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CN107654603A - 一种内循环冷却的滚珠丝杠装置 - Google Patents

一种内循环冷却的滚珠丝杠装置 Download PDF

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CN107654603A
CN107654603A CN201710981580.0A CN201710981580A CN107654603A CN 107654603 A CN107654603 A CN 107654603A CN 201710981580 A CN201710981580 A CN 201710981580A CN 107654603 A CN107654603 A CN 107654603A
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CN
China
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outer air
ball
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hydronic
cooling
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Inventor
张枝元
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Anhui Polytechnic University
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Anhui Polytechnic University
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F16H25/22—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
    • F16H25/2204—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
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    • F16H57/0412—Cooling or heating; Control of temperature
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Abstract

本发明公开了一种内循环冷却的滚珠丝杠装置，包括上限位块和下限位块，上限位块和下限位块之间设有丝杠，丝杠上设有螺母座，螺母座包括大圆柱体和小圆柱体，大圆柱体套接在小圆柱体上，大圆柱体内部设有框架孔，框架孔内部设有骨架横梁，骨架横梁的两端与框架孔固定连接，骨架横梁的一端设有排管孔，穿过排管孔内设有冷却风管，冷却风管的两端连接有外空气管，外空气管的一端内设有微型风扇，外空气管的另一端内设有加压风机,本发明结构稳固，采用空气冷却的方法，在滚珠丝杠装置内添加循环冷却的功能，有效降低产生的热量，结构强度高，而且冷却装置体积小，方案合理，采用无尘空气循环冷却的方法，不影响滚珠丝杠装置的使用效率。

Description

一种内循环冷却的滚珠丝杠装置
技术领域
本发明涉及滚珠丝杠机械技术领域，具体为一种内循环冷却的滚珠丝杠装置。
背景技术
滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品，滚珠丝杠是工具机械和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反复作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器，滚珠丝杠由螺杆、螺母、钢球、预压片、反向器、防尘器组成。它的功能是将旋转运动转化成直线运动，这是艾克姆螺杆的进一步延伸和发展，这项发展的重要意义就是将轴承从滑动动作变成滚动动作。
但是由于滚珠丝杠在使用的时候不断进行上进和下降的操作，导致滚珠与螺纹之间摩擦产热，从而更加速了滚珠的摩擦损耗，严重影响滚珠丝杠装置的使用性能，并且减少使用寿命，而目前滚珠丝杠装置内没有添加新型的降温冷却装置。
发明内容
为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种内循环冷却的滚珠丝杠装置，本发明结构稳固，采用空气冷却的方法，在滚珠丝杠装置内添加循环冷却的功能，主要通过冷却风管与外空气管结合的方式，有效降低滚珠丝杠不断运行产生的热量，结构强度高，而且冷却装置体积小，方案合理，采用无尘空气循环冷却的方法，不影响滚珠丝杠装置的使用效率，值得推广。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种内循环冷却的滚珠丝杠装置，包括上限位块和下限位块，所述上限位块和下限位块之间设有丝杠，所述丝杠上设有螺母座，所述螺母座包括大圆柱体和小圆柱体，所述大圆柱体套接在小圆柱体上，所述大圆柱体内部设有框架孔，所述框架孔内部设有骨架横梁，所述骨架横梁的两端与框架孔固定连接，所述骨架横梁的一端设有排管孔，穿过所述排管孔内设有冷却风管，所述冷却风管的两端连接有外空气管，所述外空气管的一端内设有微型风扇，所述外空气管的另一端内设有加压风机。
作为本发明一种优选的技术方案，所述小圆柱体内设有与丝杠相对应的螺纹，并且所述螺纹内填充有滚珠串。
作为本发明一种优选的技术方案，所述框架孔穿过大圆柱体的上下表面，并且所述大圆柱体和骨架横梁上均设有螺纹孔，每个所述骨架横梁上的螺纹孔数目有两个，并且螺纹孔内设有相匹配的螺栓，所述骨架横梁为铝合金材质。
作为本发明一种优选的技术方案，所述骨架横梁有若干个，并且从上到下间隔均匀分布在框架孔内，所述骨架横梁与大圆柱体表面连接处设有三角固定架，所述三角固定架直接焊接在骨架横梁上。
作为本发明一种优选的技术方案，所述冷却风管呈螺旋状排列，并且冷却风管的直径略小于排管孔的直径。
作为本发明一种优选的技术方案，所述外空气管也是呈螺旋状排列，并且所述外空气管上设有支撑杆，所述支撑杆有四根，并且分别安装在外空气管的两侧，所述支撑杆的另一端安装在大圆柱体上。
作为本发明一种优选的技术方案，所述外空气管的直径大于冷却风管的直径，并且通过所述外空气管的两端设有转换器，所述外空气管通过转换器与冷却风管连接，所述转换器的一端套接在冷却风管外表面，所述转换器的另一端嵌套在外空气管内。
作为本发明一种优选的技术方案，所述微型风扇和加压风机均直接嵌套在外空气管内，所述外空气管为石墨烯材质。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构稳固，采用空气冷却的方法，在滚珠丝杠装置内添加循环冷却的功能，主要通过冷却风管与外空气管结合的方式，有效降低滚珠丝杠不断运行产生的热量，结构强度高，而且冷却装置体积小，方案合理，采用无尘空气循环冷却的方法，不影响滚珠丝杠装置的使用效率，值得推广。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明支撑架结构示意图。
图中：1-上限位块；2-下限位块；3-丝杠；4-螺母座；5-大圆柱体；6-小圆柱体；7-框架孔；8-骨架横梁；9-排管孔；10-冷却风管；11-外空气管；12-微型风扇；13-加压风机；14-三角形固定架；15-支撑杆；16-转换器。
具体实施方式
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向和位置用语，例如「上」、「中」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向和位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
实施例：
如图1和图2所示，本发明提供了一种内循环冷却的滚珠丝杠装置，包括上限位块1和下限位块2，所述上限位块1和下限位块2之间设有丝杠3，所述丝杠3上设有螺母座4，所述螺母座4包括大圆柱体5和小圆柱体6，所述大圆柱体5套接在小圆柱体6上，所述小圆柱体6内设有与丝杠3相对应的螺纹，并且所述螺纹内填充有滚珠串，上限位块1和下限位块2一方面起到了滚珠丝杠装置运动时，对装置行程起到限位的作用，另一方面也是对滚珠丝杠装置起到稳固的作用，可以在上限位块1和下限位块2上增设螺纹固定孔，从而固定在其他平台上。
所述大圆柱体5内部设有框架孔7，所述框架孔7内部设有骨架横梁8，所述骨架横梁8的两端与框架孔7固定连接，所述框架孔7穿过大圆柱体5的上下表面，并且所述大圆柱体5和骨架横梁8上均设有螺纹孔，每个所述骨架横梁8上的螺纹孔数目有两个，并且螺纹孔内设有相匹配的螺栓，所述骨架横梁8的作用是为了固定下文提到的冷却风管10，另一方面也可以加大与空气接触的面积，增大滚珠丝杠装置的气流流通，从而达到更好的冷却效果，所述骨架横梁8为铝合金材质，铝合金质轻，而且有很好的导热效果，可以减少滚珠丝杠装置的整体重量，而且也可以对装置进行降温处理，所述骨架横梁8有若干个，并且从上到下间隔均匀分布在框架孔7内，所述骨架横梁8与大圆柱体5表面连接处设有三角固定架141，所述三角固定架14直接焊接在骨架横梁8上，三角固定架14是为了增加固定的效果，骨架横梁8的排列方式也可以增大下文中冷却风管10的铺设面积，更好的体现冷却效果。
所述骨架横梁8靠近框架孔7的一端设有排管孔9，穿过所述排管孔9内设有冷却风管10，所述冷却风管10呈螺旋状排列，并且冷却风管10的直径略小于排管孔9的直径，所述冷却风管10的两端连接有外空气管11，所述外空气管11的外径大于冷却风管10的外径，并且通过所述外空气管11的两端设有转换器16，所述外空气管11通过转换器16与冷却风管10连接，所述转换器16的一端套接在冷却风管10外表面，所述转换器16的另一端嵌套在外空气管11内，并且所述转换器16的连接处均设有密封圈17，使用转换器16主要是为了增大外空气管的外径大小，从而使得与空气的接触面积，达到快速内循环冷却的目的，另外也为了方便在外空气管11内添加加速空气流通的微型风扇12和加压风机13。
所述外空气管11的一端内设有微型风扇12，所述外空气管11的另一端内设有加压风机13，所述微型风扇12和加压风机13均直接嵌套在外空气管11内，所述外空气管11为石墨烯材质，石墨烯材质质轻，而且也具有良好的导热性，硬度也足够大，可以有更好的结构稳定性。
优选的是，所述外空气管11也是呈螺旋状排列，并且所述外空气管11上设有支撑杆15，所述支撑杆15有四根，并且分别安装在外空气管11的两侧，所述支撑杆15的另一端安装在大圆柱体5上，增设支撑杆15，是为了进一步使滚珠丝杠装置稳固，而且减少滚珠丝杠由于质量分布不均导致的摩擦损耗，也减轻骨架横梁8的承重负担。
需要进一步说明的是，所述丝杠3穿过下限位块2，并且由伺服电机和减速器进行传动，而且微型风扇12和加压风机13均连接到外部电源上。
综上所述，本发明的主要特点在于：本发明结构稳固，采用空气冷却的方法，在滚珠丝杠装置内添加循环冷却的功能，主要通过冷却风管与外空气管结合的方式，有效降低滚珠丝杠不断运行产生的热量，结构强度高，而且冷却装置体积小，方案合理，采用无尘空气循环冷却的方法，不影响滚珠丝杠装置的使用效率，值得推广。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种内循环冷却的滚珠丝杠装置，包括上限位块(1)和下限位块(2)，所述上限位块(1)和下限位块(2)之间设有丝杠(3)，其特征在于：所述丝杠(3)上设有螺母座(4)，所述螺母座(4)包括大圆柱体(5)和小圆柱体(6)，所述大圆柱体(5)套接在小圆柱体(6)上，所述大圆柱体(5)内部设有框架孔(7)，所述框架孔(7)内部设有骨架横梁(8)，所述骨架横梁(8)的两端与框架孔(7)固定连接，所述骨架横梁(8)靠近框架孔(7)的一端设有排管孔(9)，穿过所述排管孔(9)内设有冷却风管(10)，所述冷却风管(10)的两端连接有外空气管(11)，所述外空气管(11)的一端内设有微型风扇(12)，所述外空气管(11)的另一端内设有加压风机(13)。
2.根据权利要求1所述的一种内循环冷却的滚珠丝杠装置，其特征在于：所述小圆柱体(6)内设有与丝杠(3)相对应的螺纹，并且所述螺纹内填充有滚珠串。
3.根据权利要求1所述的一种内循环冷却的滚珠丝杠装置，其特征在于：所述框架孔(7)穿过大圆柱体(5)的上下表面，并且所述大圆柱体(5)和骨架横梁(8)上均设有螺纹孔，每个所述骨架横梁(8)上的螺纹孔数目有两个，并且螺纹孔内设有相匹配的螺栓，所述骨架横梁(8)为铝合金材质。
4.根据权利要求3所述的一种内循环冷却的滚珠丝杠装置，其特征在于：所述骨架横梁(8)有若干个，并且从上到下间隔均匀分布在框架孔(7)内，所述骨架横梁(8)与大圆柱体(5)表面连接处设有三角固定架(14)，所述三角固定架(14)直接焊接在骨架横梁(8)上。
5.根据权利要求1所述的一种内循环冷却的滚珠丝杠装置，其特征在于：所述冷却风管(10)呈螺旋状排列，并且冷却风管(10)的直径略小于排管孔(9)的直径。
6.根据权利要求5所述的一种内循环冷却的滚珠丝杠装置，其特征在于：所述外空气管(11)也是呈螺旋状排列，并且所述外空气管(11)上设有支撑杆(15)，所述支撑杆(15)有四根，并且分别安装在外空气管(11)的两侧，所述支撑杆(15)的另一端安装在大圆柱体(5)上。
7.根据权利要求6所述的一种内循环冷却的滚珠丝杠装置，其特征在于：所述外空气管(11)的直径大于冷却风管(10)的直径，并且通过所述外空气管(11)的两端设有转换器(16)，所述外空气管(11)通过转换器(16)与冷却风管(10)连接，所述转换器(16)的一端套接在冷却风管(10)外表面，所述转换器(16)的另一端嵌套在外空气管(11)内。
8.根据权利要求1所述的一种内循环冷却的滚珠丝杠装置，其特征在于：所述微型风扇(12)和加压风机(13)均直接嵌套在外空气管(11)内，所述外空气管(11)为石墨烯材质。
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