CN106239235A - 具有轴承定位装置的滚珠丝杆机构 - Google Patents

Abstract

一种具有轴承定位装置的滚珠丝杆机构，包含底座，底座上设有传动组件和滚珠丝杆组件，所述滚珠丝杆组件包含丝杆和围绕丝杆设置的螺母，所述丝杆的两端分别设有左轴承定位装置和右轴承定位装置，所述传动组件包含连接至丝杆一端的伺服电机；所述左轴承定位装置和右轴承定位装置分别包含第一轴承组件、第二轴承组件和第三轴承组件，所述第一轴承组件设置与中部并与上述底座固定连接，所述第二轴承组件固定于所述第一轴承组件的一侧，所述第三轴承组件固定于所述第一轴承组件的另一侧，从而形成一个三轴承结构，共同对丝杆运动时进行精密的支撑，有效提高支撑定位作用。

Description

具有轴承定位装置的滚珠丝杆机构

技术领域

本发明涉及滚珠丝杆的技术领域，尤其涉及一种具有轴承定位装置的滚珠丝杆机构。

背景技术

我国机床行业从无到有，从粗放向精密转化，已形成产品科研开发、生产较完整的体系。而滚珠丝杆支撑轴承是高精度、高转速各种数控精密加工设备、精密测量设备、机器人的传动机构等的重要部件。

滚珠丝杆由丝杆、螺母和滚珠组成，它的功能是将旋转运动转化成直线运动，其由于具有很小的摩擦阻力，被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。滚珠丝杆在应用于中大型龙门加工中心X轴传动结构时，由于X轴行程及工作台承重较大，滚柱丝杆长度较长，其在自重作用下易下垂，且在使用过程中，由于摩擦造成温度身高，丝杆本身会发生一定的伸长，影响传动和定位精度。

为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种具有轴承定位装置的滚珠丝杆机构，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有轴承定位装置的滚珠丝杆机构，其结构简单，装卸便利，能有效提高丝杆传动时的稳定，提高传动精度和运动效率。

为解决上述问题，本发明公开了一种具有轴承定位装置的滚珠丝杆机构，包含底座，底座上设有传动组件和滚珠丝杆组件，其特征在于：

所述滚珠丝杆组件包含丝杆和围绕丝杆设置的螺母，所述丝杆的两端分别设有左轴承定位装置和右轴承定位装置，所述传动组件包含连接至丝杆一端的伺服电机；

所述左轴承定位装置和右轴承定位装置分别包含第一轴承组件、第二轴承组件和第三轴承组件，所述第一轴承组件设置与中部并与上述底座固定连接，所述第二轴承组件固定于所述第一轴承组件的一侧，所述第三轴承组件固定于所述第一轴承组件的另一侧，从而形成一个三轴承结构，共同对丝杆运动时进行精密的支撑，有效提高支撑定位作用。

其中：所述第一轴承组件和第二轴承组件之间设有第一间隔件，所述第一轴承组件和第三轴承组件之间设有第二间隔件，所述第一间隔件和第二间隔件为硬橡胶或酚醛树脂制成。

其中：所述第一间隔件14和第二间隔件15的厚度为3-5mm。

其中：第一轴承组件包含第一外圈和第一内圈，第一滚珠或第一滚针通过第一保持架保持在第一外圈和第一内圈的中间位置，所述第一外圈的两侧外缘设有多个间隔排列的螺纹孔，在螺纹孔内侧设有密封槽，所述密封槽内容置有密封圈。

其中：所述第二轴承组件包含第二外圈、第二内圈和第二滚珠，所述第二外圈的内缘形成阶梯孔，且阶梯之间形成容置第二滚珠外缘的弧形连接部，第二内圈的内缘形成阶梯孔且阶梯之间形成容置第二滚珠内缘的另一弧形连接部，上述两弧形连接部相对设置。

其中：所述第三轴承组件包含第三外圈、第三内圈和第三滚珠，所述第三滚珠通过第三保持架设置于第三外圈和第三内圈之间，所述第三外圈的内缘形成阶梯孔，且阶梯之间形成容置第三滚珠外缘的弧形连接部，第三内圈的内缘形成阶梯孔且阶梯之间形成容置第三滚珠内缘的另一弧形连接部，上述两弧形连接部相对设置。

其中：所述第一内圈、第二内圈和第三内圈的通孔直径相等，且所述第一内圈、第二内圈和第三内圈的内壁上均涂覆有氧化物耐磨层，以有效提高耐磨效果和使用寿命。

其中：第一外圈的整体厚度为第二外圈和第三外圈的整体厚度的3-4倍。

通过上述结构可知，本发明的具有轴承定位装置的滚珠丝杆机构具有如下效果：

1、结构简单，装卸便利；

2、支撑效果明显，即提供了有效的径向支撑，还通过两侧轴承组件实现三点支撑，从轴向上提供了保证；

3、对丝杆的运动过程实现了更好的保障，避免丝杆运动中的串动和弯曲，提高了加工效率和成品优良率。

本发明的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。

附图说明

图1显示了本发明的滚珠丝杠用轴承定位装置的安装示意图。

图2显示了本发明的结构示意图。

图3显示了本发明第一轴承组件的结构示意图。

图4显示了本发明第二轴承组件的结构示意图。

图5显示了本发明另一实施例的结构示意图。

图6显示了该另一实施例中第一轴承组件的结构示意图。

附图标记：

101、底座；102、丝杆；103、螺母；104、移动平台；105、左轴承定位装置；106、右轴承定位装置；107、伺服电机；108、变速箱；11、第一轴承组件；12、第二轴承组件；13、第三轴承组件；14、第一间隔件；15、第二间隔件；111、第一外圈；112、第一内圈；113、第一滚珠；114、第一保持架；115、螺纹孔；116、密封槽；121、第二外圈；122、第二内圈；123、第二滚珠；124、第二保持架；125、外端盖；126、内密封圈；127、外密封圈；128、安装法兰。

具体实施方式

参见图1，显示了本发明的具有轴承定位装置的滚珠丝杆机构。

所述具有轴承定位装置的滚珠丝杆机构包含底座101，底座101上设有传动组件和滚珠丝杆组件，所述滚珠丝杆组件包含丝杆102和围绕丝杆102设置的螺母103，所述螺母103上设有移动平台104，所述移动平台104可通过导向装置进行某一定方向的直线运动，故丝杆102的旋转运动，可转换为螺母103和移动平台的直线运动，所述丝杆102的两端分别设有左轴承定位装置105和右轴承定位装置106，所述传动组件包含连接至丝杆102一端的伺服电机107，以实现驱动旋转，其中，所述伺服电机107可通过一变速箱108连接至丝杆102。

参见图2至图4，具体显示了所述左轴承定位装置105和右轴承定位装置106的详细结构，包含第一轴承组件11、第二轴承组件12和第三轴承组件13，所述第一轴承组件11设置与中部并可与上述底座101固定连接，所述第二轴承组件12可拆卸的固定于所述第一轴承组件11的一侧，所述第三轴承组件13可拆卸的固定于所述第一轴承组件11的另一侧，从而形成一个三轴承结构，一方面通过中间的第一轴承组件11实现径向支撑，另一方面通过两侧的第二轴承组件12和第三轴承组件13进行微调的轴向支撑和一定的径向支撑，共同对丝杆运动时进行精密的支撑，有效提高支撑定位作用。

优选的是，所述第一轴承组件11和第二轴承组件12之间设有第一间隔件14，所述第一轴承组件11和第三轴承组件13之间设有第二间隔件15，所述第一间隔件14和第二间隔件15可为硬橡胶、酚醛树脂等具有一定弹性的材料制成，以为轴向支撑时提供一定的角度移动余量，优选的是，所述第一间隔件14和第二间隔件15的厚度优选为3-5mm，更优选为4mm，从而通过所述第一间隔件14和第二间隔件15以及具体的厚度选择，其支撑效果更佳。

其中，第一轴承组件11包含第一外圈111、第一内圈112和第一滚珠113，所述第一外圈111的下端可固定连接至上述底座101，所述第一内圈112内设有供丝杆贯穿的第一通孔，所述第一滚珠113第一保持架114保持在第一外圈111和第一内圈112的中间位置，且优选成径向滚珠轴承的结构设置，所述第一外圈111的两侧外缘设有多个间隔排列的螺纹孔115，在螺纹孔115内侧设有密封槽116，所述密封槽116内容置有密封圈。

所述第二轴承组件12包含第二外圈121、第二内圈122和第二滚珠123，所述第二滚珠123通过第二保持架124设置于第二外圈121和第二内圈122之间，所述第二外圈121的周缘向外延伸有安装法兰128，所述安装法兰128的周缘设有多个对应上述螺纹孔115的阶梯安装孔，以通过安装法兰128将第二轴承组件12固定于第一轴承组件11上，且所述第二外圈121的外端设有外端盖125，所述外端盖125可通过多个螺钉进行固定，所述第二内圈122内设有供丝杆贯穿的通孔，所述第二外圈121和第二内圈122之间在第二滚珠123的两侧分别设有内密封圈126和外密封圈127，以实现内部密封，其中，参见图4，所述第二外圈121的内缘形成阶梯孔，且阶梯之间形成容置第二滚珠外缘的弧形连接部，第二内圈122的内缘形成阶梯孔且阶梯之间形成容置第二滚珠内缘的另一弧形连接部，上述两弧形连接部相对设置，以将第二轴承组件12设置为向心止推轴承的结构。

所述第三轴承组件13的结构与第二轴承组件的结构类似(未进行图示)，其包含第三外圈、第三内圈和第三滚珠，所述第三滚珠通过第三保持架设置于第三外圈和第三内圈之间，所述第三外圈的周缘向外延伸有安装法兰，所述安装法兰的周缘设有多个对应上述螺纹孔的阶梯安装孔，以通过安装法兰将第三轴承组件固定于第一轴承组件上，且所述第三外圈的外端设有外端盖，所述外端盖可通过多个螺钉进行固定，所述第三内圈内设有供丝杆贯穿的通孔，所述第三外圈和第三内圈之间在第三滚珠的两侧分别设有内密封圈和外密封圈，以实现内部密封，其中，参见图，所述第三外圈的内缘形成阶梯孔，且阶梯之间形成容置第三滚珠外缘的弧形连接部，第三内圈的内缘形成阶梯孔且阶梯之间形成容置第三滚珠内缘的另一弧形连接部，上述两弧形连接部相对设置，以将第三轴承组件设置为向心止推轴承的结构。

其中，所述第一内圈、第二内圈和第三内圈的通孔直径相等，且所述第一内圈、第二内圈和第三内圈的内壁上均涂覆有耐磨层，所述耐磨层优选为氧化皓等氧化物耐磨层，以有效提高耐磨效果和使用寿命。

其中，所述第一外圈的厚度远大于第二外圈和第三外圈的厚度，优选为第一外圈的整体厚度(平均厚度)为第二外圈和第三外圈的整体厚度(平均厚度)的3-4倍，以在提供有效径向支撑的基础上，更好的提高轴向支撑效果，尤其在为3倍的时候，兼顾效果更为明显。

本发明在安装后如图2所示，丝杆的两端从第一内圈、第二内圈和第三内圈的通孔后，主要的径向支撑通过第一内圈进行承受，而第二内圈和第三内圈则在第一内圈两侧提供保护和轴向支撑，即确保了径向支撑的强度，还能在轴向上提供双向的支撑保护。

参见图5和图6，显示了左轴承定位装置105和右轴承定位装置106的另一实施例，在该实施例中，其包含第一轴承组件11’、第二轴承组件12’和第三轴承组件13’，三者结构与图2所示基本相同。

所述第一轴承组件11’和第二轴承组件12’之间同样设有第一间隔件，所述第一轴承组件11’和第三轴承组件13’之间也设有第二间隔件，所述第一间隔件和第二间隔件与上述内容也基本相同，虽然途中没有示出，但应用相同的结构和效果。

不同的主要在于，第一轴承组件11’包含第一外圈111’、第一内圈112’和第一滚针113’，所述第一滚针113’通过第一保持架114’保持在第一外圈111’和第一内圈112’的中间位置，所述第一外圈111’的两侧外缘设有多个间隔排列的螺纹孔115’，在螺纹孔115’内侧设有密封槽116’，所述密封槽116’内容置有密封圈。

由此可见，本发明的优点在于：

1、结构简单，装卸便利；

2、支撑效果明显，即提供了有效的径向支撑，还通过两侧轴承组件实现三点支撑，从轴向上提供了保证；

3、对丝杆的运动过程实现了更好的保障，避免丝杆运动中的串动和弯曲，提高了加工效率和成品优良率。

显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本发明不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。

Claims (8)

1.一种具有轴承定位装置的滚珠丝杆机构，包含底座，底座上设有传动组件和滚珠丝杆组件，其特征在于：

所述滚珠丝杆组件包含丝杆和围绕丝杆设置的螺母，所述丝杆的两端分别设有左轴承定位装置和右轴承定位装置，所述传动组件包含连接至丝杆一端的伺服电机；

所述左轴承定位装置和右轴承定位装置分别包含第一轴承组件、第二轴承组件和第三轴承组件，所述第一轴承组件设置与中部并与上述底座固定连接，所述第二轴承组件固定于所述第一轴承组件的一侧，所述第三轴承组件固定于所述第一轴承组件的另一侧，从而形成一个三轴承结构，共同对丝杆运动时进行精密的支撑，有效提高支撑定位作用。

2.如权利要求1所述的滚珠丝杆机构，其特征在于：所述第一轴承组件和第二轴承组件之间设有第一间隔件，所述第一轴承组件和第三轴承组件之间设有第二间隔件，所述第一间隔件和第二间隔件为硬橡胶或酚醛树脂制成。

3.如权利要求2所述的滚珠丝杆机构，其特征在于：所述第一间隔件14和第二间隔件15的厚度为3-5mm。

4.如权利要求1或2或3所述的滚珠丝杆机构，其特征在于：第一轴承组件包含第一外圈和第一内圈，第一滚珠或第一滚针通过第一保持架保持在第一外圈和第一内圈的中间位置，所述第一外圈的两侧外缘设有多个间隔排列的螺纹孔，在螺纹孔内侧设有密封槽，所述密封槽内容置有密封圈。

5.如权利要求4所述的滚珠丝杆机构，其特征在于：所述第二轴承组件包含第二外圈、第二内圈和第二滚珠，所述第二外圈的内缘形成阶梯孔，且阶梯之间形成容置第二滚珠外缘的弧形连接部，第二内圈的内缘形成阶梯孔且阶梯之间形成容置第二滚珠内缘的另一弧形连接部，上述两弧形连接部相对设置。

6.如权利要求5所述的滚珠丝杆机构，其特征在于：所述第三轴承组件包含第三外圈、第三内圈和第三滚珠，所述第三滚珠通过第三保持架设置于第三外圈和第三内圈之间，所述第三外圈的内缘形成阶梯孔，且阶梯之间形成容置第三滚珠外缘的弧形连接部，第三内圈的内缘形成阶梯孔且阶梯之间形成容置第三滚珠内缘的另一弧形连接部，上述两弧形连接部相对设置。

7.如权利要求5所述的滚珠丝杆机构，其特征在于：所述第一内圈、第二内圈和第三内圈的通孔直径相等，且所述第一内圈、第二内圈和第三内圈的内壁上均涂覆有氧化物耐磨层，以有效提高耐磨效果和使用寿命。

8.如权利要求5所述的滚珠丝杆机构，其特征在于：第一外圈的整体厚度为第二外圈和第三外圈的整体厚度的3-4倍。