CN106402155A - 一种高效的直线导轨 - Google Patents

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陆弘道
李艳
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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
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/04—Ball or roller bearings
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Abstract

本发明公开了一种高效的直线导轨，所述直线导轨包括钢滑块、钢导轨和陶瓷球体，所述钢滑块上匀距设有若干个滑块沟，所述钢导轨上匀距设有若干个导轨沟，每一个导轨沟与一个滑块沟相对对称，陶瓷球体一侧与滑块沟配合接触，陶瓷球体另一侧与导轨沟配合接触。本发明在安装尺寸不变的情况下，将陶瓷球体的重量变为原来钢球的30％，并且可使得球体寿命将延长100％以上，使得直线导轨达到高速化、小型化、长寿命的效果，解决了现有技术中全钢直线导轨因寿命短而更换期短，维护成本高，运行速度受限，难以用在高速往返场合等问题。

Description

一种高效的直线导轨
技术领域
本发明涉及一种直线导轨，具体涉及一种高效的直线导轨。
背景技术
在现有技术中，直线导轨的导轨、滑块和球体均是由金属材料加工而成，滑块按外形即安装方式不同可大体分为法兰式和是方形式，但材料均是由金属制成。球体设置在滑块和导轨之间中，导轨、滑块和球体组合后之间形成相对运动，它们受负载运行中，其中某一件接触表面达到磨损极限，即标志整个直线导轨达到使用寿命。
假如球体与导轨和滑块材料相等，硬度相等，因三个零件表面参加的接触概率各自不一，如在滑块相对导轨作一次行程，球体表面将要走几十圈。显然造成球损伤最大，最早达到磨损极限，故球体的使用寿命会非常短，大大提高了使用成本。
另外，如果将球体换成强度和耐磨系数都非常高的球体，那么导轨和滑块就会容易受损，从而使得直线导轨将出现刚性下降、沟道划痕、游隙不稳、球体碎裂等问题。
发明内容
本发明为了解决上述问题，从而提供一种高效的直线导轨。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种高效的直线导轨，所述直线导轨包括钢滑块、钢导轨和陶瓷球体，所述钢滑块上匀距设有若干个滑块沟，所述钢导轨上匀距设有若干个导轨沟，每一个导轨沟与一个滑块沟相对对称，陶瓷球体一侧与滑块沟配合接触，陶瓷球体另一侧与导轨沟配合接触。
在本发明的一个优选实施例中，所述陶瓷球体为氮化硅陶瓷球体。
在本发明的一个优选实施例中，每个导轨沟的曲率半径为陶瓷球体直径的0.515倍。
在本发明的一个优选实施例中，所述滑块沟的曲率半径为陶瓷球体直径的0.515倍。
在本发明的一个优选实施例中，所述滑块上还设有若干个滑块孔，滑块孔与陶瓷球体对应配合。
在本发明的一个优选实施例中，所述滑块孔的通孔直径为陶瓷球体直径的1.07倍。
在本发明的一个优选实施例中，所述滑块为法兰型或四方形。
本发明的有益效果是：
本发明在安装尺寸不变的情况下，将陶瓷球体的重量变为原来钢球的30％，并且可使得球体寿命将延长100％以上，使得直线导轨达到高速化、小型化、长寿命的效果，解决了现有技术中全钢直线导轨因寿命短而更换期短，维护成本高，运行速度受限，难以用在高速往返场合等问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的滑块为四方形时的结构示意图；
图2为本发明的滑块为法兰型时的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1和图2，本发明提供的高效的直线导轨，其包括钢滑块100、钢导轨200和陶瓷球体300，陶瓷球体300在钢滑块100与钢导轨200之间进行循环运动和承受负载。
钢滑块100和钢导轨200为现有技术，都采用钢制材料制成。
陶瓷球体300具体采用氮化硅陶瓷制成，这样可使得陶瓷球体300的硬度为钢滑块100和钢导轨200的2.5倍，这样可大大减少陶瓷球体300的磨损度，提高陶瓷球体300的使用寿命。
由于陶瓷球体300采用氮化硅陶瓷制成，使得于陶瓷球体300的硬度为钢滑块100和钢导轨200的2.5倍，而弹性模量是钢滑块100和钢导轨200的1.5倍，这样陶瓷球体300在与钢滑块100和钢导轨200滚动接触时，接触力肯定会比钢球的接触力大，容易将钢滑块100和钢导轨200划坏和导致轴承寿命缩短和工作性能降低。
本申请在钢滑块100上设有干个滑块沟110，在钢导轨200上匀距设有若干个导轨沟210，每一个导轨沟210与一个滑块沟110相对对称，陶瓷球体300一侧与滑块沟110配合接触，陶瓷球体300另一侧与导轨沟210配合接触。
滑块沟110和导轨沟210具体都为与陶瓷球体300表面对应配合的圆弧状。
通过滑块沟110与导轨沟210的配合可降低陶瓷球体300在与钢滑块100和钢导轨200之间的接触力，从而降低钢滑块100和钢导轨200的磨损。
另外，每个滑块沟110的曲率半径为陶瓷球体300直径的0.515倍，每个导轨沟210的曲率半径也为陶瓷球体300直径的0.515倍。
上述滑块沟110的曲率半径与导轨沟210的曲率半径的设置，是本申请经过无数次实验和付出创造性劳动获得，只有将述滑块沟110的曲率半径与导轨沟210的曲率半径都设置为陶瓷球体300直径的0.515倍，才能将陶瓷球体300与钢滑块100和钢导轨200之间的接触力和温度降到最低，从而提高直线导轨的整体使用寿命。
再者，为了进一步提高陶瓷球体300的抗冲击力和耐磨性能，陶瓷球体300具体采用5级氮化硅制成。
在滑块100上设有若干个滑块孔120，滑块孔120与陶瓷球体300对应配合，这些滑块孔120是用于陶瓷球体300在循环过程中，用于陶瓷球体300回程。
另外，由于本申请采用的陶瓷球体300采用氮化硅陶瓷制成，使得陶瓷球体300的重量仅为现有钢球重量的30％，陶瓷球体300在回程时，陶瓷球体300的运动方向与滑块孔120轴线容易产生不规则的偏离，滑块孔120与陶瓷球体300的间隙过小将产生滑动摩擦，使运行的总的摩擦力加大，如果，滑块孔120与陶瓷球体300的间隙过大将出现陶瓷球体300跳动，使得陶瓷球体300产生自锁而卡住。
本申请将滑块孔120的通孔直径设置为陶瓷球体300直径的1.07倍，这样可使得陶瓷球体300在回程时不会提高摩擦力和出现跳动的情况。
并且上述设置是本申请经过无数次实验和付出创造性劳动获得，只有将滑块孔120的通孔直径设置为陶瓷球体300直径的1.07倍，才能使得陶瓷球体300在回程时不会提高摩擦力和出现跳动的情况。
另外，为了使得本申请适合各种环境需求，滑块100具体为法兰型或四方形。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种高效的直线导轨，其特征在于，所述直线导轨包括钢滑块、钢导轨和陶瓷球体，所述钢滑块上匀距设有若干个滑块沟，所述钢导轨上匀距设有若干个导轨沟，每一个导轨沟与一个滑块沟相对对称，陶瓷球体一侧与滑块沟配合接触，陶瓷球体另一侧与导轨沟配合接触。
2.根据权利要求1所述的一种高效的直线导轨，其特征在于，所述陶瓷球体为氮化硅陶瓷球体。
3.根据权利要求1所述的一种高效的直线导轨，其特征在于，每个导轨沟的曲率半径为陶瓷球体直径的0.515倍。
4.根据权利要求1所述的一种高效的直线导轨，其特征在于，所述滑块沟的曲率半径为陶瓷球体直径的0.515倍。
5.根据权利要求1所述的一种高效的直线导轨，其特征在于，所述滑块上还设有若干个滑块孔，滑块孔与陶瓷球体对应配合。
6.根据权利要求5所述的一种高效的直线导轨，其特征在于，所述滑块孔的通孔直径为陶瓷球体直径的1.07倍。
7.根据权利要求1所述的一种高效的直线导轨，其特征在于，所述滑块为法兰型或四方形。
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