CN112648282B - 自润滑的万向滚珠结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自润滑的万向滚珠结构，其包括安装基座和滚动体，安装基座上具有安装槽，滚动体包括滚珠座、滚珠本体和弹子，滚珠座具有安装滚珠本体的安装腔，弹子填充于滚珠本体与安装腔的腔壁之间；还包括设置于滚珠座和安装槽之间的弹性体，弹性体在安装槽内部形成储存润滑介质的储存腔，储存腔和安装腔连通，以使得滚珠本体挤压弹性体时压缩储存腔，便于储存腔内的润滑介质进入安装腔中。本发明公开的自润滑的万向滚珠结构具有使用顺滑、耐磨、缓冲性好、使用寿命长等优点。

Description

自润滑的万向滚珠结构

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种用于支撑重物滑动的万向滚珠，尤其涉及一种自润滑的万向滚珠。

背景技术

万向滚珠是能够承载轻、重物体在各个方向上进行水平移动的载体，被广泛地应用于物流、传动工业的机械承载、装配线、输送机、传动机等输送设备，以及物体转弯、合流部分。例如，在采煤机滑靴与滑轨接触面设置万向滚珠，可以使原本的滑动摩擦转换为滚动摩擦，减小了运行阻力，降低了摩擦损耗，延长了使用寿命。

现有的万向滚珠结构,一般包括底座和滚珠，以及底座和滚珠之间可自由滚动的弹子层，在万向滚珠发挥作用时，滚珠滚动，同时带动弹子滚动。万向滚珠损坏的原因有很多，比如底座与滚珠之间间隙过小引起弹子过度摩擦发热，过载荷或较大的震动载荷等，都是万向滚珠损坏的主要原因，解决办法有改善密封效果，及时补充润滑等，尤其是补充润滑介质是有效解决万向滚珠损坏过快的常用手段。但人工补充过程繁琐，效率较低，且在较短时间内多次补充也是不可能实现的。因此，如何在现有技术的基础上，为万向滚珠提供及时的润滑，延长万向滚珠使用寿命，是本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足之处，提供一种自润滑的万向滚珠结构，该自润滑的万向滚珠结构自带弹性体，弹性体形成储油腔，可在使用过程中实现自动并及时地为弹子层补充润滑介质，从而减小了弹子与滚珠本体或者滚珠座之间的摩擦阻力，使万向滚珠具有移动顺滑、减震效果好、使用寿命长的优点。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种自润滑的万向滚珠结构，其包括安装基座和滚动体，安装基座上具有安装槽，滚动体包括滚珠座、滚珠本体和弹子，滚珠座具有安装滚珠本体的安装腔，弹子填充于滚珠本体与安装腔的腔之间；还包括设置于滚珠座和安装槽之间的弹性体，弹性体在安装槽内部形成+存润滑介质的储存腔，滚珠座于安装腔的底部开设有通孔，弹性体开设有连接孔，连接孔连通通孔和储存腔，以使得滚珠本体挤压弹性体时压缩储存腔，便于储存腔内的润滑介质进入安装腔中。

进一步的，弹性体具有储存腔，即弹性体自身形成存储腔，其具有结构简单，紧密性好，安装制造方便的优点。

进一步的，弹性体与安装槽底壁合围形成储存腔，可以增大储存腔空间，方便在润滑介质不足时从安装底壁处注入润滑介质。

进一步的，弹性体为聚氨酯弹性体，聚氨酯弹性体本身具有一定的硬度，同时能够保持很好的弹性变形，既实现了弹性压缩储存腔又对滚珠提供了足够的支撑。

进一步的，弹性体为波纹型，可以缓解弹性体本身硬度存在导致的压缩不充分，同时带来良好的缓冲功能。

进一步的，连接孔中形成有阀瓣，阀瓣在受到压力超过阈值时，阀瓣变形张开连接孔。

进一步的，万向滚珠结构还包括输送管，输送管的一端伸入储存腔，另一端与连接孔连通。

进一步的，安装槽的底壁设有开口，万向滚珠结构还包括补充管，补充管的一端连通储存腔，另一端连通开口，开口设有能够打开的阀件。

进一步的，万向滚珠结构还包括盖板和环形垫片，盖板设置于滚珠本体的外侧，盖板开设有供滚珠本体部分伸出的圆孔，弹性环形垫片设置于圆孔侧壁且+具有与滚珠本体相匹配的形状。

本发明的有益效果：

1.滚珠本体在受到冲击时，向内挤压安装槽中的弹性体，从而压缩储存润滑介质的储存腔，润滑介质在压力的作用下从储存腔进入安装腔，充斥于安装腔壁和滚珠本体之间。全过程自润滑的万向滚珠可以自主完成，可以不需要人工参与为弹子层补充润滑介质；另外，只有在万向滚珠遇到凸起等障碍时才会受到冲击挤压弹性体，并不是一直在持续挤压，且阀瓣的设置避免了自然状态下储存腔中的润滑介质进入安装腔，避免了润滑介质的浪费；润滑介质降低了弹子与滚珠本体或者滚珠座之间的滚动摩擦，降低了摩擦损耗，延长了万向滚珠使用寿命。

2.弹性体为聚氨酯弹性体，聚氨酯性质稳定，具有耐腐蚀、热塑性好、回弹性好、耐老化等优点，可以满足应用于不同的工作环境和使用不同的润滑介质。

3.弹性体为波纹型，可以实现较大幅度的压缩，有利于润滑介质的充分利用；对滚珠本体起到更好的缓冲效果。

4.当自润滑万向滚珠中的润滑介质用尽或即将耗尽时，可在安装槽底部的开口向储存腔中注入新的润滑介质，然后用阀件封住该开口，实现润滑介质的及时补充，延长万向滚珠的使用寿命。

5.在滚珠本体的外侧设置有盖板以防止滚珠本体从滚珠座中脱出，盖板圆孔侧壁上的弹性环形垫片与滚珠本体具有相适配的形状，因此能够与滚珠本体紧密贴合，防止安装腔中的润滑介质直接从间隙流出万向滚珠，从而使润滑介质能够更加充分地利用。

下文将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施例，对自润滑的万向滚珠结构的上述技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明所提供的一种自润滑的万向滚珠结构示意图；

图2至图4为本发明所提供的一种实施方式的运动状态示意图；

图5为本发明所提供的另一种实施方式示意图；

图6至图7为本发明所提供的一种万向滚珠局部放大示意图。

其中：

万向滚珠1、安装基座12、滚动体13、弹性体14、储存腔15、安装槽121、滚珠座131、滚珠本体132、弹子133、安装腔1311、通孔1312、连接孔141、阀瓣142、输送管16、开口122、补充管17、阀件123、盖板18、弹性环形垫片19。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的实施方式如图1-7所示，一种自润滑的万向滚珠1结构，其包括安装基座12和滚动体13，安装基座12上具有安装槽121，滚动体13包括滚珠座131、滚珠本体132和弹子133，滚珠座131具有安装滚珠本体132的安装腔1311，弹子133填充于滚珠本体132与安装腔1311的腔壁之间；还包括设置于滚珠座131和安装槽121之间的弹性体14，弹性体14在安装槽121内部形成储存润滑介质的储存腔15，储存腔15和安装腔1311连通，以使得滚珠本体132挤压弹性体14时压缩储存腔15，便于储存腔15内的润滑介质进入安装腔1311中。

本技术方案在万向滚珠1内部增设弹性体14，弹性体14设置在安装槽121和滚动体13之间，可为滚动体13提供径向方向上的缓冲，尤其是在万向滚珠1经过凸起的轨面时，凸起给滚动体13一个径向朝向安装槽121的冲击力，此时滚动体13向内压缩弹性体14，当经过凸起后，弹性体14利用本身的弹力将滚动体13推回到与轨面接触的位置，为万向滚珠1所承载物体提供了有效的减震效果，提升了物体运行的稳定性。

尤为重要的是，弹性体14在安装槽121内形成储存润滑介质的储存腔15，储存腔15与安装腔1311连通，当万向滚珠1结构的滚动体13挤压弹性体14时储存腔15的空间也被压缩，在压力作用下储存腔15中的润滑介质得以进入安装腔1311，填充在滚珠座131与滚珠本体132之间的弹子133层中，因此可以减少万向滚珠1内部的摩擦，延长使用寿命；当万向滚珠1遇到凸起的轨面滚动体13压缩弹性体14时才会触发上述动作，因此给弹子133层提供润滑介质是间歇性的，可以提高润滑介质的利用率，避免使用不充分；相应的，该技术方案可以实现通过万向滚珠1结构本身为弹子133层间歇提供润滑介质，因此无需频繁人工干预，节省了人力资源，提高了工作效率。

另外，弹性体14与万向滚珠1结构中其他部分可以分开加工，然后进行组装；还可以一体成型加工。这样可以在将万向滚珠1装入承载物体之前即完成批量加工，提高了生产效率，减少了组装程序，降低了组装难度。在需要注油或取下时，只需将整个万向滚珠1结构整体一次性取下即可，因此可以很方便地完成拆卸和更换。

具体的，自然状态下万向滚珠1结构各部分如图2所示，如前述滚动体13受到凸起轨面的冲击力时，滚动体13沿安装槽121向安装槽121底部产生位移，即到达如图3的位置，但滚动体13不会完全进入安装槽121，滚动体13压缩弹性体14，弹性体14形成的储存腔15空间也被压缩，因此储存腔15中的压力大于安装腔1311中的压力，储存腔15中的润滑介质通过通道被压入安装腔1311中，润滑介质因此充斥在安装腔1311的弹子133层中，并附着在弹子133上；在弹性体14将滚动体13推回时，滚动体13回到如图4所示的位置上，储存腔15中空间得以恢复，其压力小于外界压力，会将空气和部分润滑介质吸入储存腔15，以保持储存腔15内外压力保持基本恒定。

在本申请的一种实施例中，弹性体14具有储存腔15，即弹性体14自身围成储存腔15，如图1所示。该结构适用于在将弹性体14装入安装槽121之前注满润滑介质，再将装满润滑介质的弹性体14装入安装槽121内，然后再将滚动体13嵌入安装槽121，实现自润滑的万向滚珠1结构的组装，所述润滑介质可以为机械润滑油、润滑脂等。

区别于上述实施例，本申请还提供了另一种实施方式，如图2至4所示的实施例中，弹性体14与安装槽121底壁合围形成储存腔15，即弹性体14为一端打开的圆筒型，其侧壁与安装槽121侧壁贴合，打开的一端与安装槽121底壁贴合，安装槽121底壁正对的弹性体14的另一端与滚动体13接触，该实施方式减小了弹性体14的体积，从而增大了储存腔15的空间，利于储存更多的润滑介质。

优选的，弹性体14为聚氨酯弹性体14。聚氨酯材料为非金属弹性材料，其制造以及成型工艺较为成熟，且聚氨酯材料弹性好，包裹性好，聚氨酯弹性体14本身具有一定的硬度，同时能够保持很好的弹性变形，既实现了弹性压缩储存腔15又对滚动体13提供了足够的支撑。滚动体13安装于安装槽121时，弹性体14支撑滚动体13从而使滚珠本体132伸出安装槽121，使滚珠本体132与轨面保持持续有效接触。聚氨酯性质稳定，不易与其他物质发生反应，尤其是不会与润滑介质发生反应，也具有很强的耐氧性，所以其具有很长的使用周期。另外，聚氨酯弹性体14为原材料，只需要开好模具，直接一步浇注成型为符合设计需求的弹性体14结构产品，生产方便。本领域技术人员可以理解，弹性体14还可以选用其他同等性能非金属弹性体14来实施本方案。

在本申请的一种实施方式中，弹性体14为波纹型，或者弹性体14部分为波纹型，如图1至5所示。在平滑轨面上运行时，万向滚珠1结构各部件状态如图2所示，滚动体13处于第一位置，弹性体14处于如图所示的压缩状态；当万向滚珠1遇到轨面上的凸起时，滚动体13受到轴向朝向安装槽121的冲击，其在轴向方向上发生位移后，处于如图3所示的第二位置，因为弹性体14的波纹形状相对于弹性体14本体更容易被压缩，因此此时弹性体14波纹被压缩，弹性体14处于如图4所示的压缩状态；当万向滚珠1经过轨面上的凸起后，弹性体14利用自身的弹力属性，将滚动体13推回原来的第一位置，波纹处展开，即如图4所示。弹性体14自身都会具有一定的硬度，其可变形程度有限，波纹型使弹性体14在自身可压缩的基础上提供了更大的可压缩空间，因此其为滚动体13提供了更长的位移空间，也有利于储存腔15中的润滑介质在更大压力作用下顺滑地进入安装腔1311。

在本申请的一种实施方式中，如图5所示，滚珠座131在安装腔1311的底部开设有通孔1312，弹性体14上还开设有连接孔141，连接孔141连通通孔1312和储存腔15。通孔1312开设于安装腔1311底部中央的位置，与弹性体14上开设的连接孔141正对连通，两个孔将储存腔15和安装腔1311连通起来，利于储存腔15中的润滑介质能够进入安装腔1311。本实施方式是在弹性体14和滚珠座131上开孔，不用增设任何其他零部件，结构简单，方便制作。

优选的，连接孔141中形成有阀瓣142，阀瓣142在受到压力超过设定阈值时，阀瓣142变形张开连接孔141。如图6所示，连接孔141中弹性体14向内延伸形成阀瓣142，阀瓣142在万向滚珠1运行于平滑轨面时一直处于闭合状态。阀瓣142受到压力的设定阈值，可以是指当储存腔15中存满润滑介质，且阀瓣142位于储存腔15下方时，储存腔15中的润滑介质对阀瓣142产生的压力。也就是说，当滚动体13稍微压缩弹性体14，储存腔15就会被压缩，储存腔15中压力就会增大，阀瓣142就会在压力作用下朝向安装腔1311打开。当然，阀瓣142闭合时因为不是密封连接，阀瓣142之间可能本身存在一定的缝隙，润滑介质可以在万向滚珠1运行于平滑轨面时由于重力原因自行流入到安装腔1311中，但这不影响本申请万向滚珠1结构的自润滑效果。另外，阀瓣142的设定阈值可以根据阀瓣142的厚度，弹性体14的材料不同进行符合设计需求的设定，不局限于本申请的限定。

如图5所示的一种实施方式中，自润滑的万向滚珠1结构还包括输送管16，输送管16的一端伸入储存腔15，另一端与连接孔141连通。在实际生产中，有很多轨面在滚珠本体132上方的情况，因此本申请提供了该输送管16的技术方案。由于重力原因，润滑介质都储存在靠近安装槽121底壁的位置，而连接孔141和通孔1312位于相对于润滑介质的上侧，而输送管16的设置为靠近安装槽121底壁的润滑介质提供了一个通道，使滚动体13在压缩弹性体14时，输送管16也跟着滚动体13产生位移，使其伸入储存腔15的一端更深入润滑介质，弹性体14压缩产生的压力将润滑介质压入输送管16中，进而运输到安装腔1311中。

在本申请优选的一种实施方式中，在弹性体14与安装槽121底壁共同围成储存腔15的基础上，安装槽121的底壁设有开口122，万向滚珠1还包括补充管17，补充管17的一端连通储存腔15，另一端连通开口122，以便通过该开口122和补充管17往储存腔15中注入润滑介质，开口122设有能够打开的阀件123。如图2所示，安装基座12的底壁上开设有开口122，开口122靠近安装槽121的一端为一环形斜面，方便从开口122注入的润滑介质顺利流入输送管16；在开口122靠近安装槽121的一端连接一个输送管16，输送管16另一端伸入储存腔15，以便注入开口122的润滑介质成功进入储存腔15内部；在注入润滑介质后或者万向滚珠1在使用时，用阀件123将安装基座12上的开口122进行封堵，阀件123可以为与开口122过盈配合的非金属体，也可以与开口122进行螺纹连接来封闭开口122，本领域技术人员可以理解，阀件123可以采用满足开闭所述开口122的其他方式。

在本申请的一种优选的实施方式中，万向滚珠1结构还包括盖板18和弹性环形垫片19，盖板18设置于滚珠本体132外侧，盖板18开设有供滚珠本体132部分伸出的圆孔，弹性环形垫片19设置于圆孔侧壁且具有与滚珠本体132相匹配的形状。盖板18用于限制滚珠本体132从滚珠座131上脱落，盖板18与滚珠本体132接触的部分，即圆孔侧壁处设置与圆孔有相适配形状的弹性环形垫片19来代替盖板18与滚珠本体132的接触，能够使弹性环形垫片19与滚珠本体132紧密贴合，有效将滚珠本体132与安装腔1311的墙壁之间的空间封闭起来，防止进入安装腔1311的润滑介质在重力或压力的作用下直接排出万向滚珠1，造成润滑介质的浪费。

上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (9)

1.自润滑的万向滚珠结构，其特征在于：包括安装基座和滚动体，所述安装基座具有安装槽，所述滚动体包括滚珠座、滚珠本体和弹子，所述滚珠座具有安装所述滚珠本体的安装腔，所述弹子填充于所述滚珠本体与所述安装腔的腔壁之间；

所述万向滚珠结构还包括设置于所述滚珠座与所述安装槽之间的弹性体，所述弹性体在所述安装槽内形成储存润滑介质的储存腔，所述滚珠座于所述安装腔的底部开设有通孔，所述弹性体开设有连接孔，所述连接孔连通所述通孔和所述储存腔，以使得所述滚动体挤压所述弹性体时压缩所述储存腔，所述储存腔内的润滑介质进入所述安装腔。

2.根据权利要求1所述的万向滚珠结构，其特征在于，所述弹性体具有所述储存腔。

3.根据权利要求1所述的万向滚珠结构，其特征在于，所述弹性体与所述安装槽底壁合围形成所述储存腔。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的万向滚珠结构，其特征在于，所述弹性体为聚氨酯弹性体。

5.根据权利要求1所述的万向滚珠结构，其特征在于，所述弹性体为波纹型。

6.根据权利要求1所述的万向滚珠结构，其特征在于，所述连接孔中形成有阀瓣，所述阀瓣在受到压力超过设定阈值时，所述阀瓣变形张开所述连接孔。

7.根据权利要求1所述的万向滚珠结构，其还包括输送管，所述输送管的一端伸入所述储存腔，另一端与所述连接孔连通。

8.根据权利要求2所述的万向滚珠结构，其特征在于，所述安装槽的底壁设有开口，所述万向滚珠结构还包括补充管，所述补充管的一端连通所述储存腔，另一端通过所述开口，所述开口设有能够打开的阀件。

9.根据权利要求1所述的万向滚珠结构，其还包括盖板和弹性环形垫片，所述盖板设置于所述滚珠本体外侧，所述盖板开设有供所述滚珠本体部分伸出的圆孔，所述弹性环形垫片设置于所述圆孔侧壁且具有与所述滚珠本体相匹配的形状。

Images