CN110285141A - 自冷却式耐磨损直线导轨及导轨滑块副 - Google Patents

Abstract

本发明涉及直线导轨领域，是一种自冷却式耐磨损直线导轨滑块副，导轨滑块副包括导轨以及安装在导轨上的滑块，导轨包括底座、盖板以及卡接在底座和盖板之间的轨道，滑块的槽口侧壁上对称设置四条滚珠循环通道，位于同一侧的两条滚珠循环通道分别是上滚珠循环通道以及下滚珠循环通道，上滚珠循环通道内的滚珠与轨道的上沿滚动接触，下滚珠循环通道内的滚珠与轨道的下沿滚动接触。导轨采用分体式设计，在轨道出现磨损后，只需将盖板取下，就可单独对轨道进行更换，而不需要对底座进行操作，从而不影响底座的平顺性，以减少校正导轨的工作量。同时主梁内布置多条冷却通道并与冷却介质循环系统相连接，通过冷却通道内流淌的冷却介质为导轨降温。

Description

自冷却式耐磨损直线导轨及导轨滑块副

技术领域

本发明涉及直线导轨领域，是一种自冷却式耐磨损直线导轨以及由该直线导轨与滑块组成的导轨副。

背景技术

直线导轨是引导设备在直线方向上做往复运动的精密机械装置，直线导轨滑块通过安装在其内部的滚珠和导轨滚动接触。导轨的磨损情况，直接影响直线导轨的导向精度和使用寿命。现有的直线导轨，其导轨一般采用一体成型的方式制作，且不具备冷却功能，导致导轨的轨道在与滚珠反复的摩擦过程中，会产生大量的热，从而加大导轨轨道的磨损程度，进而使得直线导轨的导向精度出现大的误差。此时只能通过更换导轨，来提高直线导轨的导向精度，从而加大了设备的维护工作量和成本。

发明内容

鉴于此，本发明实施例提供了一种自冷却式耐磨损直线导轨，其导轨采用分体式设计，在导轨与滚珠滚动摩擦时仅有轨道与滚珠接触，在轨道出现磨损后可单独对其进行更换，可减少导轨维护的工作量和成本。

为达到上述目的，本发明采用的一种技术方案是：

自冷却式耐磨损直线导轨，所述导轨包括底座、盖板以及卡接在底座和盖板之间的轨道，所述底座的主梁为长方体形且在主梁截面的两个顶角位置分别设置轨道槽一，所述盖板为长方体形且在盖板截面的两个底角位置设置轨道槽二，所述轨道槽一与轨道槽二的位置相对应、截面均为圆弧形且弧度均大于90度，所述轨道卡接在轨道槽一与轨道槽二形成的卡槽内，所述主梁内设置贯穿主梁的冷却通道并通过冷却接头与冷却液循环系统相连接。

进一步的，所述盖板的底面按照一定的间距设置定位凸块，所述底座的顶面设置与定位凸块相对应的定位孔，所述定位孔的形状和布置间距与盖板上的定位凸块的形状和布置间距相同；所述盖板顶面按照一定的间距设置锥形沉头螺栓孔一，所述底座的顶面设置与螺栓孔一相对应的螺纹盲孔，所述固定螺栓一通过螺栓孔一和螺纹盲孔将盖板和底座固定连接。

进一步的，所述盖板上定位凸块的形状为圆柱形且直径不小于5mm、高度不小于3mm，定位凸块的布置间距不超过100mm；所述盖板上螺栓孔一与定位凸块交替布置且螺栓孔一的布置间距不超过100mm。

进一步的，所述轨道的截面为圆形且直径为主梁宽度的1/8~1/2，所述轨道的材质为高锰合金钢、铬合金钢和碳多元合金钢的其中一种，所述轨道槽一、轨道槽二的截面圆弧的弧度均介于90度至120度之间。

进一步的，所述主梁截面的两个底角外侧分别设置具有斜坡面的法兰，所述法兰的宽度为主梁宽度的1/8~1/2，所述斜坡面与主梁侧面之间的夹角大于120度。

进一步的，所述冷却通道的数量为大于4条的偶数条且对称设置在底座内部，位于上方的冷却通道至少有一组与轨道槽一相邻接，位于下方的冷却通道至少有一组与法兰的斜坡面相邻接。

为达到上述目的，本发明同时采用的另一种技术方案是：

自冷却式耐磨损直线导轨滑块副，所述导轨滑块副包括导轨以及安装在导轨上的滑块，所述导轨包括底座、盖板以及卡接在底座和盖板之间的轨道，所述滑块的槽口侧壁上对称设置四条滚珠循环通道，位于同一侧的两条滚珠循环通道分别是由上滚珠保持器与中滚珠保持器形成的上滚珠循环通道以及由中滚珠保持器与下滚珠保持器形成的下滚珠循环通道，所述上滚珠循环通道内的滚珠与轨道的上沿滚动接触，所述下滚珠循环通道内的滚珠与轨道的下沿滚动接触。

进一步的，所述上滚珠保持器上设置两根防尘密封条且防尘密封条的唇部与盖板的顶面相贴合，所述下滚珠保持器上设置一根防尘密封条且防尘密封条的唇部与斜坡面相贴合。

进一步的，所述导轨底座上设置用于固定导轨的柱形沉头螺栓孔二，所述螺栓孔二通过固定螺栓二将导轨固定在安装位置。

进一步的，所述导轨上设置贯穿主梁的冷却通道并通过冷却接头与冷却液循环系统相连接，所述冷却接头包括螺纹接头端和快速接头端，所述螺纹接头端与底座内的冷却通道相连接；所述快速接头端与冷却液循环系统的管路相连接。

本发明的技术效果为：导轨采用分体式设计，包括轨道、盖板和底座，其中轨道卡接在盖板和底座之间。其中底座的主梁为长方体形，且在主梁截面的两个顶角位置分别设置一条轨道槽一，轨道槽一的横截面弧度大于90度；盖板为长方体形，且在盖板截面的两个底角位置设置一条轨道槽二，轨道槽二的横截面弧度大于90度。轨道槽二与轨道槽一的位置相对应，横截面的半径与轨道相同，并与轨道卡接在一起。轨道槽一和轨道槽二，共同形成轨道的固定腔；且固定腔的弧度不小于180度，以确保轨道的稳固性。同时这样的设计方式，在导轨与滑块内部的滚珠滚动摩擦时，仅有轨道接触滚珠。在轨道出现磨损后，只需将盖板取下，就可单独对轨道进行更换，而不需要对底座进行操作，从而不影响底座的平顺性，以减少校正导轨的工作量。同时在主梁内沿轴向布置了多条冷却通道，并通过冷却接头与冷却介质循环系统相连接，通过冷却通道内流淌的冷却介质为导轨降温。

本发明盖板的底面按照一定的间距设置有定位凸块，而底座的顶面设置有与定位凸块相对应的定位孔；定位孔的形状和布置间距与盖板上的定位凸块的形状和布置间距相同，以便于导轨的快速组装，并能提高导轨整体的刚度。盖板顶面按照一定的间距设置锥形沉头螺栓孔一，底座的顶面设置与螺栓孔一相对应的螺纹盲孔，固定螺栓一通过螺栓孔一和螺纹盲孔将盖板和底座固定在一起。

本发明盖板上的定位凸块形状为圆柱形，且直径不小于5mm、高度不小于3mm，定位凸块的布置间距不超过100mm，以增加导轨组合体的刚度。盖板上螺栓孔一与定位凸块交替布置，且螺栓孔一的布置间距不超过100mm，以增强导轨组合体的整体性。

本发明轨道的截面为圆形且直径为主梁宽度的1/8~1/2，确保滚珠与轨道形成点接触，以增强导轨和滚珠的适应性。轨道的材质为高锰合金钢、铬合金钢和碳多元合金钢的其中一种，以增加轨道的强度和耐磨性。轨道槽一、轨道槽二的截面圆弧的弧度均介于90度至120度之间，以确保卡接轨道的稳固性。

本发明主梁截面的两个底角外侧分别设置具有斜坡面的法兰，以增加导轨的刚度。其宽度为主梁宽度的1/8~1/2，斜坡面与主梁侧面之间的夹角大于120度。

本发明冷却通道的数量为偶数，且大于4条，对称设置在底座内部。位于上方的冷却通道，至少有一条与轨道槽一相邻。在生产过程中，主要靠滚珠与轨道发生滚动摩擦，而实现滑块的往复运动。在此过程中，导轨的轨道和滚珠会产生大量的热，从而加速滑块副的磨损。通过临近轨道槽一的冷却孔，就能将产生的热量及时带走。位于下方的冷却通道至少有一条与法兰的斜坡面相邻。

本发明导轨滑块副包括导轨以及安装在导轨上的滑块，其中导轨包括底座、盖板以及卡接在底座和盖板之间的轨道。滑块的槽口侧壁上对称设置有四条滚珠循环通道，位于同一侧的两条滚珠循环通道分别是由上滚珠保持器与中滚珠保持器形成的上滚珠循环通道，以及由中滚珠保持器与下滚珠保持器形成的下滚珠循环通道。上滚珠循环通道内的滚珠与轨道的上沿滚动接触，下滚珠循环通道内的滚珠与轨道的下沿滚动接触。

本发明的上滚珠保持器上设置有两根防尘密封条，且防尘密封条的唇部与盖板的顶面相贴合。下滚珠保持器上设置一根防尘密封条，且防尘密封条的唇部与斜坡面相贴合。在滑块做往复运动的过程中，四根防尘密封条始终贴近导轨表面的相应位置，与导轨相互发生挤压作用，对滑块的内腔形成隔离密封效果。

本发明的导轨底座上设置有用于固定导轨的柱形沉头螺栓孔二，所述螺栓孔二通过固定螺栓二将导轨固定在安装位置。

本发明的导轨上设置有贯穿主梁的冷却通道，并通过冷却接头与冷却液循环系统相连接。冷却接头包括螺纹接头端和快速接头端，螺纹接头端与主梁内的冷却通道拧紧在一起，快速接头端与冷却液循环系统的管路连接在一起。

以上描述只是对技术方案的说明，而不是对技术方案的限定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的导轨结构示意图；

图2是本发明实施例提供的导轨横截面结构示意图；

图3是本发明实施例提供的导轨盖板顶面结构示意图；

图4是本发明实施例提供的导轨盖板底面结构示意图；

图5是本发明实施例提供的导轨底座顶面结构示意图；

图6是本发明实施例提供的冷却嘴结构示意图

图7是本发明实施例提供的导轨装配结构示意图；

图8是本发明实施例提供的防尘密封条结构正视图；

附图标记说明：

10-滑块，11-槽口侧壁，12-上滚珠保持器，13-中滚珠保持器，14-下滚珠保持器，15-滚珠，16-防尘密封条，161-唇部；20-端盖；30-底座，31-主梁，311-轨道槽一，32-冷却通道，33-定位孔，34-螺纹盲孔，35-法兰，351-斜坡面，36-螺栓孔二，361-固定螺栓二；40-盖板，41-轨道槽二；42-定位凸块，43-螺栓孔一，431-固定螺栓一；50-轨道；60-冷却接头，61-螺纹接头端，62-快速接头端。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。以下描述只是对技术方案的说明，而不是对技术方案的限定。

实施例1

本实施例公开了一种自冷却式耐磨损直线导轨，结合图1、2、7所示，直线导轨采用分体式设计，包括轨道50、盖板40和底座30，其中轨道50卡接在盖板40和底座30之间。其中，底座30的主梁31为长方体形，且在主梁31截面的两个顶角位置分别设置轨道槽一311；盖板40为长方体形，且在盖板40截面的两个底角位置设置轨道槽二41；轨道槽二41与轨道槽一311的位置相对应，当底座30和盖板40贴合在一起时，轨道槽一311和轨道槽二41共同形成轨道50的固定腔。轨道槽一311的横截面弧度大于90度，轨道槽二41的横截面弧度大于90度，二者形成的固定腔的弧度不小于180度；轨道槽一311与轨道槽二41的横截面的半径相同，二者与轨道50的半径相同；因此，轨道50能够稳固地卡接在轨道槽一311和轨道槽二41共同形成的固定腔内。

同时这样的设计方式，在导轨与滑块10内部的滚珠15滚动摩擦时，仅有轨道50接触滚珠15。在轨道50出现磨损后，只需将盖板40取下，就可单独对轨道50进行更换，而不需要对底座30进行操作，从而不影响底座30的平顺性，以减少校正导轨的工作量。同时在主梁31内沿轴向布置了多条冷却通道32，并通过冷却接头60与冷却介质循环系统相连接，通过冷却通道32内流淌的冷却介质为导轨降温。

作为一种实施例，结合图3、4、5所示，盖板40的底面按照一定的间距设置有定位凸块42，而底座30的顶面设置有与定位凸块42相对应的定位孔33；定位孔33的形状和布置间距与盖板40上的定位凸块42的形状和布置间距相同，以便于导轨的快速组装，并能提高导轨整体的刚度。盖板40面按照一定的间距设置锥形沉头螺栓孔一43，底座30的顶面设置与螺栓孔一43相对应的螺纹盲孔34，固定螺栓一431通过螺栓孔一43和螺纹盲孔34将盖板40和底座30固定在一起。

本实施例中，结合图3、4、5所示，盖板40上的定位凸块42形状为圆柱形，且直径不小于5mm、高度不小于3mm，定位凸块42的布置间距不超过100mm，以增加导轨组合体的刚度。盖板40上螺栓孔一43与定位凸块42交替布置，且螺栓孔一43的布置间距不超过100mm，以增强导轨组合体的整体性。

本实施例中，结合图2所示，轨道50的截面为圆形且直径为主梁31宽度的1/8~1/2，确保滚珠15与轨道50形成点接触，以增强导轨和滚珠15的适应性。轨道50的材质为高锰合金钢、铬合金钢和碳多元合金钢的其中一种，以增加轨道50的强度和耐磨性。轨道槽一311、轨道槽二41的截面圆弧的弧度均介于90度至120度之间，以确保卡接轨道50的稳固性。优选地，轨道槽一311、轨道槽二41的截面圆弧的弧度均介于95度至115度之间；进一步优选地，轨道槽一311、轨道槽二41的截面圆弧的弧度均介于95度至100度之间。

本实施例中，结合图2所示，主梁31截面的两个底角外侧分别设置具有斜坡面351的法兰35，以增加导轨的刚度。其宽度为主梁宽度的1/8~1/2，斜坡面351与主梁31侧面之间的夹角大于120度。优选地，夹角介于120度至135度之间。

本实施例中，结合图2所示，冷却通道32的数量为偶数，且大于4条，对称设置在底座30内部。位于上方的冷却通道32，至少有一条与轨道槽一311相邻。在生产过程中，主要靠滚珠15与轨道50发生滚动摩擦，而实现滑块10的往复运动。在此过程中，导轨的轨道50和滚珠15会产生大量的热，从而加速滑块副的磨损。通过临近轨道槽一311的冷却孔32，就能将产生的热量及时带走。位于下方的冷却通道32至少有一条与法兰35的斜坡面351相邻。

实施例2

本实施例公开了一种自冷却式耐磨损直线导轨滑块副，结合图7所示，导轨滑块副包括导轨以及安装在导轨上的滑块10，其中导轨包括底座30、盖板40，以及卡接在底座30和盖板40之间的轨道50。滑块10的槽口侧壁11上对称设置有四条滚珠循环通道，位于同一侧的两条滚珠循环通道分别是由上滚珠保持器12与中滚珠保持器13形成的上滚珠循环通道，以及由中滚珠保持器13与下滚珠保持器15形成的下滚珠循环通道。上滚珠循环通道内的滚珠15与轨道50的上沿滚动接触，下滚珠循环通道内的滚珠15与轨道50的下沿滚动接触。

作为一种实施例，结合图7、8所示，上滚珠保持器12上设置有两根防尘密封16条，且防尘密封条16的唇部161与盖板40的顶面相贴合。下滚珠保持器14上设置一根防尘密封条16，且防尘密封条16的唇部161与斜坡面351相贴合。在滑块10做往复运动的过程中，四根防尘密封条16始终贴近导轨表面的相应位置，与导轨相互发生挤压作用，对滑块10的内腔形成隔离密封效果。

作为一种实施例，结合图1、5所示，导轨底座30上设置有用于固定导轨的柱形沉头螺栓孔二36，螺栓孔二36通过固定螺栓二361将导轨固定在安装位置。

作为一种实施例，结合图1、2、6所示，导轨上设置有贯穿主梁31的冷却通道32，并通过冷却接头60与冷却液循环系统相连接。冷却接头60包括螺纹接头端61和快速接头端62，螺纹接头端61与主梁31内的冷却通道32拧紧在一起，快速接头端62与冷却液循环系统的管路连接在一起。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.自冷却式耐磨损直线导轨，其特征在于：所述导轨包括底座、盖板以及卡接在底座和盖板之间的轨道，所述底座的主梁为长方体形且在主梁截面的两个顶角位置分别设置轨道槽一，所述盖板为长方体形且在盖板截面的两个底角位置设置轨道槽二，所述轨道槽一与轨道槽二的位置相对应、截面均为圆弧形且弧度均大于90度，所述轨道卡接在轨道槽一与轨道槽二形成的卡槽内，所述主梁内设置贯穿主梁的冷却通道并通过冷却接头与冷却液循环系统相连接。

2.根据权利要求1所述的自冷却式耐磨损直线导轨，其特征在于：所述盖板的底面按照一定的间距设置定位凸块，所述底座的顶面设置与定位凸块相对应的定位孔，所述定位孔的形状和布置间距与盖板上的定位凸块的形状和布置间距相同；所述盖板顶面按照一定的间距设置锥形沉头螺栓孔一，所述底座的顶面设置与螺栓孔一相对应的螺纹盲孔，所述固定螺栓一通过螺栓孔一和螺纹盲孔将盖板和底座固定连接。

3.根据权利要求2所述的自冷却式耐磨损直线导轨，其特征在于：所述盖板上定位凸块的形状为圆柱形且直径不小于5mm、高度不小于3mm，定位凸块的布置间距不超过100mm；所述盖板上螺栓孔一与定位凸块交替布置且螺栓孔一的布置间距不超过100mm。

4.根据权利要求1~3任一项所述的自冷却式耐磨损直线导轨，其特征在于：所述轨道的截面为圆形且直径为主梁宽度的1/8~1/2，所述轨道的材质为高锰合金钢、铬合金钢和碳多元合金钢的其中一种，所述轨道槽一、轨道槽二的截面圆弧的弧度均介于90度至120度之间。

5.根据权利要求4所述的自冷却式耐磨损直线导轨，其特征在于：所述主梁截面的两个底角外侧分别设置具有斜坡面的法兰，所述法兰的宽度为主梁宽度的1/8~1/2，所述斜坡面与主梁侧面之间的夹角大于120度。

6.根据权利要求5所述的自冷却式耐磨损直线导轨，其特征在于：所述冷却通道的数量为大于4条的偶数条且对称设置在底座内部，位于上方的冷却通道至少有一组与轨道槽一相邻接，位于下方的冷却通道至少有一组与法兰的斜坡面相邻接。

7.自冷却式耐磨损直线导轨滑块副，其特征在于：所述导轨滑块副包括导轨以及安装在导轨上的滑块，所述导轨包括底座、盖板以及卡接在底座和盖板之间的轨道，所述滑块的槽口侧壁上对称设置四条滚珠循环通道，位于同一侧的两条滚珠循环通道分别是由上滚珠保持器与中滚珠保持器形成的上滚珠循环通道以及由中滚珠保持器与下滚珠保持器形成的下滚珠循环通道，所述上滚珠循环通道内的滚珠与轨道的上沿滚动接触，所述下滚珠循环通道内的滚珠与轨道的下沿滚动接触。

8.根据权利要求7所述的自冷却式耐磨损直线导轨滑块副，其特征在于：所述上滚珠保持器上设置两根防尘密封条且防尘密封条的唇部与盖板的顶面相贴合，所述下滚珠保持器上设置一根防尘密封条且防尘密封条的唇部与斜坡面相贴合。

9.根据权利要求7所述的自冷却式耐磨损直线导轨滑块副，其特征在于：所述导轨底座上设置用于固定导轨的柱形沉头螺栓孔二，所述螺栓孔二通过固定螺栓二将导轨固定在安装位置。

10.根据权利要求7所述的自冷却式耐磨损直线导轨滑块副，其特征在于：所述导轨上设置贯穿主梁的冷却通道并通过冷却接头与冷却液循环系统相连接，所述冷却接头包括螺纹接头端和快速接头端，所述螺纹接头端与底座内的冷却通道相连接；所述快速接头端与冷却液循环系统的管路相连接。