万向节的制作方法

1.本发明涉及万向节技术领域，具体而言，涉及一种万向节。


背景技术：

2.目前，在石油钻井领域螺杆钻具万向节多为球形万向节，球形万向节靠钢球传递扭矩，但其接触面积小且为线接触，当局部载荷过大会造成钢球变形或压溃破损。而现有的十字万向节虽然能够承受重载，但其传扭结构裸露在外部，无法在泥浆环境或杂质较多的环境下使用。因此，现有的万向节无法满足石油钻井的传扭要求。


技术实现要素：

3.本发明提供一种万向节，以解决现有技术中的万向节无法满足石油钻井的传扭要求的问题。
4.本发明提供了一种万向节，万向节包括：第一传动件，具有相对设置的第一传动端和第一连接端，第一传动端具有密封腔室，第一连接端用于与传动轴连接；第二传动件，具有相对设置的第二传动端和第二连接端，第二传动端位于密封腔室内，第二连接端用于与另一传动轴连接；传扭结构，设置在密封腔室内，且位于第一传动端和第二传动端之间，传扭结构包括至少一个传扭单元，传扭单元为柱形结构。
5.进一步地，传扭结构还包括传扭凹槽，传扭单元对应位于传扭凹槽内，传扭单元设置在第一传动端和第二传动端的其中一个上，传扭凹槽设置在第一传动端和第二传动端的另一个上，传扭单元与传扭凹槽相配合以传递扭矩。
6.进一步地，第二传动端为球形结构，密封腔室与第二传动端的结构相适配。
7.进一步地，密封腔室包括沿第一传动件的轴线方向相互连通的连接段和密封段，密封段靠近第一连接端设置，第二传动端设置在密封段内，万向节还包括：端盖，套设在第二传动件上，端盖与连接段连接，端盖用于封堵密封段以形成密封腔室。
8.进一步地，万向节还包括：密封件，套设在第二传动件上，且位于端盖的远离第一传动件的一端；填充件，设置在密封件、第二传动件以及端盖形成的腔体内。
9.进一步地，端盖具有通孔，通孔的靠近第一传动件的一端的内壁为弧形结构，弧形结构与第二传动端的外壁相贴合，通孔的另一端的直径朝远离第一传动件的方向逐渐增大。
10.进一步地，传扭单元与第一传动件或第二传动件为一体成型结构；或，密封腔室内设置有第一凹槽，第二传动端的侧壁设置有第二凹槽，第一凹槽与第二凹槽相互配合以形成容纳腔，容纳腔用于放置传扭单元。
11.进一步地，传扭结构包括多个传扭单元，多个传扭单元沿第二传动端的周向间隔设置。
12.进一步地，柱形结构为圆柱形、椭球形以及纵向截面为腰形结构中的其中一种。
13.进一步地，第一传动件上设置有注油孔，注油孔与密封腔室连通，注油孔上设置有
丝堵。
14.应用本发明的技术方案，该万向节包括第一传动件、第二传动件以及传扭结构，其中，第一传动件具有密封腔室，能够将传扭结构包裹在该密封腔室内，以防止异物进入密封腔室，并且，将传扭单元设置为柱形结构，这样能够增加传扭结构在传递扭矩时的接触面积，使其能够适应更大载荷的扭矩传递。因此，通过本技术提供的结构既能满足载荷要求，又能提供密封腔室以避免杂质与传扭结构接触，延长了装置的使用寿命，满足了石油钻井的传扭要求。
附图说明
15.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
16.图1示出了根据本发明实施例提供的万向节的结构示意图；
17.图2示出了图1中第一传动件的结构示意图；
18.图3示出了图1中第二传动件的结构示意图；
19.图4示出了图3中a-a处的剖视图；
20.图5示出了图1中端盖的结构示意图；
21.图6示出了传扭单元为圆柱形的示意图；
22.图7示出了传扭单元为椭球形的示意图；
23.图8示出了传扭单元的纵向截面为腰形结构的示意图。
24.其中，上述附图包括以下附图标记：
25.10、第一传动件；11、第一传动端；12、第一连接端；13、连接段；14、密封段；
26.20、第二传动件；21、第二传动端；22、第二连接端；
27.31、传扭单元；32、传扭凹槽；
28.40、端盖；41、通孔；50、密封件；60、填充件；70、注油孔。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.如图1所示，本技术实施例提供了一种万向节，该万向节包括：第一传动件10、第二传动件20以及传扭结构。其中，第一传动件10具有相对设置的第一传动端11和第一连接端12，第一传动端11具有密封腔室，第一连接端12用于与传动轴连接。第二传动件20具有相对设置的第二传动端21和第二连接端22，第二传动端21位于密封腔室内，第二连接端22用于与另一传动轴连接。传扭结构设置在密封腔室内，且位于第一传动端11和第二传动端21之间，传扭结构包括至少一个传扭单元31，传扭单元31为柱形结构。通过将传扭结构设置在密封腔室内，能够防止杂质进入密封腔室内，进而可以避免杂质对传扭结构进行磨损，保证传扭结构的正常运行。将传扭单元31设置为柱形结构，可以增大传扭面积，以提高传扭载荷。
31.本技术提供的万向节结构紧凑，相比同外径十字万向节能传递更大的扭矩，且通过密封腔室能够避免杂质进入腔室，保证传扭结构的正常运行。本技术的万向节与球式万向节结构不同，本技术万向节是通过柱形结构传递扭矩，传扭接触面积大，为面接触形式，接触面积大于同直径传扭钢球的接触面积，在传递较大扭矩时不会造成传扭面压溃变形。柱形结构由于接触面积大、局部磨损小，其增大了传扭载荷，且具有较高的耐磨性，延长了万向节的使用寿命。
32.具体的，该传扭结构还包括传扭凹槽32，传扭单元31对应位于传扭凹槽32内。传扭单元31与传扭凹槽32相配合以使第一传动件10和第二传动件20相对固定，第一传动件10和第二传动件20通过上述结构传递扭矩。其中，传扭单元31设置在第一传动端11和第二传动端21的其中一个上，传扭凹槽32设置在第一传动端11和第二传动端21的另一个上。在本实施例中，传扭单元31设置在第二传动端21上，传扭单元31设置在第一传动端11的密封腔室内。
33.如图2和图3所示，第二传动端21为球形结构，密封腔室与第二传动端21的结构相适配，即密封腔室为球形腔室，球形腔室与第二传动端21相适配。通过上述结构有利于第二传动端21在密封腔室内做定心摆动，实现万向连接；并且，通过球形腔室与球形结构相配合，能够将第二传动端21牢牢抱住，这样能够承受较大的压力和一定的拉力，特别适合两个轴之间有压力的传递工况。
34.如图2和图5所示，该密封腔室包括沿第一传动件10的轴线方向相互连通的连接段13和密封段14，密封段14靠近第一连接端12设置，第二传动端21设置在密封段14内，万向节还包括端盖40，端盖40套设在第二传动件20上，端盖40与连接段13连接，端盖40用于封堵密封段14以形成密封腔室。具体的，图2中的圆形结构即为球形结构的密封段14，位于密封段14前端的是连接段13，连接段13与端盖40连接，这样可以通过端盖40封堵密封段14，使第二传动端21完全包裹在端盖40与密封段14之间。为了便于连接，连接段13与端盖40可通过螺纹进行连接。
35.如图1所示，该万向节还包括：密封件50和填充件60。其中，密封件50套设在第二传动件20上，且位于端盖40的远离第一传动件10的一端。填充件60设置在密封件50、第二传动件20以及端盖40形成的腔体内。通过设置密封件50和填充件60，能够进一步提高装置的密封性，防止杂质进入密封腔室内。其中，密封件50可以由橡胶材料制成。
36.如图5所示，端盖40具有通孔41，通孔41的靠近第一传动件10的一端的内壁为弧形结构，弧形结构与第二传动端21的外壁相贴合，通孔41的另一端的直径朝远离第一传动件10的方向逐渐增大。其中，端盖40的右侧用于与第二传动端21的外壁抵接，图5中右侧的圆形虚线示意的是第二传动端21在端盖40上的位置，通过将端盖40的右端设置为弧形结构，这样能够更好地与第二传动端21抵接，使第二传动端21稳定地固定在密封腔室内。将端盖40的左端设置为喇叭口结构，这样能够便于调整第二传动件20与端盖40的相对位置，使第二传动件20在设置时更为灵活，满足摆动所需要的空间要求。
37.其中，传扭单元31与第一传动件10或第二传动件20可以为一体成型结构也可以为分体结构。如图3和图4所示，在本实施例中，传扭单元31为分体结构，并且，在密封腔室内设置有第一凹槽，第二传动端21的侧壁上设置有第二凹槽，第一凹槽与第二凹槽相互配合以形成容纳腔，容纳腔用于放置传扭单元31。
38.万向节的传扭单元31可以设计成1柱、2柱、3柱、4柱、5柱、6柱、7柱、8柱、9柱、10柱、12柱等，可根据尺寸空间和传扭载荷大小选择不同的传扭单元31数量。其中，在本实施例中，传扭结构包括多个传扭单元31，多个传扭单元31沿第二传动端21的周向间隔设置。
39.其中，第一传动件10上设置有注油孔70，注油孔70与密封腔室连通，注油孔70上设置有丝堵。通过注油孔70向密封腔室内注入润滑脂，使万向节的传扭配合面全部处于润滑环境，这样能够减少磨损，并且能够起到降温冷却的作用。该万向节保养时可以不用拆解而直接从注油孔注入新的润滑脂，排除旧的润滑脂。注油孔配有丝堵，这样可以确保密封腔室内的润滑脂与外界介质隔离，避免密封腔室内部润滑脂受到污染，延长万向节保养间隔时长。
40.其中，根据万向节角度范围可以设计不同的柱形结构，如图6至图8所示，柱形结构为圆柱形、椭球形以及纵向截面为腰形结构中的其中一种。其中，纵向截面为腰形结构为中部为圆柱形、圆柱形的两个端面为外凸弧面的结构。
41.通过本技术提供的万向节，既能够满足大扭矩重载作业，同时也可以避免杂质进入传扭结构中。且该装置结构简单，所占体积较小，适合在空间狭小的场合内使用。
42.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
43.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
44.在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
45.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
46.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
47.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。