CN106195003A - 一种弧形导轨轴承单元及使用该轴承单元的摇摆装置 - Google Patents

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Abstract

一种弧形导轨轴承单元及使用该轴承单元的摇摆装置，涉及轴承设计与应用领域，所述轴承单元包括整体呈圆弧状的外圈、与外圈相配合的内圈、滚动体和保持架，内圈的外圆弧面上设有一弧形凸起，外圈的内圆弧面上设有与弧形凸起相配合的沟槽，弧形凸起的两侧面上各设有一列内圈滚道，沟槽的相应位置设有分别与两列内圈滚道相配合的两外圈滚道，滚动体和保持架装设于相配合的内圈滚道和外圈滚道之间，内圈和外圈发生相对转动时滚动体携带保持架在滚道内转动，并通过外圈端面上设置的挡板来限定滚动体和保持架的极限转动位置。本发明的轴承单元可应用于摇摆式多线切割机中以带动物料往复转动一定角度。

Description

一种弧形导轨轴承单元及使用该轴承单元的摇摆装置
技术领域
本发明属于轴承设计与制造领域，特别涉及一种特殊结构的弧形导轨轴承单元及使用该轴承单元的摇摆装置。
背景技术
随着LED照明需求爆发、智能手机后置镜头保护玻璃及Home键指纹传感器等新应用的出现，市场对单晶硅、蓝宝石等需求大大增加。相应的这些材料的加工设备需求也是供不应求。
本发明的特殊结构的弧形导轨轴承单元，是基于一种摇摆式多线切割机对物料的切割要求而设计。摇摆式多线切割机主要用于宝石、碳化硅、磁性材料、水晶、陶瓷、氧化物、单晶硅等各种硬脆材料的切割。
为了满足切割机要求，需由轴承单元带动物料往复按一定角度转动，同时利用几十根等间距的高速线锯将物料切割成等厚度表面光滑的薄片。
切割机要求轴承单元既要可以实现连接主机与物料装夹装置，并保证具有足够的刚性，又要保证物料转动的精度。要求轴承单元能够解决如下技术问题：
1、带动物料在固定的位置绕自身的中心往复旋转一定的角度；
2、物料在转动过程中轴向和径向的窜动量要尽量小；
3、同时由几十根等间距的高速线锯将物料均匀的切割成几十片等厚度的工件；
4、轴承单元可以承受物料及夹具产生的重力和倾覆力矩，还要承受高速线锯时产生的切割力。
发明内容
本发明的目的是提供一种弧形导轨轴承单元，其能够适用于不具有与普通轴承座孔及轴配合条件的场合，并能够实现带动转动部件做一定角度的往复转动。
本发明所采用的技术方案是：一种弧形导轨轴承单元，包括整体呈圆弧状的外圈、与外圈相配合的内圈、滚动体和保持架，内圈的外圆弧面上设有一弧形凸起，外圈的内圆弧面上设有与弧形凸起相配合的沟槽，弧形凸起的两侧面上各设有一列内圈滚道，沟槽的相应位置设有分别与两列内圈滚道相配合的两外圈滚道，滚动体和保持架装设于相配合的内圈滚道和外圈滚道之间，内圈和外圈发生相对转动时滚动体携带保持架在滚道内转动，并通过外圈端面上设置的挡板来限定滚动体和保持架的极限转动位置。
进一步地，所述外圈为分体式结构，其由第一外圈和第二外圈组成，第二外圈嵌设于第一外圈侧面开设的环形嵌槽内并通过连接螺栓与第一外圈连接，两列外圈滚道分别开设在第一外圈和第二外圈上。
所述相配合的内圈滚道和外圈滚道均为呈90°夹角的V形滚道，滚动体相互垂直交叉排列在滚道内。
所述弧形凸起的截面为矩形。
所述外圈端面上在两列外圈滚道处各设有一个挡板，以将滚动体和保持架阻挡在滚道内。
本发明使用上述弧形导轨轴承单元的摇摆装置，包括机架和驱动机构，弧形导轨轴承单元通过其外圈固定在机架上，内圈的内圆弧面与一个装夹有物料的物料夹具连接，驱动机构通过驱动内圈往复转动一定角度进而使物料围绕其自身的转动中心点往复转动相同角度。
有益效果：本发明的弧形导轨轴承单元应用于现有的摇摆式多线切割机中时，外圈固定于主机机架上，内圈与装夹有物料的物料夹具连接，通过主机驱动内圈往复转动一定角度，进而可实现内圈带动物料绕其自身的转动中心点往复转动一定角度。
普通轴承为整圆结构，必须通过轴承内径与轴、外径与座孔的配合才可以实现转动部件与主机的连接，不适合摇摆式多线切割机类设备的使用要求。本轴承单元采取剖分结构，取整圆轴承的一部分，比如整圆的六分之一，可根据需要设计。本轴承单元不需要常规轴承的内、外圈配合方式，其通过外圈与内圈自带的安装平面即可以实现装配，通过螺栓即可实现与主机、物料（即转动部件）的连接，如此，主机通过该轴承单元带动物料往复转动的同时可以实现线锯切割，其结构紧凑，降低了主机的加工成本。
双列交叉圆柱滚子的结构设计提高了轴承单元的承载能力及其使用寿命；将滚道设置在内圈弧形凸起的两侧及两半外圈上，可以方便对轴承单元内部游隙进行调整，有效降低了轴承单元的加工及装配难度，提高了轴承单元的整体精度。
附图说明
图1为本发明轴承单元的侧视图；
图2为图1中A-A处的剖视图；
图3为图1中的B向视图；
图4为本发明轴承单元应用于摇摆式多线切割机中的右转运动示意图；
图5为本发明轴承单元应用于摇摆式多线切割机中的左转运动示意图；
附图标记为：1、第一外圈，2、第二外圈，3、连接螺栓，4、滚动体，5、保持架，6、密封圈，7、内圈，8、挡板，9、挡板螺栓，10、物料夹具，11、物料，12、弧形凸起，13、内圈滚道。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，本发明的弧形导轨轴承单元，包括整体呈圆弧状的外圈、与外圈相配合的内圈7、滚动体4和保持架5，外圈由第一外圈1和第二外圈2组成，第二外圈2嵌设于第一外圈1侧面开设的环形嵌槽内并通过连接螺栓3与第一外圈1连接。内圈7的外圆弧面上设有一弧形凸起12，弧形凸起12沿内圈7的外圆弧面的周向设置，其两端延伸至内圈7的两端面上。外圈的内圆弧面上设有与弧形凸起12相配合的沟槽，弧形凸起12的两侧面上各设有一列内圈滚道13，沟槽的相应位置设有分别与两列内圈滚道13相配合的两外圈滚道。其中，沟槽开设在第一外圈1和第二外圈2两者的对接处，两列外圈滚道分别开设在沟槽内相对设置的第一外圈1的槽壁上和第二外圈2的槽壁上。弧形凸起12的截面为矩形，相应地所述沟槽的截面也为矩形。
滚动体4和保持架5装设于相配合的内圈滚道13和外圈滚道之间，内圈7和外圈发生相对转动时滚动体4携带保持架5在滚道内转动，并通过外圈端面上设置的挡板8来限定滚动体4和保持架5的极限转动位置。其中，外圈端面上在两列外圈滚道处各设有一个挡板8，以将滚动体4和保持架5阻挡在滚道内，内圈7的端面上可增设一块挡板8，以将两列内圈滚道13的端口封堵，各挡板8通过挡板螺栓9固定在相应外圈和内圈端面上。
所述相配合的内圈滚道13和外圈滚道均为呈90°夹角的V形滚道，滚动体4相互垂直交叉排列在滚道内，滚动体采用圆柱形或圆锥形滚子。
本发明轴承单元的装配过程为：先将密封圈6装入第一外圈1、第二外圈2待用，将第一外圈1水平放在工作台上，依次将滚动体4、保持架5放在第一外圈1的滚道上；对应滚道将内圈7放到第一外圈1上；再依次将滚动体4、保持架5放在内圈7的滚道上；对应滚道放上第二外圈2，将连接螺栓3拧上，需要对称上紧螺栓，逐渐加大拧紧力；最后用挡板螺栓9将挡板8固定在第一外圈1及第二外圈2的相应位置后，完成弧形导轨轴承单元的装配。
如图4和图5所示，将本发明的上述弧形导轨轴承单元应用于摇摆式多线切割机中时，该轴承单元取整圆的六分之一，实现主机带动物料转动的同时可以实现线锯切割。轴承单元采取增加预载荷，保证有足够的刚性。在第一外圈1的外圆弧面上以及内圈7的内圆弧面上分别设置一安装平面，分别用于连接主机机架和物料夹具。如此，弧形导轨轴承单元通过第一外圈1固定在主机机架上，内圈7与一个装夹有物料11的物料夹具10连接，主机的驱动机构通过驱动内圈7左右转动一定角度α，进而可以实现物料11围绕自己的中心往复转动一定的角度α，从而提高了主机切割物料11的效率及表面质量。内圈7转动过程中，当滚动体4及保持架5转到极限位置时，由挡板8限制滚动体4继续滚动。通过调节滚动体4及保持架5的参数可以满足轴承单元不同转动角度α的大小需要。
本发明的轴承单元不仅能够满足摇摆式多线切割机的使用要求，同样可以满足有同样要求的其他主机的选型要求。

Claims (6)

1.一种弧形导轨轴承单元，其特征在于：包括整体呈圆弧状的外圈、与外圈相配合的内圈（7）、滚动体（4）和保持架（5），内圈（7）的外圆弧面上设有一弧形凸起（12），外圈的内圆弧面上设有与弧形凸起（12）相配合的沟槽，弧形凸起（12）的两侧面上各设有一列内圈滚道（13），沟槽的相应位置设有分别与两列内圈滚道（13）相配合的两外圈滚道，滚动体（4）和保持架（5）装设于相配合的内圈滚道（13）和外圈滚道之间，内圈（7）和外圈发生相对转动时滚动体（4）携带保持架（5）在滚道内转动，并通过外圈端面上设置的挡板（8）来限定滚动体（4）和保持架（5）的极限转动位置。
2.如权利要求1所述的一种弧形导轨轴承单元，其特征在于：所述外圈为分体式结构，其由第一外圈（1）和第二外圈（2）组成，第二外圈（2）嵌设于第一外圈（1）侧面开设的环形嵌槽内并通过连接螺栓（3）与第一外圈（1）连接，两列外圈滚道分别开设在第一外圈（1）和第二外圈（2）上。
3.如权利要求2所述的一种弧形导轨轴承单元，其特征在于：所述相配合的内圈滚道（13）和外圈滚道均为呈90°夹角的V形滚道，滚动体（4）相互垂直交叉排列在滚道内。
4.如权利要求1所述的一种弧形导轨轴承单元，其特征在于：所述弧形凸起（12）的截面为矩形。
5.如权利要求1所述的一种弧形导轨轴承单元，其特征在于：所述外圈端面上在两列外圈滚道处各设有一个挡板（8），以将滚动体（4）和保持架（5）阻挡在滚道内。
6.使用如权利要求1~5任一项所述的弧形导轨轴承单元的摇摆装置，其特征在于：包括机架和驱动机构，弧形导轨轴承单元通过其外圈固定在机架上，内圈（7）的内圆弧面与一个装夹有物料（11）的物料夹具（10）连接，驱动机构通过驱动内圈（7）往复转动一定角度进而使物料（11）围绕其自身的转动中心点往复转动相同角度。
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