CN101392793A - 循环滚动导向机构与循环滚珠导轨装置 - Google Patents

Abstract

一种循环滚动导向机构与循环滚珠导轨装置，在滚珠导轨装置的滑块内设置环形沟槽状滚道，在滚道两侧边各设置一个托边，解决了循环滚珠不脱落，滑块上滚道两端头设置引导边使滚珠自动从直线水平运动转90度向上运动，实现滚珠的循环滚动，另外，又采用挠性滚珠隔离架将纵、横向滚珠分开的独特技术方案，实现滚珠间无摩擦滚动。本装置可安装在各种设备的运动部件上实现精密滚动导向以及在推拉门窗上取代滑轮。其优点是结构轻巧，寿命长，成本低，永不生锈，推拉省力。

Description

循环滚动导向机构与循环滚珠导轨装置

本发明的技术领域，涉及一种可实现长行程直线往复运动的循环滚动导向机构，一种可在各种不同形状断面的导向轨道上做长行程直线往复运动的循环滚珠导轨装置。

本发明的技术背景，在机械行业特别是精密机械中使用的循环滚珠导轨其滚珠大多依赖与导向轨道接连，才能保持在循环滚珠导轨装置中。当循环滚珠导轨装置脱离开导向轨道以后，滚珠便会从循环滚珠导轨装置中掉落下来；在建筑业的写字楼、住宅楼的推拉式门窗上，同样需要在铝合金导向轨道上做直线往复滚动的滚动导轨装置。其所用的滚动导轨装置都用滑轮。滑轮内部装有高精度滚珠轴承，这种滑轮结构虽简单但滚珠轴承成本高，在遇雨浸和潮湿空气中滚珠轴承易生锈，几年后就出现推拉费力吱吱作响，噪音刺耳，其寿命也很短。另外，滑轮和导向轨道间产生很大的压强，再加上滑轮的导向用八字形斜沟槽侧表面与广泛使用的三角形断面轨道间为线接触，各点线速度不同，故存在相当大的摩擦力。

本发明的目的就是克服上述缺点而设计研发的一种离开导向轨道后，滚珠不会掉落的循环滚动导向机构及循环滚珠导轨装置。该循环滚珠导轨装置结构简单轻巧造价低永不生锈寿命长无噪音。

本发明创造的内容共有四个技术方案。

第一个技术方案的要点1：图1是方案的纵向剖面图，图2是图1的横向剖面。作为循环滚动导向机构必须有一个能容纳有关元件的机壳——滑块[2]，

它由左右对称的两片组成，其内设有成四边形带有沟槽的表面极光滑的滚道[3]，[3]内自由排放着滚珠[4]，滚珠间留有冷缩热胀的伸缩间隙，四边形滚道有三个边是封闭的一个边设有一个豁口[5]。通过豁口使滚珠与导向轨道[1]接触，滚珠在滑块的滚道与导向轨道间一边滚动前进一边绕滑块内四边形沟槽滚道作循环运动，周而复始。其特征是：(1)、滚珠从水平直线运动过渡到改变方向的向上运动过程，靠设在滑块两端的引导边[6]实现在四边形环状滚道内运动；(2)、在滑块的下边儿的两侧设有防止滚珠掉落的托边[7]。

第一个技术方案的第2个要点：为适应在各种不同形状断面的导向轨道上作滚动导向运动，其特点是：滑块内的滚珠的布置成双排、横骑在导向轨道断面的两侧；两排滚珠之间用滚珠隔离元件隔开，本方案的滚珠隔离元件为定位隔板[8]和隔珠片[8′]，滚珠便在各自的滚道内循环运动。由于滚珠与导向轨道间是点接触故没有线速度不同造成的摩擦。

本发明的第二个技术方案图3、4、5，要点在于：将图2中定位隔板[8]上的隔珠片[8′]取消。定位隔板[8]此时只作两片滑块[2]的连接定位用。此方案的滚珠隔离元件，换成图3的挠性隔离架[12]。用[12]将两排滚珠之间以及每排前后滚珠之间隔开。这样，各滚珠前后左右均无接触。其特征是：挠性隔离架[12]上设有两排容珠穴[13]，[13]上还设有防止滚珠掉落的微痕槛[14]为保证滚珠在循环运动到拐弯处仍自由运动，容珠穴在拐弯处一定要保持球状尺寸不变。其方法是在挠性隔离架的容珠穴之间和容珠穴中心线上设置可随意弯曲的百折沟[15]，在挠性隔离架两头设有凹卡[17]，凸卡[18]及小孔[16]，以便连成环。

本发明的第三技术方案图6、7、8、9、10、11，要点是：对于较窄的导向轨道[19]，滚珠就无法正常排列布置。因此，按图6将两排容珠穴[13]交叉排列在挠性隔离架[20]的两侧，穴内的滚珠便骑在图8的导轨[19]两边。当[20]运动到滚拐弯处时为保证容珠形状尺寸不变，将百折沟[15]设在容珠穴的外端中心线上，为了方便地在整体注射成型的滑块[21]内安装滚珠及挠性隔离架[20]，其特征是：(1)特将挠性隔离架做成条状在其两端各设一L形钩[30]，当滚珠及挠性隔离架安装在滑块[21]内后将L形沟[30]扣在一起；(2)为了增加承载力，滑块[21]做成整体式，其上设有托边[7]，引导边[6]，在[21]两端用单边燕尾槽[26]与左右接块[22][23]上的单边燕尾块[25]连接在一起。用自攻螺丝将光孔[27]自攻螺丝孔[24]锁紧，[21]整体滑块的上下滚道[28]与[22][23]上的左右接块半圆滚道[29]就形成完整的循环滚道。

本发明第四个技术方案要点是：当承载力再增加时，就将第一技术方案中的滑块[2]加长并增加滚珠数量降低其所承受的压强。其特点是：图15中在滑块销孔[9]的两边分别设置循环滚道[3]构成了串联滚道式滑块[35]，[35]上仍设有托边[7]，引导边[6]，豁口[5]，最后将对称的两片滑块[35]铆在一起就形成了大载荷的串联滚道式滚珠滚道滑块。用聚砜注射成型。

本发明的优点和有益的效果：由于采用上述技术方案使得本发明的循环滚动导向机构与循环滚珠导轨装置具备了滚珠不会掉落，结构轻巧耐用寿命长，价格低廉的优点。是一个可在各种不同形状断面的导向轨道上做直线复往运动，拆缷安装调节都极方便的循环滚珠导轨装置。

本发明的附图说明。

图1是循环滚珠导轨装置装配图的纵向剖面

图2是循环滚珠导轨装置的横向剖面

图3是带挠性隔离架的循环滚珠导轨装置装配图

图4是挠性隔离架零件图

图5是挠性隔离架A-A剖面图

图6是容珠穴交叉排列的挠性隔离架

图7是较窄导向轨道整体滑块循环滚珠导轨装置装配剖面图

图8是图7的横向剖面图

图9是左接块[22]零件图

图10是整体滑块[21]零件图

图11是右接块[23]零件图

图12是图1中滑块[2]的零件图

图13是本发明在推拉门窗上的应用实例

图14是图13的横剖面图

图15是大载荷用串联滑块[35]零件图

图中 1、导向轨道 2、循环滚珠导轨装置的滑块 3、滑块上的四边形环状沟槽滚道 4、不锈钢滚珠 5、滑块上的豁口 6、转向引导边 7、托边 8、定位隔板 8、隔珠片 9、销孔 10、灰扫 11、块屑扫 12、挠性隔离架 13、容珠穴 14、微痕槛 15、百折沟 16、小孔、17 凹卡 18、凸卡19、较窄轨道 20、交叉挠性隔离架 21、整体滑块 22、左接块 23、右接块 24、自攻丝孔 25、单边燕尾定位块 26、单边燕尾定位槽 27、光孔 28、上下滚道 29、半园滚道 30、L形钩 31、安装支架 32、方螺母 33、调节螺丝 34、斜长孔 35、大载荷串联滑块

本发明的几种实施方案。图1、2为第一实施例。导向轨道[1]是为说明循环滚珠导轨装置用的零件，滚珠[4]在[1]表面实现直线往复滚动导向功能。[2]是循环滚珠导轨装置的滑块，其材料是具有很高强度硬度，抗蠕变疲劳性能好，且具有耐磨和自润滑性的含玻纤尼龙，大载荷时用聚砜，用注射成型。滑块[2]由对称的两片组成。为实现滚珠[4]循环滚动，在[2]上面设有四边形环状沟槽状滚道[3]，在[3]的下方受力处的形状与滚珠轴承滚道形状相同。滚珠[4]分左右两排骑在导向轨道[1]的两侧表面，两排滚珠之间用定位隔板[8]上的隔珠片[8′]隔开，为了循环滚珠导轨装置脱离开导向轨道[1]后滚珠不从豁口[5]掉落下来，在滑块[2]上设置托边[7]。[7]与[8′]形成的豁口[5]尺寸要小于滚珠直径。较高精度的滚珠[4]选用不锈钢9Cr18材料。滚珠自由放在滚道[3]内，滚珠间留有冷缩热胀间隙。滑块[2]内的滚珠是靠引导边[6]引导转向90°运动的。循环滚珠导轨的装配顺序：先将滚珠放进处于水平位置的滑块滚道[3]内，再将定位隔板[8]放在一片滑块上定好位，将这滑块反转180度扣在另一片滑块上，用半空心铆钉旋铆在一起。这样装配的过程滚珠不会散落。装配好后轻轻一推滚珠便会循环滚动了。又，为了本发明的循环滚珠导轨装置便于在机械设备或门窗扇上安装，在图1、13、中的滑块上设置了一个销孔[9]，在支架[31]上设一个与其相配的长斜孔[34]来调节装配精度的松紧程度並起调节压力均衡的作用。

图3、4、5为本发明的第二实施例。在滑块[2]的一片上，安上定位隔板[8]，定位隔板[8]上的隔珠片[8′]要去掉。然后将装满滚珠[4]的挠性隔离架[12]放入上述的一片滑块内，再将另一片滑块装上，旋铆在一起即可。挠性隔离架[12]上设有容珠穴[13]，每个穴中放一粒滚珠[4]，容珠穴的边上设有防止滚珠脱落的微痕槛[14]，挠性隔离架[12]上设有百折沟[15]以增加其随动变化形状的柔性。隔离架两端设有小孔[16]凹卡[17]凸卡[18]用销连接成环，如此，可减少滚珠数量降低成本，更减少了滚珠间碰珠摩擦。滚珠运动更灵活。挠性隔离架选用特别耐折弯300万次疲劳的聚丙烯注射成型。

图7、8是本发明的第三实施例。为了在较窄导向轨道上使用，为了加强实施例1的滑块[2]的刚度，其特点是：把图1的两片对称滑块[2]设计成图7、10的整体滑块[21]。[21]的两端再各连接一个左接块[22]右接块[23]，在[21]上设有上下滚道[28]，两端设有单边燕尾槽[26]，左右接块上设有单边燕尾块[25]、半圆形滚道[29]，[25][26]连接后用自攻螺丝把光孔[27]自攻丝孔[24]

紧固起构成[28][29]完整滚道如图7那样的刚性很大的循环滚珠导轨装置。在滑块[21]上也设有托边[7]，接块[22]、[23]上也设有引导边[6]；此外，为了适应图8较窄导向轨道[19]需求，特设计一种交叉挠性隔离架[20]，其特点是：两排容珠穴[13]一前一后左右交叉排列着，两排容珠穴中滚珠[4]使骑在较窄轨道[19]两边。挠性隔离架[20]上仍设有能扣在一起的L形钩[30]及微痕槛[14]，容珠穴的中心线上的另一端设有百折沟[15]。

图15是第四技术方案实施例，是第一技术方案的滑块[2]加长构成的大载荷串联滑块[35]，因载荷大，可用聚砜注射成型。其特点是：在销孔[9]的两边分别设置循环滚道[3]，构成串联滚道结构。滑块[35]的串联滚道[3]上仍设有托边[7]、引导边[6]。[35]的滚道[3]内装入滚珠[4]、定位隔板的隔珠片[8′]后，再将左右对称的两片串联滑块[35]铆在一起，就构成大载荷循环滚珠导轨装置。

本发明实施例的典型应用例如图13。图13是安装了支架[31]的用在推拉门窗上的循环滚珠导轨装置。将图1的本发明的循环滚珠导轨装置上的销孔[9]与安装支架[31]上的斜长孔[34]对齐后用半空心铆钉旋铆在一起，二者之间应能灵活活动，铆好后就成为推拉门窗上的重要的往复运动滚动导向部件。将此部件的支架[31]再与推拉窗扇固定后，便可以安放在窗框的铝轨道[1]上，用调螺丝[33]、方螺母[32]、斜长孔[34]、销孔[9]上的铆钉调准窗扇与窗框的密封状态便可。为使滚珠能持久工作，还在循环滚珠导轨装置上设置有清扫灰尘、砂土的灰扫[10]、块屑扫[11]。

Claims (3)

1、一种循环滚动导向机构与循环滚珠导轨装置主要是由滚珠、隔离元件、滑块(机壳)所组成，其特征包括在四个技术方案内：第一个技术方案其特征是：两排9Cr18不锈钢滚珠[4]，在两片对称的滑块[2]上所制成的四边形环状沟槽滚道[3]内循环滚动，滚道形状与滚珠轴承滚道相同，滚珠[4]通过滑块[2]上的豁口[5]与导向轨道[1]接触，实现直线往复循环滚动导向，滑块[2]上两侧下方各设置一个限止滚珠[4]掉落的托边[7]，两排滚珠之间安装一个作隔离元件用的定位隔板[8]及隔珠片[8’]，被隔开的两排滚珠骑在导向轨道[1]的两侧，滑块[2]采用高强度、耐磨又有自润滑性能的含玻纤尼龙注射成型，滑块[2]的滚道前后端还设有使滚珠实现90度转向运动的转向引导边[6]；第二个技术方案其特征是：取消方案1所用的隔离元件定位隔板[8]上的隔珠片[8’]，改用挠性隔离架[12]替代，两排滚珠及每排的前后滚珠之间被[12]上的容珠穴[13]隔开，以避免滚珠间的干扰摩擦，在挠性隔离架上的容珠穴上和容珠穴之间设有众多百折沟[15]，以确保挠性隔离架[12]随四边形环状滚道[3]的形状变化，容珠穴[13]两端设有防止滚珠脱落的微痕槛[14]，挠性架[12]是采用抗弯曲疲劳可达300万次的聚丙烯注射成型；第三个技术方案的特征是：(1)为提高滑块[2]的刚度，将[2]换成一整体滑块[21]，在[21]的两端设有单边燕尾槽[26]并各接一个左接块[22]、右接块[23]，左右接块[22][23]设有与燕尾槽[26]连接的单边燕尾定位块[25]，滑块[21]上刻有上、下滚道[28]，接块[22][23]上设有半园形滚道[29]，[28]和[29]构成一个完整的循环滚道，[21]上同样设有托边[7]，引导边[6]；(2)为适应滚珠骑在较窄导向轨道[19]上，

特设计窄型循环滚珠用挠性交叉隔离架[20]，容珠穴[13]交叉布置在新挠性隔离架[20]上，在新挠性隔离架[20]的容珠穴中心线上另一端刻有百折沟[15]，为便于在整体滑块上安装，隔离架[20]做成长条状，其两端设有L形钩[30]，总装配时扣在一起连成环。

第四个技术方案的特点是：在加长型滑块[35]上销孔[9]的两端设有带托边[7]引导边[6]的串联循环滚珠滚道[3]，滑块[35]用聚砜注射成型。

2、根据权利要求1所述的循环滚动导向机构及循环滚珠导轨装置的第一个技术方案，其特征是：在滑块[2]上装有清洁导向轨道的块屑扫[11]、灰尘扫[10]，为了在各类设备的运动部件上安装循环滚珠导轨装置和调节预紧力並平衡滚珠上的压力，滑块[2]上设有销孔[9]。

3、根据权利要求1所述的循环滚动导向机构与循环滚珠导轨装置，其第三个技术方案特征是：将左右接块[22]、[23]整体滑块[21]卡在一起后用自攻螺丝将光孔[27]自攻丝孔[24]固紧使三者成一整体构成完整坚固的循环滚珠导轨装置的新滑块。

Images