CN102486205A - 支撑轴承 - Google Patents

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廖建智
张恩生
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Abstract

本发明公开一种支撑轴承，其用以提供轴向支撑力予大型旋转模块，该支撑轴承包含：本体、滑动轨道，以及多个滚动元件，其中，该滑动轨道嵌设于该本体，而该多个滚动元件设置于该滑动轨道中，并凸出该本体的顶面且能自由滚动，由此令该大型旋转模块得以具有较高的精度及较佳的刚性。

Description

支撑轴承
技术领域
本发明涉及一种支撑轴承，特别是涉及一种能提供轴向支撑力予大型旋转模块的轴向支撑轴承。
背景技术
在设计工具机的大型旋转模块时，最重要的课题就是轴承组是否能提供良好的支撑力，令旋转模块得以具有足够的精度和刚性，而现今多以所谓的YRT转台轴承来作为大型旋转模块的轴承组。
如DE4227366A1及DE102005053622A1号德国专利案所示的YRT转台轴承，即为一种以三片式滚柱轴承的形式将径向轴承及轴向轴承一体设置的架构，其中，DE102005053622A1号专利案所示的YRT转台轴承虽与DE4227366A1号专利案所示的YRT转台轴承具有差异，但大体来说，其差异处仅在三片式滚柱轴承的配置方式有所不同，而两者同样可供大型旋转模块作为轴承组之用。
然而，YRT转台轴承最大的缺点，就是其价格非常昂贵，以致工具机厂商始终无法降低其制造成本，同时，使用者在使用具有YRT转台轴承的大型旋转模块时，也因其设计架构是将轴向轴承与径向轴承一体设置，所以往往无法对大型旋转模块的精度及刚性进行精确的控制。
综上所述，如何在能合理地控制成本的前提下，使大型旋转模块同时具有更高的精度及刚性，已成为目前业界亟待解决的课题。
发明内容
有鉴于上述现有技术的缺点，本发明的主要目的在于提供一种可令大型旋转模块同时具有高精度及高刚性的支撑轴承。
为了达到上述目的及其他目的，本发明提供一种支撑轴承，其是用以提供轴向支撑力予大型旋转模块，该支撑轴承包含：本体；滑动轨道，嵌设于该本体；以及多个滚动元件，设置于该滑动轨道中，且凸出该本体的顶面，所述多个滚动组件能于该滑动轨道中自由滚动。
在一实施形态中，该支撑轴承还包括嵌设于该本体的滚动轨道，而该多个滚动元件还放置于该滚动轨道中，并凸出该本体的底面。
综上所述，本发明的支撑轴承在通过本体、滚动轨道、滑动轨道、及滚动元件的交互搭配下，可单独提供轴向支撑力予大型旋转模块，使大型旋转模块的轴向轴承及径向轴承得以彼此分离，所以，不但能大幅降低厂商的制造成本，更能令大型旋转模块的精度及刚性受到精确地控制。
附图说明
图1为本发明的支撑轴承的分解结构图；
图2为本发明的支撑轴承的组合结构图；
图3为本发明的支撑轴承的一剖面结构图；
图4为本发明的支撑轴承的另一剖面结构图；
图5为本发明的支撑轴承配置于大型旋转模块中的剖面结构图；以及
图6为本发明的支撑轴承配置于大型旋转模块中的俯视结构图。
主要元件符号说明
2支撑轴承         21本体
21a顶面           21b底面
210滚动轨道盖板   211滚动轨道保持器
212滑动轨道盖板   213滑动轨道保持器
2110、2130开槽    214温度测量接口
215冷却循环管路   216锁固接口
22滚动轨道        23滑动轨道
24滚动元件        3大型旋转模块
31滚动轴承面      32预压轴承面
33转盘            34径向支撑轴承
A、B切线
具体实施方式
以下通过特定的具体实施型态说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明也可通过其他不同的具体实施型态加以施行或应用。
请一并参阅图1至图6，其中，图1为本发明的支撑轴承的分解结构示意图，图2为本发明的支撑轴承的组合结构示意图，图3为图2的支撑轴承沿着切线A所视的剖面示意图，图4为图2的支撑轴承沿着切线B所视的剖面示意图，图5为本发明的支撑轴承配置于大型旋转模块中的剖面示意图，而图6为本发明的支撑轴承配置于大型旋转模块的预压轴承面上的俯视图。
如图所示，支撑轴承2用以提供轴向支撑力予大型旋转模块3，在本实施形态中，支撑轴承2包括本体21、一滚动轨道22、两个滑动轨道23、及多个滚动元件24，且该大型旋转模块3可具有滚动轴承面31、预压轴承面32、转盘33、及例示为斜角滚珠的径向支撑轴承34，由此，大型旋转模块3的轴向轴承与径向轴承得以设计为彼此分离的形式。
本体21上可依据使用者的需求设有一滚动轨道22及两个滑动轨道23，在本实施形态中，滚动轨道22及滑动轨道23可穿设于本体21的两端侧，并设置于本体21的顶面21a及底面21b，以形成环状的轨道结构。
而滚动轨道22及滑动轨道23中设置有多个实例为滚珠及/或滚柱的滚动元件24，具体来说，如图4及图5所示，嵌设于滚动轨道22中的滚动元件24凸出本体21的底面21b，用以抵顶于大型旋转模块3的预压轴承面32，而如图3及图5所示，嵌设于滑动轨道23中的滚动元件24凸出本体21的顶面21a，用以抵顶于大型旋转模块3的滚动轴承面31。
更进一步来说，为了稳固地将多个滚动元件24设置于滚动轨道22及滑动轨道23中，本体21还可包含滚动轨道盖板210、具有开槽2110的滚动轨道保持器211、滑动轨道盖板212，及具有开槽2130的滑动轨道保持器213。
详言之，滚动轨道盖板210设置于该本体21的顶面21a且能自由装卸，并盖合于该滚动轨道22上，用以令多个滚动元件24能稳固地设置于滚动轨道22中。滚动轨道保持器211设置于该本体21的底面21b且能自由装卸，并盖合于该滚动轨道22上，用以令多个滚动元件24稳固地设置于滚动轨道22中，并得以经由开槽2110凸出该本体21的底面21b。
滑动轨道盖板212设置于本体21的底面21b，且盖合于该滑动轨道23上，用以令多个滚动元件24能稳固地设置于滑动轨道23中。而滑动轨道保持器213设置于该本体21的顶面21a且能自由装卸，并盖合于该滑动轨道23上，用以令多个滚动元件24得以稳固地设置于滑动轨道23中，并经由该开槽2130凸出本体21的顶面21a。
因此，当大型旋转模块3进行旋转时，多个滚动元件24在滚动轨道22及滑动轨道23中以相反的方向进行循环移动，而为了提高旋转的顺畅性，滚动轨道保持器211的开槽2110及/或滑动轨道保持器213的开槽2130，可对应于大型旋转模块3的旋转直径而形成为弧形。
值得一提的是，当滚动元件24设计为滚柱时，可提供较强的支撑力给大型旋转模块3，但若欲使大型旋转模块3具有较高的旋转速度，也可使用滚珠来制作滚动元件24，当然，依据设计者的需求也可同时使用滚柱及滚珠来形成滚动元件24。
此外，本体21可包含温度测量接口214及冷却循环管路215，具体来说，因滚动元件24在滚动时会产生热量，提高本体21的温度，所以冷却循环管路215可提供冷却的效果，以令本体21的温度能维持在适当的范围内，进而提高使用寿命。当然，若温度测量接口214测得的温度过高时，使用者也可主动地调高冷却循环管路215的运作效率来对本体21进行降温，以减少相关的热应变，由此进一步提升加工精度。
再者，本体21另可设置有锁固接口216，以利使用者将支撑轴承2锁固于大型旋转模块3的预压轴承面32上，当然，预压轴承面32上所具有的支撑轴承2的数量及设置位置，可随着不同的负载需求而有所调整，具体来说，本发明的支撑轴承2可依照体积大小提供600KG～2000KG的基本动额定负荷。
另须先提出说明的是，本发明的支撑轴承2可依据不同的负载情形弹性地调整滚动轨道22及滑动轨道23的数量，例如，在负载较小不需提供预压的情形，本体21上可仅设置有一滑动轨道23；而在负载较大的情形需要提供预压及更大的支撑力的情形，本体21上可相应地设置更多滚动轨道22及滑动轨道23。
实际地将单一个支撑轴承2设置于大型塘床中作测试，使用预压400kg加上负荷600kg～1200kg，并以5rpm的速度来进行运转，假设运转一圈将精度控制于0.02mm之内，在此运转条件下，支撑轴承2的寿命可高达10000小时。而若以铲花精度调整的方式，则可达成极高的台面偏摆精度，例如在长度为1250mm的滚动轴承面上，支撑轴承2的轴向精度可达到0.0015mm。
综上所述，通过本体、滚动轨道、滑动轨道、及滚动元件的交互搭配，本发明的支撑轴承可单独提供轴向支撑力予大型旋转模块，使大型旋转模块的径向轴承及轴向轴承彼此分离，进而具有令大型旋转模块的精度及刚性得以进行精确的控制。而相较于现有技术，由于本发明的支撑轴承以模块化的形式单独提供大型旋转模块作为轴向轴承，所以可取代成本高、刚性及精度不易精确地控制的YRT转台轴承，进而进低厂商的制造成本。
上述实施型态仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此项技术的人士均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施型态进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如后述的权利要求所列。

Claims (12)

1.一种支撑轴承，用以提供轴向支撑力予大型旋转模块，其特征在于，该支撑轴承包含：
本体；
滑动轨道，嵌设于该本体；以及
多个滚动元件，设置于该滑动轨道中，并凸出该本体的顶面，其中，该滚动元件于该滑动轨道中自由滚动。
2.如权利要求1所述的支撑轴承，还包括嵌设于该本体的滚动轨道，而该多个滚动元件还设置于该滚动轨道中，并凸出该本体的底面。
3.如权利要求1所述的支撑轴承，其特征在于，该滚动元件为滚珠或滚柱。
4.如权利要求2所述的支撑轴承，其特征在于，该滚动轨道及该滑动轨道环设于该本体的内部，且在该本体的顶面及底面外露出部分该滚动轨道及该滑动轨道，而在该大型旋转模块进行旋转运动时，该多个滚动元件在该滚动轨道及该滑动轨道中进行循环移动。
5.如权利要求4所述的支撑轴承，其特征在于，该多个滚动元件分别在该滚动轨道及该滑动轨道中以相反的方向进行循环移动。
6.如权利要求4所述的支撑轴承，其特征在于，该本体包含滚动轨道盖板，设置于该本体的顶面，且盖合于该滚动轨道上，用以令该多个滚动元件稳固地设置于滚动轨道中。
7.如权利要求4所述的支撑轴承，其特征在于，该本体包含具有开槽的滚动轨道保持器，设置于该本体的底面，且盖合于该滚动轨道上，用以令该多个滚动元件稳固地设置于滚动轨道中，并经由该开槽凸出该本体的底面。
8.如权利要求7所述的支撑轴承，其特征在于，该滚动轨道保持器的开槽形成为弧形，用以配合该大型旋转模块的旋转直径。
9.如权利要求4所述的支撑轴承，其特征在于，该本体包含滑动轨道盖板，设置于该本体的底面，且盖合于该滑动轨道上，用以令该多个滚动元件稳固地设置于滑动轨道中。
10.如权利要求4所述的支撑轴承，其特征在于，该本体包含具有开槽的滑动轨道保持器，设置于该本体的顶面，且盖合于该滑动轨道上，用以令该多个滚动元件稳固地设置于该滑动轨道中，并经由该开槽凸出该本体的顶面。
11.如权利要求10所述的支撑轴承，其特征在于，该滑动轨道保持器的开槽形成为弧形，用以配合该大型旋转模块的旋转直径。
12.如权利要求1所述的支撑轴承，其特征在于，该本体包含冷却循环管路或温度测量接口。
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