CN113231396A - 一种无接触式导轨除尘装置 - Google Patents

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Abstract

一种无接触式导轨除尘装置，作为导轨滑块的一种可选择附件，安装在滑块的端面上，并与导轨的工作面形成等距的槽形缝隙；在导轨除尘装置上设有进气口、气腔和喷气口，其中，喷气口具有能够提高气体流速的收口结构，喷气口倾斜朝向槽形缝隙，用于向外吹除附着在导轨上的灰尘颗粒，并使槽形缝隙靠近滑块的内侧端产生负压。本发明的有益效果在于：1、始终与导轨无接触，不沾附灰尘，除尘效果好，具有长效性；2、减少了灰尘颗粒在导轨上的附着量，防止含铁质灰尘颗粒锈蚀对导轨的损伤；3、降低了加工制造难度；4、大幅降低了高压空气的消耗量；5、有助于导轨滑块配合面内杂质颗粒的向外清除和润滑液的进入；6、降低了机床对导轨保护罩的要求。

Description

一种无接触式导轨除尘装置
技术领域
本发明涉及机床导轨技术领域，尤其是涉及一种无接触式导轨除尘装置。
背景技术
在机床行业中，需要应用大量的导轨作为部件运动的导向支撑。为了保护导轨不被过早磨损，大多数导轨都设有保护罩，用于防止铁屑或其它磨粒落在导轨上。实践证明，大颗粒的铁屑进不到导轨的配合面内，并不对导轨造成磨损，而微小的灰尘颗粒能够进入导轨的配合面内，且对导轨造成的磨损最大。现有的保护罩大多是半开放式的，对漂浮在空气中的灰尘颗粒不具有防护作用，即使是全封闭式的保护罩也做不到完全隔离空气，很难对灰尘颗粒起到完全防护作用。因此，在导轨上总是会附着灰尘颗粒的。
对于现有的硬轨来说，通常使用毛毡除尘，灰尘颗粒会长期粘在毛毡上而不脱离。当毛毡磨损后，灰尘颗粒就会进入配合面内造成导轨磨损。对于现有的直线导轨来说，在滑块的端面上设置橡胶刮片，橡胶刮片将附着在直线导轨上的灰尘颗粒从某一位置刮到另一位置，而灰尘颗粒并不会脱离直线导轨，灰尘颗粒中的铁质颗粒生锈后会腐蚀直线导轨。此外，橡胶刮片在运动中总是要磨损的，因此其防护作用并不是长效的。由上述可知，现有接触式的除尘方案不具有长效性，且有防护缺陷。
对于机床来说，保护罩的总长度通常是导轨有效长度的1.3-2.1倍，其中，不可收缩式保护罩的总长度最大。对于长行程导轨来说，保护罩对空间的占用很大。因此需要一种非接触的、效果更佳的、具有长效除尘效果的除尘装置，作为滑块的组成附件以实现对导轨的防护。
发明内容
为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种无接触式导轨除尘装置，采用如下技术方案：
一种无接触式导轨除尘装置，安装在滑块的端面上，并与导轨的工作面形成等距的槽形缝隙；所述导轨除尘装置设有进气口、气腔和喷气口，其中，喷气口具有能够提高气体流速的收口结构，喷气口倾斜朝向槽形缝隙，用于向外吹除附着在导轨上的灰尘颗粒，并使槽形缝隙靠近滑块的内侧端产生负压。
进一步地改进技术方案，所述槽形缝隙的缝宽为0.05-0.3mm。
进一步地改进技术方案，所述喷气口具有锥形或弧形的收口结构。
进一步地改进技术方案，在气腔内设有具有稳流作用的弧形凸面结构。
进一步地改进技术方案，所述导轨除尘装置由两体连接而成，在两体之间加装有垫片，垫片用来调整槽形缝隙出风侧的缝宽。
进一步地改进技术方案，所述导轨除尘装置分别安装在滑块两侧的端面上，所述进气口通过换向阀与气源连接；当滑块不运动时，进气口与气源断开；当滑块的运动时，位于滑块运动方向一侧的导轨除尘装置，其进气口与气源连通，位于滑块另一侧的导轨除尘装置，其进气口与气源断开。
由于采用上述技术方案，相对于背景技术，本发明具有如下有益效果：
1、本发明始终与导轨无接触，也不沾附灰尘，因此除尘效果好，且具有长效性；
2、本发明通过吹除，减少了灰尘颗粒在导轨上的附着量，防止含铁质灰尘颗粒锈蚀对导轨的损伤，对导轨起到了保护作用；
3、本发明通过喷气口产生的负压，一是能够防止高压空气中的灰尘颗粒进入导轨滑块的配合面内，对配合面造成的磨损；二是负压环境有助于导轨滑块配合面内杂质颗粒的向外清除；三是负压环境有助于润滑液进入配合面内；
4、本发明的出风间隙可调，且降低了加工制造难度；
5、本发明通过换向阀对气源的通断控制，大幅降低了高压空气的消耗量；
6、本发明减少了产品型号、降低了生产成本，增强了产品的安装适用性；
7、本发明的除尘效果好，降低了机床对保护罩的要求，对于某些切削量不大的机床，可以取消保护罩，进而减少机床对空间的占用。
附图说明
图1为本发明在实施例1中的结构示意图。
图2为本发明在滑块一端上的安装示意图。
图3为图1的剖面结构示意图。
图4为本发明在滑块另一端上的安装示意图。
图5为本发明在实施例2中的结构示意图。
图中：1、导轨；2、滑块；21、注油嘴；3、导轨除尘装置；31、进气口；32、气腔；33、喷气口；34、弧形凸面结构；4、槽形缝隙；5、垫片。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。需要说明的是，在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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。
实施例1：
一种无接触式导轨除尘装置，如图1-3所示，作为导轨滑块组件的一种可选择附件，安装在滑块2的端面上，并与导轨的工作面形成等距的槽形缝隙4。所述导轨除尘装置3设有进气口31、气腔32和喷气口33。下面具体说明。
如图3所示，进气口31通过换向阀与气源连接，用于向气腔32内通入高压空气。喷气口33具有与导轨截面形状相适配的形状，并与导轨的异形工作面形成等距的槽形缝隙4，槽形缝隙的缝宽为0.15mm。由于喷气口具有收口结构，因此能够进一步地提高高压空气的流速。喷气口33向外倾斜朝向槽形缝隙4，使空气沿导轨1向左侧高速喷出，吹除附着在导轨上的灰尘颗粒。由于槽形缝隙的左侧端具有很高的流速，根据文丘里效应，气腔32内的高压空气从喷气口33向外喷出时，能够在槽形缝隙的右侧端产生负压。负压起到的有益效果是，一是能够防止高压空气中的灰尘颗粒进入导轨滑块的配合面内，对配合面造成的磨损；二是负压环境有助于导轨滑块配合面内杂质颗粒的向外清除；三是负压环境有助于润滑液进入配合面内。这些都是传统滑块附件所达不到的有益效果。
喷气口33的收口结构可以有多种形式，本实施例中，收口结构由锥面和弧面组合构成。为了使气流能够稳定地进入喷气口33，在气腔32内设有具有稳流作用的弧形凸面结构34，根据科恩达效应原理，弧形凸面结构34能够使气流随弧形凸面流动，减小了风阻和紊流。
如图4所示，对于标准的滑块2来说，在滑块2的其中的一个端面上设有注油嘴21。显然，注油嘴21影响到了导轨除尘装置3的安装。此外，由于配合面位于导轨的两侧，附着在导轨上平面的灰尘颗粒并不对配合面的磨损造成影响，因此，导轨除尘装置3可分为左右两体，左右两体都具有独立的进气口31、气腔32和喷气口33，分别安装在滑块2端面的两侧，让出注油嘴21的占用空间。由于喷气口33不再对导轨的上平面进行吹扫，因此能够减小气源消耗。由于是左右两体结构，在安装时，左右两体都可以通过塞尺调节槽形缝隙4，相比整体结构，降低了加工难度。
由上述可知，本发明始终与导轨无接触磨损，也不沾附灰尘，因此除尘效果好，且具有长效性。背景技术中的接触式除尘只是将附着在导轨上的灰尘颗粒从某一位置移动到另一位置，附着在导轨上的灰尘颗粒的总量并没有减少。而本发明通过吹除，减少了灰尘颗粒在导轨上附着的总量，防止含铁质灰尘颗粒锈蚀对导轨的损伤，对导轨起到了保护作用。
在本实施例中，由于气腔32和喷气口33的结构复杂，很难采用机加工的方式加工，因此本发明可以通过开模压铸或注塑的方式制造，这样即能够降低加工难度，又降低了制造成本。
此外，在实施例1中，槽形缝隙4的槽宽不可调，槽宽过大，则空气消耗量大，且出风的风速低；槽宽过小，则容易摩擦导轨面，损伤导轨。
实施例2：
与实施例1不同的是，如图5所示，导轨除尘装置3由两件分体件组成，并通过螺栓连接。在两件分体件之间加装有垫片5，垫片5用来调整槽形缝隙4出风侧的缝宽。这样的设计，一是实现了槽形缝隙4的可调；二是分体加工降低了气腔32和喷气口33的加工难度。显然，这样的设计不需要开模具，有利于本发明的小批量机加工生产。
在上述两个实施例中，虽然导轨除尘装置3的耗气量不大，但是在工作时较长的情况下，其耗气总量还是很大的。因此，进一步地改进技术方案：每一个导轨除尘装置3上的进气口31都通过换向阀与气源连接。当滑块2不运动时，位于滑块2两侧的导轨除尘装置3，其进气口31都与气源断开。当滑块2沿导轨向一侧运动时，位于滑块2运动方向一侧的导轨除尘装置3，其进气口31与气源连通，而位于滑块2另一侧的导轨除尘装置3，其进气口31与气源断开。显然，这样能够最大程度地减少气源的消耗。
本发明未详述部分为现有技术。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种无接触式导轨除尘装置，其特征是：安装在滑块的端面上，并与导轨的工作面形成等距的槽形缝隙；所述导轨除尘装置设有进气口、气腔和喷气口，其中，喷气口具有能够提高气体流速的收口结构，喷气口倾斜朝向槽形缝隙，用于向外吹除附着在导轨上的灰尘颗粒，并使槽形缝隙靠近滑块的内侧端产生负压。
2.如权利要求1所述的一种无接触式导轨除尘装置，其特征是：所述槽形缝隙的缝宽为0.05-0.3mm。
3.如权利要求1所述的一种无接触式导轨除尘装置，其特征是：所述喷气口具有锥形或弧形的收口结构。
4.如权利要求1所述的一种无接触式导轨除尘装置，其特征是：在气腔内设有具有稳流作用的弧形凸面结构。
5.如权利要求1所述的一种无接触式导轨除尘装置，其特征是：所述导轨除尘装置由两体连接而成，在两体之间加装有垫片，垫片用来调整槽形缝隙出风侧的缝宽。
6.如权利要求1-5任一权利所述的一种无接触式导轨除尘装置，其特征是：所述导轨除尘装置分别安装在滑块两侧的端面上，所述进气口通过换向阀与气源连接；当滑块不运动时，进气口与气源断开；当滑块的运动时，位于滑块运动方向一侧的导轨除尘装置，其进气口与气源连通，位于滑块另一侧的导轨除尘装置，其进气口与气源断开。
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