本實用新型涉及一種鉆進用的牙輪鉆頭滾柱軸承的密封裝置。

普通牙輪鉆頭的薄弱環節是軸承。在鉆井過程中，絕大多數牙輪鉆頭都是因軸承比牙齒先損壞而不能繼續工作的。為了提高牙輪鉆頭軸承的工作壽命，將鉆頭軸承密封起來，防止軸承腔里的潤滑漏失和泥漿、巖屑進入軸承，是提高牙輪鉆頭軸承壽命的重要途徑。

目前，實際使用的牙輪鉆頭滾柱軸承的密封裝置，大多數是采用碟形圈密封式，只有少數采用O形圈密封式。采用O形圈密封裝置的僅局限于大尺寸的牙輪鉆頭上，而使用量最大的中小尺寸（特別是中等尺寸）的牙輪鉆頭均未被采用，這是因為已有的牙輪鉆頭滾柱軸承的O形圈密封裝置，在軸承結構中所占的軸向尺寸比碟形圈密封裝置大，而中小尺寸牙輪鉆頭滾柱軸承內部可被利用的空間又非常有限，如要在其中利用已有的O形圈密封裝置，就必須把滾柱的長度縮短，這樣就降低了牙輪鉆頭滾柱軸承的承載能力，也就是降低了牙輪鉆頭的工作壽命，這是不可取的。但是碟形密封圈的結構復雜，加工工藝要求很嚴，加工制造困難，產品成本率低，零件成本也高。

為了解決這些問題，美國專利US3990525中介紹了一種牙輪鉆頭滾柱軸承的O形密封裝置，其O形密封圈直接與滾柱端面相接觸，這種密封裝置結構比較緊湊，在軸承中占的軸向尺寸較小。但滾柱凹槽設在牙輪內孔凹槽里，又要求鉆頭軸承裝配后，牙輪端面緊靠著牙掌軸頸平面（10），這就使得牙輪內孔和牙掌軸頸的軸向尺寸的加工精度要求很高，使牙輪和牙掌軸頸的制造加工十分困難。由于牙掌軸頸根部密封面直徑和牙掌軸頸滾柱跑道處的直徑相等，使它同已有的密封裝置相比該根部直徑都小，而且滾珠軸承的直徑也相應地縮小，滾珠數目減少，否則軸頸的滾珠園弧槽就很淺，使滾珠軸承的受力情況不好。鉆頭牙掌軸頸上這兩個部位直徑的減小，降低了鉆頭軸承系統的承載能力。

本實用新型的目的是提供一種結構更為合理，零件加工制造方便，并可降低零件制造成本，提高鉆頭使用壽命和進尺的牙輪鉆頭滾柱軸承的密封裝置。

本實用新型是這樣實現的：在離牙掌軸頸根部一定距離處設滾柱凹槽，使牙掌軸頸根部密封面處的直徑比牙掌軸頸滾柱凹槽處的直徑大，同時使設在牙輪內孔上的密封面（7）和滾柱跑道（5）的孔徑相等，加工精度相同，給加工帶來了方便。牙輪端面（9）至牙掌平面（10）之間的配合間隙控制在0.25毫米左右，既有效地防止巖屑進入間隙與O形密封圈發生摩擦造成O形密封圈損壞；又可使牙輪內孔和牙掌軸頸的有關軸向的加工精度要求不高，使其加工制造容易。在牙輪內孔出口處加工成1.5×30°或1×45°的倒角（8），可使鉆頭軸承裝配方便，又能在裝配時，不損傷O形密封圈。

本實用新型的密封裝置應與牙輪鉆頭任何一種儲油潤滑壓力平衡裝置配合使用，才能使其密封裝置有效地工作。儲油潤滑壓力平衡裝置一般設在牙掌體（17）的中部（如圖1中儲油潤滑壓力平衡裝置（16））。

由于本實用新型密封裝置結構設計合理，零件加工制造方便，降低了制造成本，提高了鉆頭軸承的承載能力，從而提高了鉆頭的使用壽命和進尺。

以下將結合實例對本實用新型作進一步的詳細描述。

圖1是一種三牙輪鉆頭滾柱軸承的密封裝置縱向剖面圖。

圖2是圖1的密封裝置局部放大圖。

參照圖1、圖2，采用制造牙輪鉆頭常用的材料，按要求加工制造牙掌體（17）和牙掌軸頸（1）、牙輪（2）、滾柱（4）、O形密封圈（6）。把加工好的合格零件，按照圖1所示進行組裝，先把O形密封圈（6）套在牙掌軸頸（1）根部密封面（11）上，接著在牙掌軸頸的滾柱凹槽（12）里安裝滾柱（4），再把牙輪（2）套在牙掌軸頸（1）上，然后沿著軸線方向在牙輪（2）頂部施加一定的壓力，使O形密封圈（6）進入牙輪內孔密封面（7）的位置，接著把滾珠（3）從塞銷孔（14）裝入滾珠軸承園弧槽里，再把塞銷（13）裝入塞銷孔（14）里，并使其固定好。至此，一套滾柱軸承的密封裝置裝配完成。把軸承結構相同而牙輪外形不同的三套滾柱軸承的密封裝置總裝成一套三牙輪鉆頭，采用焊接把三個部分牢牢地結合成一體，并經過一些常用工序加工連接螺紋，焊縫試壓，再分別安裝三套儲油潤滑壓力平衡裝置（16），對軸承內腔和儲油潤滑壓力平衡裝置（16）內腔及其通油孔（15）、塞銷孔（14）進行抽真空注入潤滑脂。這樣就制成了一套帶有本實用新型密封裝置的三牙輪鉆頭。

發明人曾按照如上所述的方法制造了一套帶有本實用新型密封裝置的三牙輪鉆頭樣機，并進行了試驗，其鉆頭軸承的密封效果顯著，提高了牙輪鉆頭的使用壽命和進尺。