CN112833154A - 一种大承载高刚性双锥滚子滚动导轨副 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大承载高刚性双锥滚子滚动导轨副，主要由导轨、滑块和滚动体构成，所述滚动体为双锥滚子，所述双锥滚子为单双锥体滚子或多双锥体滚子，所述单双锥体滚子为中间大两端小的双锥形滚动体；所述双锥滚子滚动导轨副的滚动体为双锥滚子，所述双锥滚子被导轨和滑块的V形槽滚道夹持，形成双向四线接触，具有承载力大、刚度高、抗冲击能力强、稳定性好、寿命长、重量轻、体积小、效率高、精度高等方面的特点。相同尺寸下，双锥滚子导轨副比滚珠线性导轨副的动载荷提高约两倍，静载荷提高约五倍，极限移动速度提高约两倍，可替代现有的球、圆柱、交叉滚子等系列滚动导轨副。

Description

一种大承载高刚性双锥滚子滚动导轨副
技术领域
本发明涉及滚动导轨领域，尤其涉及一种大承载高刚性双锥滚子滚动导轨副。
背景技术
目前，现有滚动导轨副中用的滚动体通常为滚珠或滚柱，应用广泛，技术成熟。
但现有滚动导轨的滚珠、滚柱与滚道基本为双点或双线接触，通常需要四列滚动体才能承受来自多个方向的复合力，且承载力较小、刚度较低、抗冲击能力较弱、稳定性较差、寿命较短、重量较重、体积较大、精度较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大承载高刚性双锥滚子滚动导轨副，旨在解决现有技术中的滚动导轨的滚珠、滚柱与滚道基本为双点或双线接触，通常需要四列滚动体才能承受来自多个方向的复合力，且承载力较小、刚度较低、抗冲击能力较弱、稳定性较差、寿命较短、重量较重、体积较大、精度较低的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的一种大承载高刚性双锥滚子滚动导轨副，主要由导轨、滑块和滚动体构成，所述滚动体为双锥滚子，所述双锥滚子为单双锥体滚子或多双锥体滚子，所述双锥滚子用以作为滚动导轨副的滚动体，所述单双锥体滚子为中间大两端小的双锥形滚动体，所述双锥滚子具有滚动接触面，所述接触面的母线为直线或曲线；所述双锥滚子具有锥顶部和锥底部，所述锥顶部位于所述双锥滚子的两端，所述锥底部位于所述双锥滚子的中间位置；所述多双锥体滚子为多个所述单双锥体滚子沿其旋转轴线依次连接成一个整体的多双锥形滚动体。
其中，所述多双锥体滚子的各个单双锥体可各不相同。
其中，所述滑块上有与所述滚动体相配合的V形槽滚道，所述导轨上有与所述滚动体相配合的V形槽滚道；所述滚动体有多列，一般为两列或四列，每列由多个双锥滚子组成封闭循环圈，封闭循环圈中参与承力的双锥滚子被所述滑块V形槽滚道和所述导轨V形槽滚道夹持在中间，未参与承力的双锥滚子在滑块内部，随着滑块在导轨上运动，双锥滚子不断滚动循环，从参与承力位置滚动循环到非承力位，再循环滚动到参与承力位置。
其中，双锥滚子间可增加隔离块或链带。
其中，导轨可以是I型或U型，也可以是圆形、方形或其它形状，在其导轨面沿滑动方向有一条或多条V形槽滚道。
其中，导轨可以是直导轨或曲导轨。
其中，所述滑块的有多列与所述滚动体相配合的多列V形槽滚道，所述导轨有多列与所述滚动体相配合的多列V形槽滚道；多列滚动体的承力部分被所述滑块多列V形槽滚道和所述导轨多列V形槽滚道夹持在中间，未参与承力的双锥滚子在滑块内部，随着滑块在导轨上运动，双锥滚子不断滚动循环，从参与承力位置滚动循环到非承力位，再循环滚动到参与承力位置。
本发明的有益效果为，一种大承载高刚性双锥滚子滚动导轨副，主要由导轨、滑块和双锥滚子滚动体构成，所述双锥滚子被其导轨和滑块的V形槽滚道夹持，形成双向四线接触，本双锥滚子滚动导轨副仅需两列滚动体即可承受现有滚动导轨副需四列滚动体才能承受的来自多个方向的复合力，且承载力大、刚度高、抗冲击能力强、稳定性好、寿命长、重量轻、体积小、效率高、精度高。相同尺寸下，双锥滚子导轨副比滚珠线性导轨副的动载荷提高约两倍，静载荷提高约五倍，极限移动速度提高约两倍，可替代现有的球、圆柱、交叉滚子等系列滚动导轨副。
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是本发明的双锥滚子滚动导轨副结构示意图。
图2是本发明的单双锥体滚子的一种结构示意图。
图3是本发明的单双锥体滚子的另一种结构示意图。
图4是本发明的单双锥体滚子的另一种结构示意图。
图5是本发明的单双锥体滚子的另一种结构示意图。
图6是本发明的单双锥体滚子的另一种结构示意图。
图7是本发明的单双锥体滚子的另一种结构示意图。
图8是本发明的单双锥体滚子的另一种结构示意图。
图9是本发明的多双锥体滚子的结构示意图。
图10是本发明的多列双锥滚子滚动导轨副结构示意图。
图11是本发明的多双锥滚子滚动导轨副结构示意图。
图中：1-滑块、2-单双锥体滚子、3-导轨、4-非承载力双锥滚子、5-承载力双锥滚子、6-双锥滚子、11-滑块V形槽滚道、21-接触面、22-锥顶部、23-锥底部、31-导轨V形槽滚道、35-多双锥体滚子、36-滑块多列V形槽滚道、37-导轨多列V形槽滚道、100-滚动体、200-大承载高刚性双锥滚子滚动导轨副。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1至图11，本发明提供了一种大承载高刚性双锥滚子滚动导轨副200，其特征在于，主要由导轨3、滑块1和滚动体100构成，所述滚动体100为双锥滚子6，所述双锥滚子6为单双锥体滚子或多双锥体滚子35，所述双锥滚子6用以作为滚动导轨副的滚动体100，所述单双锥体滚子为中间大两端小的双锥形滚动体100，所述双锥滚子6具有滚动接触面21，所述接触面21的母线为直线或曲线；所述双锥滚子6具有锥顶部22和锥底部23，所述锥顶部22位于所述双锥滚子6的两端，所述锥底部23位于所述双锥滚子6的中间位置；所述多双锥体滚子35为多个所述单双锥体滚子沿其旋转轴线依次连接成一个整体的多双锥形滚动体100。
在本实施方式中，所述大承载高刚性双锥滚子滚动导轨副200由所述滑块1、所述导轨3和所述滚动体100组成；根据所述单双锥体滚子在所述滑块1内的受力特点，所述单双锥体滚子分为非承载力双锥滚子4和承载力双锥滚子5，非承载力双锥滚子4转动安装在所述滑块1内，并环形设置于所述滑块1的内部，远离所述导轨3，承载力双锥滚子5转动安装在所述滑块1靠近所述导轨3的一侧，并与所述导轨3滑动接触，进而对所述导轨3起承载作用，所述单双锥体滚子的非承载力双锥滚子4和承载力双锥滚子5的数量分别为多个，并多个非承载力双锥滚子4和多个承载力双锥滚子5围设为一个圆环，使得非承载力双锥滚子4和承载力双锥滚子5在圆环内进行转动的同时，所述导轨3带动所述单双锥滚子2在所述滑块1内滚动并移动，进而使得承载力双锥滚子5和非承载力双锥滚子4之间进行转换并不断循环；所述双锥体滚子的锥面母线夹角α其范围为：1°-180°，从而使得所述滚动体100的两锥面被所述滑块1和所述导轨3夹持，并且所述滚动体100沿滑动方向的侧端被所述滑块1转动抵接，从而使得所述滚动体100与所述滑块1反向移动；所述双锥滚子6被所述导轨3和所述滑块1夹持，形成双向四线接触，具有承载力大、刚度高、抗冲击能力强、稳定性好、寿命长、重量轻、体积小、精度高等方面的特点，本大承载高刚性双锥滚子滚动导轨副200仅需两列滚动体100即可承受现有滚动导轨副需四列滚动体100才能承受的来自多个方向的复合力，且承载力大、刚度高、抗冲击能力强、稳定性好、寿命长、重量轻、体积小、效率高、精度高。相同尺寸下，大承载高刚性双锥滚子滚动导轨副200比滚珠线性导轨副的动载荷提高约两倍，静载荷提高约五倍，极限移动速度提高约两倍，可替代现有的球、圆柱、交叉滚子等系列滚动导轨副。
进一步地，请参阅图9，所述多双锥体滚子35的各个单双锥体可各不相同。
在本实施方式中，所述多双锥体滚子35是通过多个所述单双锥体滚子沿其旋转轴线依次连接而成，其中，多个所述单双锥滚子2在本实施方式中为两个，但实际使用时所述多双锥体滚子35可具有多个所述单双锥体滚子，并且，所述多双锥体滚子35的各个单双锥体的形状可以不同，其单双锥体的外侧面可以为锥形，也可以为平面，还可以为曲面，并且，在一个所述多双锥滚子6的同列中可出现不同形状的所述单双锥滚子2，以适配不同形状的所述导轨3。
进一步地，请参阅图1、图3、图11，所述滑块1上有与所述滚动体100相配合的V形槽滚道，所述导轨3上有与所述滚动体100相配合的V形槽滚道；所述滚动体100有多列，一般为两列或四列，每列由多个双锥滚子6组成封闭循环圈，封闭循环圈中参与承力的双锥滚子6被所述滑块V形槽滚道11和所述导轨V形槽滚道31夹持在中间，未参与承力的双锥滚子6在滑块1内部，随着滑块1在导轨3上运动，双锥滚子6不断滚动循环，从参与承力位置滚动循环到非承力位，再循环滚动到参与承力位置。
在本实施方式中，所述滑块1外周面有相应的所述滑块V形槽滚道11，所述滑块V形槽滚道11横向设置，并沿所述导轨3的长方向贯穿所述滑块1的前后两侧；所述导轨3内周面有相应的所述导轨V形槽滚道31，所述导轨V形槽滚道31横向设置，并沿所述导轨3的长方向贯穿所述导轨3的前后两侧，其中，所述滑块V形槽滚道11和所述导轨V形槽滚道31的母线可以是直线，也可以是曲线；所述滑块V形槽滚道11和所述导轨V形槽滚道31的母线夹角范围为：1°-180°，V槽滚道的底部可以是尖的，也可以是平的，也可以是其它曲面形，从而使得所述大承载高刚性双锥滚子滚动导轨副200能够适应不同的工作条件。
进一步地，双锥滚子6间可增加隔离块或链带。
在本实施方式中，所述隔离块或所述链带的作用是保持相邻两个双锥滚子6之间的距离，进而避免相邻两个双锥滚子6之间发生碰撞。
进一步地，导轨3可以是I型或U型，也可以是圆形、方形或其它形状，在其导轨3面沿滑动方向有一条或多条V形槽滚道。
进一步地，导轨3可以是直导轨或曲导轨。
在本实施方式中，所述导轨3的形状可以为竖直的I型，进而所述滑块1在竖直的所述导轨3上直线滑动；所述导轨3也可以为U形，进而所述滑块1沿U形轨道进行滑动；所述导轨3也可以为圆形，此种情况中，所述导轨3的外侧面与所述多双锥滚子6滑动接触；所述导轨3也可以为方形，此种情况中，所述导轨3的外侧面两侧端与所述多双锥滚子6滑动接触；所述导轨3也可以为其他形状，如此，使得所述大承载高刚性双锥滚子滚动导轨副200的通用性更好。
进一步地，请参阅图10，所述滑块1的有多列与所述滚动体100相配合的多列V形槽滚道，所述导轨3有多列与所述滚动体100相配合的多列V形槽滚道；多列滚动体100的承力部分被所述滑块多列V形槽滚道36和所述导轨多列V形槽滚道37夹持在中间，未参与承力的双锥滚子6在滑块1内部，随着滑块1在导轨3上运动，双锥滚子6不断滚动循环，从参与承力位置滚动循环到非承力位，再循环滚动到参与承力位置。
在本实施方式中，所述滑块1可以有竖直排列的所述多列V形槽滚道，所述滑块1的所述多列V形槽滚道与所述导轨3的所述多列V形槽滚道相配合，通过增加同时参与承力双锥滚子数量，使得所述大承载高刚性双锥滚子滚动导轨副200的承载能力更强。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (5)

1.一种大承载高刚性双锥滚子滚动导轨副，其特征在于，主要由导轨、滑块和滚动体构成，所述滚动体为双锥滚子，所述双锥滚子为单双锥体滚子或多双锥体滚子，所述单双锥体滚子为中间大两端小的双锥形滚动体，所述双锥滚子具有滚动接触面，所述接触面的母线为直线或曲线；所述双锥滚子具有锥顶部和锥底部，所述锥顶部位于所述双锥滚子的两端，所述锥底部位于所述双锥滚子的中间位置；所述多双锥体滚子为多个所述单双锥体滚子沿其旋转轴线依次连接成一个整体的多双锥形滚动体。
2.如权利要求1所述的大承载高刚性双锥滚子滚动导轨副，其特征在于，所述多双锥体滚子的各个单双锥体可各不相同。
3.如权利要求1所述的大承载高刚性双锥滚子滚动导轨副，其特征在于，所述滑块上有与所述滚动体相配合的V形槽滚道，所述导轨上有与所述滚动体相配合的V形槽滚道；所述滚动体有多列，一般为两列或四列，每列由多个双锥滚子组成封闭循环圈，封闭循环圈中参与承力的双锥滚子被所述滑块V形槽滚道和所述导轨V形槽滚道夹持在中间，未参与承力的双锥滚子在滑块内部，随着滑块在导轨上运动，双锥滚子不断滚动循环，从参与承力位置滚动循环到非承力位，再循环滚动到参与承力位置。
4.如权利要求3所述的大承载高刚性双锥滚子滚动导轨副，其特征在于，双锥滚子间可增加隔离块或链带。
5.如权利要求4所述的大承载高刚性双锥滚子滚动导轨副，其特征在于，所述滑块有多列与所述滚动体相配合的多列V形槽滚道，所述导轨有多列与所述滚动体相配合的多列V形槽滚道；多列滚动体的承力部分被所述滑块多列V形槽滚道和所述导轨多列V形槽滚道夹持在中间，未参与承力的所述双锥滚子在滑块内部，随着所述滑块在所述导轨上运动，所述双锥滚子不断滚动循环，从参与承力位置滚动循环到非承力位，再循环滚动到参与承力位置。
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