CN102491219A

CN102491219A - 一种基于直线轴承的升降装置

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Publication number: CN102491219A
Application number: CN2011103766042A
Authority: CN
Inventors: 郑世良; 梅雪成
Original assignee: HENGLI AUTOMOBILE PART AND BEARING CO Ltd NINGBO
Current assignee: HENGLI AUTOMOBILE PART AND BEARING CO Ltd NINGBO
Priority date: 2011-11-10
Filing date: 2011-11-10
Publication date: 2012-06-13
Anticipated expiration: 2031-11-10
Also published as: CN102491219B

Abstract

本发明提供了一种基于直线轴承的升降装置，属于丝杆升降装置领域。它解决了现有的丝杆升降装置的导柱导套配合精度不高的问题。本基于直线轴承的升降装置，包括底板、装在所述底板上的电机、被所述电机带动而转动的丝杆、套在所述丝杆上的丝杆螺母以及固定于所述丝杆螺母上用于放置需要进行升降的物品的承载台，还包括安装在所述丝杆一侧且与之平行的导轨、套在所述导轨上的导套，所述导套与所述丝杆螺母固定连接从而随其轴向移动，所述导轨和导套构成采用直线轴承的滑动机构。本升降装置具有精度高、传动稳定的优点。

Description

一种基于直线轴承的升降装置

技术领域

本发明属于传动领域，涉及一种利用丝杆的升降装置，特别是一种基于直线轴承的升降装置。

背景技术

丝杆传动是将转动变为直线运动的很常见的一种方式，由于其传动平稳、步进给量少且可精确控制的特点，而常常用在各种对精度要求较高的场合，例如机床、数控车床等。在升降装置中，也可利用丝杆传动来实现。

传统的丝杆升降装置，主要是利用电机通过联轴器带动丝杆转动，从而带动丝杆螺母上下位移，载物台固定在丝杆螺母上进而一起上下位移实现升降。丝杆两侧通常设有导柱导套，辅助定位，防止丝杆倾斜造成的角度偏差。常规的导柱为圆柱形，导套则为中间有圆柱形通孔的套环，套环与丝杆螺母相对静止地固定连接。

采用这种导柱导套结构，其结构简单，传动不稳定，精确度不高；且如果由于导柱、导套的配合问题，而影响丝杆螺母的移动，则会对整个机器设备的精度要求造成影响。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种精度高的基于直线轴承的升降装置。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：提供一种基于直线轴承的升降装置，包括底板、装在所述底板上的电机、被所述电机带动而转动的丝杆、套在所述丝杆上的丝杆螺母以及固定于所述丝杆螺母上用于放置需要进行升降的物品的承载台，还包括安装在所述丝杆一侧且与之平行的导轨、套在所述导轨上的导套，所述导套与所述丝杆螺母固定连接从而随其轴向移动，所述导轨和导套构成采用直线轴承的滑动机构。

在上述的升降装置中，所述丝杆两侧各设有一个所述采用直线轴承的滑动机构，每个滑动机构包括一个导轨和套设在所述导轨上的两个导套。

在上述的升降装置中，所述滑动机构包括导轨和在所述导轨上轴向位移的导套，所述导套具有与所述导轨外表面相适配的滑槽，所述滑槽和导轨均为方形，且在所述导轨的两侧面上分别设有至少两个沿轴向延伸的弧形滚道槽，所述导套的与之相接触的两侧内壁上分别设有相应个滚珠腔，每个所述滚珠腔内均设置有与所述滚道槽点接触的滚珠。

在上述的升降装置中，所述导轨的两侧面分别设有两个滚道槽，从而成工字型。

在上述的升降装置中，所述滚道槽的横截面成90度弧形。

在上述的升降装置中，所述滚珠腔为腰圆形，且所述滚珠腔的中心平面与所述导套的横截面成一锐角。

在上述的升降装置中，所述导套包括导套体、装在所述导套体两端的保持架、分别装在每个保持架表面的凹槽内的海绵、分别盖在每个保持架和海绵外端面上并被螺钉固定的密封盖。

在上述的升降装置中，所述导套体的两侧各设有两个通孔，且在两侧内壁上各开设有两个半圆槽，每个通孔及其相邻的半圆槽构成所述滚珠腔的中间部分。

在上述的升降装置中，每个所述保持架的与所述导套体接触的端面上开设有U形槽，所述U形槽的两端与所述导套体的其中一对通孔和半圆槽相接，而构成所述滚珠腔的端部。

在上述的升降装置中，所述密封盖上设置有为所述导套提供润滑油的油嘴。

与现有技术相比，本发明采用方形导轨，从而在其上设置滚道槽，能有效提高直线移动的精度，保证导轨导套的平稳、精确地相对移动，不会对丝杆螺母的轴向位移造成干涉。因此，本发明的升降装置相对于现有的普通丝杆升降装置，具有更好的精确度和平稳性。

附图说明

图1是本发明的基于直线轴承的升降装置的俯视图；

图2是图1所示升降装置的正视图；

图3是图1所示升降装置的左视图；

图4是图1中的滑动机构的水平剖面图；

图5是图4所示滑动机构的导套体的结构示意图；

图6是图4所示滑动机构未安装滚珠时的水平剖面图；

图7是图6所示滑动机构的A-A剖面图；

图8是图6所示滑动机构的B-B剖面图的部分试图；

图9是图6所示滑动机构的C-C剖面图；

图10是图4所示滑动机构的密封盖的结构示意图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

本发明涉及一种基于直线轴承的升降装置，如图1至图3所示，包括辅助件、丝杆机构和基于直线轴承的滑动机构。

其中，如图1、图2所示，丝杆机构包括提供动力的电机100、与电机100的输出端连接的联轴器110、与联轴器110连接从而被电机100带动而同轴转动的丝杆130、装在丝杆130两端起支撑作用且具有滚动轴承的丝杆支撑座150、套在丝杆130上的丝杆螺母140以及与丝杆螺母140固定连接用于承载被升降物体的承载台120。

辅助件如图1、图3所示，包括底板510、装在底板510上用于放置上述丝杆支撑座150的工作台520、置于底板510上用于支撑滑动机构的衬板530以及装在整个升降装置侧面和顶面的防护罩540。

在丝杆130的两侧，各设置有一个基于直线轴承的滑动机构，如图1所示，每个机构均包括一个导轨1和套在所述导轨1上的两个导套20，所有导套20与丝杆螺母140共同固定在承载台底面上，因此相对静止并同步运动。如图1所示，本发明的导轨1平行于丝杆130轴线地放置。

如图4所示，本发明的采用直线轴承的滑动机构是基于直线轴承原理的，即导套20为导轨1提供轴向无限行程而垂直于轴向的移动则被完全限制住。而直线轴承属于现有的公知技术，因此凡是利用直线轴承或者采用直线轴承技术作为导轨导套的装配连接从而精确限制导套滑动的机构，都属于本发明的基于直线轴承的滑动机构。

当然，为了获得更好的效果，本发明在传统的直线轴承技术上还做了进一步地改进，具体细节如下文描述。

本发明的采用直线轴承的滑动机构如图4所示，包括导轨1和导套20，导轨1为长直杆，导套20内侧有与导轨外表面轮廓相适配的滑槽，导轨1即位于滑槽内使得导套20可以沿着导轨1移动。

如图4所示，导套20包括导套体2、保持架4、海绵5、密封盖6、螺钉7、油嘴8。

其中，导套体2如图5所示，其构成导套20的主体。导套体2成长方形，一侧表面上开设有方形的通槽。在通槽的两侧壁上，分别开设有两个半圆槽32，且两侧壁上的半圆槽32对称设置。半圆槽32和上述通槽均贯穿整个导套20，即槽长等于导套20的轴向长度。

在每个半圆槽32的旁边还设有与之平行的通孔31，则一共有四个所述通孔31。每个半圆槽32和与之相邻的通孔31的中心轴平面与导套体2两侧壁上对称设置的两个半圆槽32的中心轴平面成一定倾斜角，且倾斜角小于45度。通孔31和半圆槽32内都是用来放置滚珠30的，采用这种倾斜设计有利于受力的均匀，提高传动的精确度。

如图5所示，每个通孔31内壁上套设有塑料套310。塑料套310内径与滚珠30的外径相当，使得滚珠30可刚好置于其中。采用塑料套310的好处在于，当发生磨损，可以直接更换塑料套310即可，而无需整体换掉导套体2，从而节省资源避免浪费。另外，塑料套310也能提供一定的润滑和弹性，减少磨损。

为安装滚珠的直线轴承滑动机构如图3所示。由图6可知，保持架4安装在导套体2两端，且每个保持架4的与导套体2接触的端面上均设有一个U形槽33，且U形槽33的两端与导套体的其中一对通孔31和半圆槽32相接。两个U形槽33和一个通孔31、一个半圆槽32构成了腰圆形滚珠腔3，其形状如图8所示，滚珠30即位于该滚珠腔3中。由图3可知U形槽33构成了滚珠腔3的两端端部，而通孔31、半圆槽32则为滚珠腔3的中间部分。

滚珠腔3的中心平面也即半圆槽32和相对应的通孔31的中心轴二者所在的平面。由图7可知，滚珠腔3的中心平面与相对着的两半圆槽32的中心平面成一个较小的倾斜角度，通常小于45度，例如30度角。

如图4、图6所示，保持架4的一端面与导套体2端面相接，另一端面设有圆盘形凹槽，凹槽内设置有海绵5。海绵5外部装有密封盖6，密封盖6盖在保持架4的端面上并盖住海绵5。海绵5的设置，能够充分填补凹槽的空间，提供一定的支撑力，同时还能吸收润滑油并在导套20在导轨1上移动时将润滑油涂在导轨1上，增强润滑效果，提高机构的稳定性和精度。

密封盖6通过螺钉7固定到保持架4上，其结构图如图10所示。由图10可知，密封盖6上接有油嘴8，油嘴80的润滑油直接进入到导轨1和导套20的接触面上也即导套体2的通槽内壁上。密封铅6的侧面还设有侧油嘴80，侧油嘴80的润滑油则进入海绵5和密封盖6与保持架4的接触面内，对导套20的构件进行润滑，防止生锈。

在安装时，先将滚珠30装入导套体2和保持架4内，将两个保持架4分别装在导套体2的两端并固定，随后将海绵5装在两个保持架4上，然后分别装上密封盖6，并用螺钉7拧紧固定，最后装上油嘴8、侧油嘴80。为了防止半圆槽32内的滚珠30掉出，还可在导套体2的通槽底面上安装定位板9，如图9所示。定位板9与导套体2的轴向长度相当，两端被两个保持架4抵住而不会轴向移动。定位板9的面向滚珠30的表面上设有弧形槽，刚好与滚珠30外径相当，从而将滚珠30托住，防止滚珠30掉出。

导套20安装好后，下面来描述导轨1。如图7、图9所示，导轨1基本上为方形的长直杆，但在导轨的两侧面(即与导套20的滑槽的两侧壁相向或相接触的表面)上分别开设有两个滚道槽，则导轨1上设有四个滚道槽，且对称设置。每个滚道槽均沿轴向延伸，其横截面为90度弧形，且该弧形的直径与滚珠30的直径相当。由于导轨1的两侧各开设有两个滚道槽，使得其横截面基本上类似于工字型，如图9所示。

导套20装到导轨1上后，两个滚道槽与滚珠腔3相对，使得滚珠30与滚道槽底面点接触，从而防止图9所示的上下窜动造成移动精度不高；而导轨被两个滚珠腔3的滚珠30卡在中间，因此左右方向上的窜动造成的误差也可以减至最小。因此，采用上述方形导轨，从而设置上述滚道槽，能有效提高直线移动的精度，保证导轨导套的平稳、精确地相对移动，不会对丝杆螺母的轴向位移造成干涉。因此，本发明的升降装置相对于现有的普通丝杆升降装置，具有更好的精确度和平稳性。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了升降装置、直线轴承、滚道槽、滚珠腔、导套体等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims

1.一种基于直线轴承的升降装置，其特征在于，包括底板、装在所述底板上的电机、被所述电机带动而转动的丝杆、套在所述丝杆上的丝杆螺母以及固定于所述丝杆螺母上用于放置需要进行升降的物品的承载台，还包括安装在所述丝杆一侧且与之平行的导轨、套在所述导轨上的导套，所述导套与所述丝杆螺母固定连接从而随其轴向移动，所述导轨和导套构成采用直线轴承的滑动机构。

2.根据权利要求1所述的升降装置，其特征在于，所述丝杆两侧各设有一个所述采用直线轴承的滑动机构，每个滑动机构包括一个导轨和套设在所述导轨上的两个导套。

3.根据权利要求1所述的升降装置，其特征在于，所述滑动机构包括导轨和在所述导轨上轴向位移的导套，所述导套具有与所述导轨外表面相适配的滑槽，所述滑槽和导轨均为方形，且在所述导轨的两侧面上分别设有至少两个沿轴向延伸的弧形滚道槽，所述导套的与之相接触的两侧内壁上分别设有相应个滚珠腔，每个所述滚珠腔内均设置有与所述滚道槽点接触的滚珠。

4.根据权利要求3所述的升降装置，其特征在于，所述导轨的两侧面分别设有两个滚道槽，从而成工字型。

5.根据权利要求4所述的升降装置，其特征在于，所述滚道槽的横截面成90度弧形。

6.根据权利要求3所述的升降装置，其特征在于，所述滚珠腔为腰圆形，且所述滚珠腔的中心平面与所述导套的横截面成一锐角。

7.根据权利要求3所述的升降装置，其特征在于，所述导套包括导套体、装在所述导套体两端的保持架、分别装在每个保持架表面的凹槽内的海绵、分别盖在每个保持架和海绵外端面上并被螺钉固定的密封盖。

8.根据权利要求7所述的升降装置，其特征在于，所述导套体的两侧各设有两个通孔，且在两侧内壁上各开设有两个半圆槽，每个通孔及其相邻的半圆槽构成所述滚珠腔的中间部分。

9.根据权利要求8所述的升降装置，其特征在于，每个所述保持架的与所述导套体接触的端面上开设有U形槽，所述U形槽的两端与所述导套体的其中一对通孔和半圆槽相接，而构成所述滚珠腔的端部。

10.根据权利要求7所述的升降装置，其特征在于，所述密封盖上设置有为所述导套提供润滑油的油嘴。