同时接触，且马达产生的扭矩很大，就会产生只有部分外齿和部分内齿接触的情况，这部分外齿和内齿上的作用力很大。随着马达的转动，这些外齿和内齿在交替的产生应力，马达的扭矩不能分散到每一对外齿和内齿上，容易造成外齿和内齿疲劳断裂，导致万向轴总成提前失效。

技术实现思路

[0007]本申请实施例提供一种全时接触减震型万向轴总成，以解决相关技术中万向轴总成一定数量的外齿和上接头以及下接头同样数量的内齿不能同时接触，容易造成外齿和内齿疲劳断裂，导致万向轴总成提前失效的问题。
[0008]本申请实施例提供了一种全时接触减震型万向轴总成，包括：
[0009]万向轴，所述万向轴包括中间轴以及套设于所述中间轴端部的万向接头，所述中间轴的端部沿周向具有多个间隔设置的外齿，所述万向接头内沿周向设置有多个间隔设置的内齿，所述外齿与内齿相互啮合，借此进行可变角度地传动连接；
[0010]弹性件，沿所述万向轴的旋转方向，所述外齿接触所述内齿的齿面为外齿受力面，所述内齿接触所述外齿的齿面为内齿受力面，所述弹性件被配置在所述外齿受力面和内齿受力面之间，以使相邻的外齿和内齿全时接触。
[0011]在一些实施例中：所述弹性件为第一碟形弹簧。
[0012]在一些实施例中：所述第一碟形弹簧的轴线与外齿受力面或内齿受力面垂直，所述第一碟形弹簧设有一个或多个，多个所述第一碟形弹簧以对合、叠合或平铺的方式位于所述外齿受力面和内齿受力面之间。
[0013]在一些实施例中：所述外齿受力面和/或内齿受力面上开设有容纳所述弹性件的定位孔，所述弹性件至少部分暴露于定位孔外。
[0014]在一些实施例中：所述定位孔为圆形盲孔，所述定位孔的直径大于弹性件的外径。
[0015]在一些实施例中：所述万向接头内设有球座和球头，所述球座上设有滑动连接所述球头的球窝，所述球头活动连接在所述球座和中间轴之间；
[0016]所述球座远离球窝的一端设有弹性连接万向接头的减震元件，所述减震元件轴向弹性支撑球座与万向接头相互远离。
[0017]在一些实施例中：所述减震元件为第二碟形弹簧。
[0018]在一些实施例中：所述第二碟形弹簧的轴线与球座的轴线平行或共线，所述第二碟形弹簧设有一个或多个，多个所述第二碟形弹簧以对合、叠合或平铺的方式位于球座和万向接头之间。
[0019]在一些实施例中：所述万向接头内设有容纳所述减震元件的安装孔，所述球座远离球窝的一端位于所述安装孔内且与安装孔滑动连接。
[0020]在一些实施例中：所述万向接头的侧壁上开设有用于向万向接头内注入润滑脂的注油孔，所述外齿与内齿之间通过注油孔填充润滑脂，所述注油孔螺纹连接有油塞；
[0021]所述万向接头与中间轴之间设有分体环、密封套管和锁紧螺母，所述分体环位于所述万向接头内且与内齿的端面抵接，所述锁紧螺母的外壁与万向接头的内壁螺纹连接；
[0022]所述密封套管的一端夹持在所述分体环和锁紧螺母之间，所述密封套管的另一端与中间轴的外壁贴合，所述密封套管上套设有将密封套管锁紧在中间轴上的喉箍。
[0023]本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
[0024]本申请实施例提供了一种全时接触减震型万向轴总成，由于本申请的全时接触减震型万向轴总成设置了万向轴，该万向轴包括中间轴以及套设于所述中间轴端部的万向接头，中间轴的端部沿周向具有多个间隔设置的外齿，万向接头内沿周向设置有多个间隔设置的内齿，外齿与内齿相互啮合，借此进行可变角度地传动连接；弹性件，沿万向轴的旋转方向，外齿接触所述内齿的齿面为外齿受力面，内齿接触外齿的齿面为内齿受力面，弹性件被配置在外齿受力面和内齿受力面之间，以使相邻的外齿和内齿全时接触。
[0025]因此，本申请的全时接触减震型万向轴总成在外齿受力面和内齿受力面之间配置了弹性件，该弹性件能够弹性变形支撑相邻的外齿受力面和内齿受力面。可用弹性件的变形来弥补中间轴的外齿受力面和万向接头的内齿受力面之间的间隙，使中间轴的两端的多个外齿能同时接触到万向接头的多个内齿上。万向轴转动时，弹性件使中间轴两端的外齿和万向接头的内齿都能同时接触，分散马达产生的扭矩到每一个中间轴的外齿和万向接头的内齿上，降低每个外齿和内齿的接触应力，从而提高万向轴总成的使用寿命。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为本申请实施例的结构示意图；
[0028]图2为图1中沿A
‑
A方向的剖视图。
[0029]附图标记：
[0030]1、万向接头；2、减震元件；3、球座；4、球头；5、中间轴；6、弹性件；7、分体环；8、密封套管；9、锁紧螺母；10、喉箍；11、内齿；11a、内齿受力面；12、安装孔；13、油塞；31、球窝；51、外齿；51a、外齿受力面；51b、定位孔。
具体实施方式
[0031]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全时接触减震型万向轴总成，其特征在于，包括：万向轴，所述万向轴包括中间轴(5)以及套设于所述中间轴(5)端部的万向接头(1)，所述中间轴(5)的端部沿周向具有多个间隔设置的外齿(51)，所述万向接头(1)内沿周向设置有多个间隔设置的内齿(11)，所述外齿(51)与内齿(11)相互啮合，借此进行可变角度地传动连接；弹性件(6)，沿所述万向轴的旋转方向，所述外齿(51)接触所述内齿(11)的齿面为外齿受力面(51a)，所述内齿(11)接触所述外齿(51)的齿面为内齿受力面(11a)，所述弹性件(6)被配置在所述外齿受力面(51a)和内齿受力面(11a)之间，以使相邻的外齿(51)和内齿(11)全时接触。2.如权利要求1所述的一种全时接触减震型万向轴总成，其特征在于：所述弹性件(6)为第一碟形弹簧。3.如权利要求2所述的一种全时接触减震型万向轴总成，其特征在于：所述第一碟形弹簧的轴线与外齿受力面(51a)或内齿受力面(11a)垂直，所述第一碟形弹簧设有一个或多个，多个所述第一碟形弹簧以对合、叠合或平铺的方式位于所述外齿受力面(51a)和内齿受力面(11a)之间。4.如权利要求1或2所述的一种全时接触减震型万向轴总成，其特征在于：所述外齿受力面(51a)和/或内齿受力面(11a)上开设有容纳所述弹性件(6)的定位孔(51b)，所述弹性件(6)至少部分暴露于定位孔(51b)外。5.如权利要求4所述的一种全时接触减震型万向轴总成，其特征在于：所述定位孔(51b)为圆形盲孔，所述定位孔(51b)的直径大于弹性件(6)的外径。6.如权利要求1所述的一种全时接触减震型万向轴总成，其特征在于：所述万向接头(1)内设有球座(3)和球头(4)，所述球座...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘强，张小俊，肖平，丁梦真，宋剑，贺良军，
申请(专利权)人：中石化石油机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：