[发明专利]一种三缸钻井泵用完全组装式曲轴

说明书

本发明公开了一种三缸钻井泵用完全组装式曲轴，曲轴包括中心直轴、第一偏心轮、第二偏心轮、第三偏心轮和大齿轮，所述的第一偏心轮、第二偏心轮和第三偏心轮通过键连接安装在中心直轴上，且键连接处采用三个成120°对称分布的平键过盈连接，相邻的两偏心轮之间相位角为120°，三个偏心轮轴向间距相等；所述的大齿轮通过三个成120°对称分布的键采用过盈装配安装在中心轴上第二偏心轮与第三偏心轮之间。本发明的优点是：完全组装式曲轴可完全拆解，分开制造，避开了传统曲轴加工过程中特大件锻铸造加工工艺，且许多零部件可直接选用标准件，降低了加工工艺难度和加工成本。中心直轴上三个偏心轮及大齿轮均采用三个成120°对称分布的平键过盈连接，不仅提高了连接强度及稳定性，也使得三个偏心轮的偏心角度差更加接近120°，且便于安装。

技术领域

本发明属于机械设备技术领域，具体涉及一种三缸钻井泵用完全组装式曲轴。

背景技术

钻井泥浆泵是石油钻机的三大工作机之一，是钻井液循环系统的关键设备，而曲轴在钻井泵中至关重要，其结构形式直接关系到钻井泵动力端的传动稳定性，可靠性及制造成本等方面，现如今钻井泥浆泵常用的曲轴从基本结构形式可分为整体式、分体式两种，从加工制造工艺可分为铸造式、锻造式、组焊式、锻焊式四种。

整体式曲轴一般分为整体铸造式和整体锻造式，材料一般采用低合金铸钢、球墨铸铁和低合金锻钢。整体铸造式曲轴采用空心或实心结构，成本相对较低，但液缸中心距大，增大了体积和重量；空心轴形状复杂，不易检查内部缺陷；整体锻造式曲轴的强度、塑性、冲击功等力学性能指标均能达到很高的水平，但其材料和机加工成本较高，一般用于压裂泵、注水泵等尺寸相对较小的产品。

分体式曲轴分为组焊式曲轴和锻焊式曲轴，组焊式曲轴对焊接工艺性和无损探伤的要求高，否则，可能由于焊缝质量而影响零件的可靠性和安全性；此外，为保证焊接性，一般采用低碳低合金钢，材料力学性能较低，需适当加大尺寸，造成体积和重量增加。锻焊式曲轴质量较易控制，能用超声波等简易探伤；但是工序多，焊接前后均需加工。

随着整体式曲轴的缺点与石油钻井泵越来越高的性能要求矛盾日益深化，研究人员开始尝试各种组装式曲轴，其安装拆解方便，各零部件可分开制造，避开了传统曲轴加工过程中特大件锻铸造加工工艺，且许多零部件可直接选用标准件，降低了加工工艺难度和加工成本。组装式曲轴并未在国内使用推广，且国内及国外泥浆泵使用最多的是铸造曲轴，组装式曲轴是近年来钻井泵设计中才开始采用的新结构，其常见的装配连接方式有平键、销轴、过盈等，通常情况下，仅靠一种方式不能传递足够大的扭矩，需要组合应用多种连接方式。

发明内容

本发明提供一种三缸钻井泵用完全组装式曲轴，对现有组装式曲轴结构做出了一定改进，采用了完全可拆卸式结构，各零部件可完全分开制造，大大降低了制造工艺难度及成本，且部分零部件可直接选用标准件；采用成120°分布平键+过盈配合使得结构稳定性大大增强，且安装方便。

本发明的技术方案是：曲轴包括中心直轴、第一偏心轮、第二偏心轮、第三偏心轮和大齿轮，所述的第一偏心轮、第二偏心轮和第三偏心轮通过键连接安装在中心直轴上，且键连接处采用三个成120°对称分布的平键过盈连接，相邻的两偏心轮之间相位差为120°，三个偏心轮轴向间距相等。

所述的大齿轮通过三个成120°对称分布的键采用过盈装配安装在中心轴上第二偏心轮与第三偏心轮之间。

所述的中心直轴是采用车床加工成型或锻造成型。

所述的第一偏心轮、第二偏心轮和第三偏心轮可在中心直轴上自由拆卸。

所述的大齿轮可在中心直轴上自由拆卸。

第一偏心轮、第二偏心轮和第三偏心轮与中心直轴均采用三个成120°对称分布的平键过盈连接。

所述的大齿轮与中心直轴采用三个成120°对称分布的平键过盈连接。