CN114658761A - 自适应润滑滚动直线导轨及其润滑方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自适应润滑滚动直线导轨及其润滑方法，属于导轨技术领域，其中自适应润滑滚动直线导轨包括轨道本体、滑块、自润滑结构和润滑通道；轨道本体上滑动连接有滑块，滑块的前后两端均设自润滑结构；自润滑结构包括壳体、多孔储油体和位于多孔储油体前后两端的惯性挤压板；惯性挤压板滑动设于壳体内，受惯力作用挤压多孔储油体；润滑通道包括依次连通的储油腔和出油管，出油管的出油口开设在轨道本体的上端；出油管内设置有弹性渗透介质，弹性渗透介质的上端设置有用于封堵出油口的滚球。本发明提供的自适应润滑滚动直线导轨，解决了多孔储油介质的渗油速率和渗油量不可控的问题，满足了滑块在高加速度运行时对润滑油量的需求。

Description

自适应润滑滚动直线导轨及其润滑方法

技术领域

本发明属于导轨技术领域，更具体地说，是涉及一种自适应润滑滚动直线导轨及其润滑方法。

背景技术

在现有技术中，作为机械传动的滚动直线导轨副通常由导轨、滑块、返向器、滚动体和保持器等组成。对于清洁度要求较高和高空作业不便润滑的工况下多采用自润滑滚动直线导轨，自润滑滚动直线导轨大多是采用多孔储油介质作为自润滑核心部件，利用多孔储油介质的持续渗油特性，实现滑块和直线导轨摩擦副界面之间的有效润滑。

根据滚动直线导轨副的运动特性可知，滑块在有限行程范围内进行快速往复加减速直线运动。随着滚动直线导轨应用的工况领域不断扩大，使用工况速度也随之不断提高，在直线导轨的有限行程范围内，高速运行往往伴随着高加速度，而滚动直线导轨副常由于高加速度过程中的润滑不良导致摩擦副表面出现局部磨损，进而降低了滚动直线导轨的运行精度，缩短了自润滑滚动直线导轨的使用寿命。

深入研究这一现象可发现，滚动直线导轨在高加速度运行时，瞬时摩擦力亦随之有所增大，适当增大润滑油量可有助于降低摩擦阻力；滑块的高加速度运行，提高了摩擦副界面润滑油的流动性，当润滑油的流失量大于多孔储油介质的渗流量时，便会出现局部乏油现象，乏油区域扩大便容易导致产生局部磨损。作为滚动直线导轨自润滑核心单元的多孔储油介质，其渗油速率和渗油量不可控，无法满足滚动直线导轨在高加速度工况下充分弹流润滑的润滑油量需求，使滚动直线导轨出现局部乏油，进而导致出现局部磨损。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自适应润滑滚动直线导轨及其润滑方法，旨在解决多孔储油介质的渗油速率和渗油量不可控的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种自适应润滑滚动直线导轨，包括：

轨道本体，所述轨道本体上滑动连接有滑块，所述滑块的前后两端均设有自润滑结构；

所述自润滑结构，包括壳体、位于所述壳体内部的多孔储油体和位于所述多孔储油体前后两端的惯性挤压板；所述惯性挤压板滑动设于所述壳体内，受惯力挤压所述多孔储油体；

润滑通道，设于所述轨道本体的两端，所述润滑通道包括依次连通的进油管、储油腔和出油管，所述出油管的出油口开设在所述轨道本体的上端；所述出油管内设置有弹性渗透介质，所述弹性渗透介质的上端设置有用于封堵所述出油口的滚球。

作为本申请另一实施例，所述出油管靠近所述储油腔的一侧设置有限位环，所述限位环的内侧设有连通所述出油管和所述储油腔的流通孔，所述限位环远离所述储油腔的一侧设置有支撑弹簧，所述支撑弹簧的自由端抵在所述滚球上。

作为本申请另一实施例，所述弹性渗透介质位于所述支撑弹簧的内侧，所述弹性渗透介质的上端与所述滚球贴合，所述弹性渗透介质的下端自所述流通孔延伸至所述储油腔。

作为本申请另一实施例，所述出油管的两侧连通有向外侧延伸的支管，所述支管的管口开设在所述轨道本体的两侧，所述支管内填充有所述弹性渗透介质。

作为本申请另一实施例，所述惯性挤压板远离所述多孔储油体的一侧设置有水平方向的复位弹簧，所述复位弹簧连接所述壳体，所述复位弹簧用于牵引所述惯性挤压板移动复位。

作为本申请另一实施例，所述壳体内还转动设置有限位卡件，所述限位卡件包括转动连接在所述壳体内的转动轴和转动连接在所述转动轴上的第一卡板和第二卡板，所述第一卡板和所述第二卡板垂直设置，所述第一卡板用于贴合在所述惯性挤压板远离所述多孔储油体的一侧，所述第二卡板用于贴合在所述惯性挤压板靠近所述多孔储油体的一侧，所述第一卡板和所述第二卡板借助所述转动轴转动切换。

作为本申请另一实施例，所述转动轴上转动连接有轴套，所述轴套上连接有驱动件，所述第一卡板和所述第二卡板均连接在所述轴套上。

本发明提供的自适应润滑滚动直线导轨的有益效果在于：与现有技术相比，本发明自适应润滑滚动直线导轨，借助自润滑结构根据滑块的移动惯性作用力增加滑块排出的油量；还借助润滑通道通过滚珠挤压增加轨道和滑块之间的油量，解决了多孔储油介质的渗油速率和渗油量不可控的问题，满足了滑块在高加速度运行时对润滑油量的需求。

还提供一种自适应润滑滚动直线导轨润滑方法，采用了上述的自适应润滑滚动直线导轨，包括以下步骤：

S1、向进油管内补充润滑油，直至润滑油充满储油腔和出油管；

S2、确定滑块位置和滑动方向；

S3、调节限位卡件，使多孔储油体前方的惯性挤压板与第一卡板贴合，多孔出油体后方的惯性挤压板与第二卡板贴合；

S4、驱动滑块向前滑动至规定点；

S5、重复步骤S2-S4，直至结束。

作为本申请另一实施例，在步骤S3中，滑块加速过程中，位于多孔储油体前方的惯性挤压板向后方滑动，挤压多孔储油体；储存在多孔储油体内的润滑油自壳体的排油口挤出；在滑块减速过程中，位于多孔储油体后方的惯性挤压板被第二卡板限位，避免挤压多孔储油体。

作为本申请另一实施例，在步骤S4中，滑块向下挤压滚珠，滚珠向下移动，位于出油管内的润滑油自滚珠和出油管的缝隙中挤出。

本发明提供的自适应润滑滚动直线导轨润滑方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明自适应润滑滚动直线导轨润滑方法，借助自润滑结构根据滑块的移动惯性作用力增加滑块排出的油量；还借助润滑通道通过滚珠挤压增加轨道和滑块之间的油量，解决了多孔储油介质的渗油速率和渗油量不可控的问题，满足了滑块在高加速度运行时对润滑油量的需求。

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为本发明实施例提供的自适应润滑滚动直线导轨的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的自适应润滑滚动直线导轨的正视图；

图3为本发明实施例提供的自适应润滑滚动直线导轨的自润滑结构的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的自适应润滑滚动直线导轨的润滑通道的结构示意图。

图中：10、轨道本体；11、出油口；12、进油管；13、储油腔；14、出油管；15、滚球；16、支管；17、支撑弹簧；20、滑块；21、壳体；22、多孔储油体；23、复位弹簧；24、惯性挤压板；25、转动轴；26、第一卡板；27、第二卡板。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1至图4，现对本发明提供的自适应润滑滚动直线导轨及其润滑方法进行说明。所述自适应润滑滚动直线导轨，包括轨道本体10、滑块20、自润滑结构和润滑通道；轨道本体10上滑动连接有滑块20，滑块20的前后两端均设自润滑结构；自润滑结构包括壳体21、位于壳体21内部的多孔储油体22和位于多孔储油体22前后两端的惯性挤压板24；惯性挤压板24滑动设于壳体21内，受惯力作用挤压多孔储油体22；润滑通道，设于轨道本体10的两端，润滑通道包括依次连通的进油管12、储油腔13和出油管14，出油管14的出油口11开设在轨道本体10的上端；出油管14内设置有弹性渗透介质，弹性渗透介质的上端设置有用于封堵出油口11的滚球15。

本发明提供的自适应润滑滚动直线导轨，与现有技术相比，滑块20自轨道本体10上滑动，滑块20的端部设置自润滑结构，自润滑结构的壳体21内设置多孔储油体22和惯性挤压板24，当滑块20加速移动时，惯性挤压板24会受到惯性作用向后方移动，挤压多孔储油体22，加速多孔储油体22向外排油，提高排出的油量；同时在轨道本体10的端部设置有润滑通道，当滑块20自出油口11的滚珠上滑过时，滑块20使滚珠向下移动，挤压出油管14内的弹性渗透介质，使弹性渗透介质内储存的润滑油自滚珠和出油管14的缝隙内排出至滑块20和轨道本体10之间，提高润滑效果。

本发明提供的自适应润滑滚动直线导轨，借助自润滑结构根据滑块20的移动惯性作用力增加滑块20排出的油量；还借助润滑通道通过滚珠挤压增加轨道和滑块20之间的油量，解决了多孔储油介质的渗油速率和渗油量不可控的问题，满足了滑块20在高加速度运行时对润滑油量的需求。

可选的，储油腔13的长度方向与轨道本体10的长度方向一致，且储油腔13的上端连通有多个出油管14，多个出油管14的出油口11沿轨道本体10的长度方向均匀开设在轨道本体10的上端面上。

可选的，多孔储油体22可采用聚四氟乙烯、聚乙烯或多孔金属等。

在一些可能的实施例中，请参阅图4，出油管14靠近储油腔13的一侧设置有限位环，限位环的内侧设有连通出油管14和储油腔13的流通孔，限位环远离储油腔13的一侧设置有支撑弹簧17，支撑弹簧17的自由端抵在滚球15上。

具体地，出油管14和储油腔13连接的端部设有向内侧延伸的限位环，限位环的中部留有流通孔，流通孔连通出油管14和储油腔13，用于润滑油自储油腔13进入出油管14内。

限位环的上端安装有支撑弹簧17，支撑弹簧17的内径大于流通孔的的内径，支撑弹簧17的外侧与限位环之间留有缝隙。支撑弹簧17的上端抵在滚球15的下端面上，当滚球15向下移动时，滚球15压缩支撑弹簧17，并将出油管14中的弹性渗透介质中的润滑油自出油口11挤出。

可选的，滚球15为球体或半球体，当滚球15为半球体时，其上端面为球形，下端面为平面，支撑弹簧17的上端抵在滚球15的下端面上。

在一些可能的实施例中，请参阅图4，弹性渗透介质位于支撑弹簧17的内侧，弹性渗透介质的上端与滚球15贴合，弹性渗透介质的下端自流通孔延伸至储油腔13。

具体地，弹性渗透介质为圆柱体形，且弹性渗透介质的外径与支撑弹簧17的内径一致，弹性渗透介质设于支撑弹簧17的内侧，当支撑弹簧17压缩时，弹性渗透介质也会被压缩，储存在其内部的润滑油被挤出。

可选的，弹性渗透介质为多孔介质，如聚四氟乙烯、聚乙烯或多孔金属等。

弹性渗透介质的下端自流通孔延伸至储油腔13，通过渗透和虹吸原理将储油腔13内的润滑油吸收至出油管14内的弹性渗透介质中。

可选的，弹性渗透介质充满储油腔13和出油管14。出油腔内的油量减少时，由给油装置通过进油口向储油腔13内灌注润滑油，可选的，进油口设有封堵。

在一些可能的实施例中，请参阅图4，出油管14的两侧连通有向外侧延伸的支管16，支管16的管口开设在轨道本体10的两侧，支管16内填充有弹性渗透介质。

具体地，滑块20与轨道本体10的上端面和两个侧面接触，其中出油口11开设在上端面上，而支管16的管口开设在轨道本体10的两个侧面。

支管16内填充有弹性渗透介质，且支管16内的弹性渗透介质延伸至出油管14内。当滚球15向下移动时，出油管14内的大量的润滑油自上端的出油口11流出，少部分的润滑油自两侧的支管16的管口流出。

可选的，滑块20不接触滚球15时，支管16的管口和出油管14的出油口11在压强作用下不会向外侧渗油。

在一些可能的实施例中，请参阅图3，惯性挤压板24远离多孔储油体22的一侧设置有水平方向的复位弹簧23，复位弹簧23连接壳体21，复位弹簧23用于牵引惯性挤压板24移动复位。

惯性挤压板24位于多孔储油体22的两侧，且惯性挤压板24远离多孔储油体22的一侧借助复位弹簧23安装在壳体21上；在惯性挤压板24移动时，复位弹簧23接用于牵引惯性挤压板24使其复位至初始位置，避免长期挤压多孔储油体22。

可选的，惯性挤压板24与多孔储油体22间隔设置。

在一些可能的实施例中，请参阅图3，壳体21内还转动设置有限位卡件，限位卡件包括转动连接在壳体21内的转动轴25和转动连接在转动轴25上的第一卡板26和第二卡板27，第一卡板26和第二卡板27垂直设置，第一卡板26用于贴合在惯性挤压板24远离多孔储油体22的一侧，第二卡板27用于贴合在惯性挤压板24靠近多孔储油体22的一侧，第一卡板26和第二卡板27借助转动轴25转动切换。

具体地，在惯性挤压板24的上方或者下方设置有限位卡件，限位卡件为转动轴25上套设有轴套，轴套的切线方向设置有第一卡板26和第二卡板27，且第一卡板26和第二卡板27垂直。轴套在转到轴上摆动，切换调节第一卡板26接触惯性挤压板24或者第二卡板27接触惯性挤压板24。

第一卡板26用于贴合在惯性挤压板24远离多孔储油体22的一侧，避免惯性挤压板24向远离多孔储油体22的方向滑动；第二卡板27用于贴合在惯性挤压板24靠近多孔储油体22的一侧，用于避免惯性挤压板24向靠近多孔储油体22的方向滑动。

以滑块20滑动方向为前方，位于多孔储油体22前方的惯性挤压板24为第一挤压板，位于多孔储油体22后方的惯性挤压板24为第二挤压板。当滑块20向前方滑动时，分别调节第一挤压板和第二挤压板所对应的限位卡件，使第一挤压板和与其对应的第一卡板26贴合；使第二挤压板和与其对应的第二卡板27贴合。此时，滑块20向前滑动并具有一个较大的加速度，第一挤压板受惯性作用向后方移动，第一挤压板挤压多孔储油体22，并使多孔储油体22内的润滑油加速排出；而在滑块20向前减速滑动时，第一挤圧板与多孔储油体22分离，第二挤压板受到向前的加速度，但第二挤压板与位于其前端的第二卡板27贴合，此时第二挤压板不会与多孔储油体22接触，避免导致出油过量。

反之，当滑块20向后滑动时，分别调节第一挤压板和第二挤压板所对应的限位卡件，使第一挤压板和与其对应的第二卡板27贴合，第二挤压板和与其对应的第一卡板26贴合。

可选的，每个惯性挤压板24的上下两端均设置有限位卡件。对应的，当第二卡板27和惯性挤压板24贴合时，复位弹簧23处于伸长状态，复位弹簧23驱动惯性挤压板24远离多孔储油体22的一侧挤压在第二卡板27上。当第一卡板26和惯性挤压板24贴合时，复位弹簧23处于压缩状态，复位弹簧23驱动惯性挤压板24靠近多孔储油体22的一侧挤压在第一卡板26上。

轴套上连接有驱动件，驱动件驱动轴套绕旋转轴旋转或摆动，以调节第一卡板26和第二卡板27的位置。

请参阅图1至图4，所述自适应润滑滚动直线导轨润滑方法，采用了上述的自适应润滑滚动直线导轨，包括以下步骤：

S1、向进油管12内补充润滑油，直至润滑油充满储油腔13和出油管14；

S2、确定滑块20位置和滑动方向；

S3、调节限位卡件，使多孔储油体22前方的惯性挤压板24与第一卡板26贴合，多孔出油体后方的惯性挤压板24与第二卡板27贴合；

S4、驱动滑块20向前滑动至规定点；

S5、重复步骤S2-S4，直至结束。

本发明提供的自适应润滑滚动直线导轨润滑方法，与现有技术相比，采用了上述自适应润滑滚动直线导轨，具有对应的所有的有益效果；借助自润滑结构根据滑块20的移动惯性作用力增加滑块20排出的油量；还借助润滑通道通过滚珠挤压增加轨道和滑块20之间的油量，解决了多孔储油介质的渗油速率和渗油量不可控的问题，满足了滑块20在高加速度运行时对润滑油量的需求。

步骤S1为准备步骤；在准备结束后，首先确定滑块20的位置和滑动方向，在确定滑块20的滑动方向的基础上判断位于多孔出油体两侧的惯性挤压板24与第一卡板26贴合或与第二卡板27贴合。且在每次滑动前或方向改变时均需要进行步骤S2和S3。

在步骤S3中，滑块20加速过程中，位于多孔储油体22前方的惯性挤压板24向后方滑动，挤压多孔储油体22；储存在多孔储油体22内的润滑油自壳体21的排油口挤出；在滑块20减速过程中，位于多孔储油体22后方的惯性挤压板24被第二卡板27限位，避免挤压多孔储油体22。

以滑块20滑动方向为前方，位于多孔储油体22前方的惯性挤压板24为第一挤压板，位于多孔储油体22后方的惯性挤压板24为第二挤压板。当滑块20向前方滑动时，分别调节第一挤压板和第二挤压板所对应的限位卡件，使第一挤压板和与其对应的第一卡板26贴合；使第二挤压板和与其对应的第二卡板27贴合。此时，滑块20向前滑动并具有一个较大的加速度，第一挤压板受惯性作用向后方移动，第一挤压板挤压多孔储油体22，并使多孔储油体22内的润滑油加速排出；而在滑块20向前减速滑动时，第一挤圧板与多孔储油体22分离，第二挤压板受到向前的加速度，但第二挤压板与位于其前端的第二卡板27贴合，此时第二挤压板不会与多孔储油体22接触，避免导致出油过量。

反之，当滑块20向后滑动时，分别调节第一挤压板和第二挤压板所对应的限位卡件，使第一挤压板和与其对应的第二卡板27贴合，第二挤压板和与其对应的第一卡板26贴合。

在步骤S4中，滑块20向下挤压滚珠，滚珠向下移动，位于出油管14内的润滑油自滚珠和出油管14的缝隙中挤出。同时支管16的管口溢出少量的润滑油，提高滑块20和轨道本体10的侧壁之间的润滑效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.自适应润滑滚动直线导轨，其特征在于，包括：

轨道本体(10)，所述轨道本体(10)上滑动连接有滑块(20)，所述滑块(20)的前后两端均设有自润滑结构；

所述自润滑结构，包括壳体(21)、位于所述壳体(21)内部的多孔储油体(22)和位于所述多孔储油体(22)前后两端的惯性挤压板(24)；所述惯性挤压板(24)滑动设于所述壳体(21)内，受惯力挤压所述多孔储油体(22)；

润滑通道，设于所述轨道本体(10)的两端，所述润滑通道包括依次连通的进油管(12)、储油腔(13)和出油管(14)，所述出油管(14)的出油口(11)开设在所述轨道本体(10)的上端；所述出油管(14)内设置有弹性渗透介质，所述弹性渗透介质的上端设置有用于封堵所述出油口(11)的滚球(15)。

2.如权利要求1所述的自适应润滑滚动直线导轨，其特征在于，所述出油管(14)靠近所述储油腔(13)的一侧设置有限位环，所述限位环的内侧设有连通所述出油管(14)和所述储油腔(13)的流通孔，所述限位环远离所述储油腔(13)的一侧设置有支撑弹簧(17)，所述支撑弹簧(17)的自由端抵在所述滚球(15)上。

3.如权利要求2所述的自适应润滑滚动直线导轨，其特征在于，所述弹性渗透介质位于所述支撑弹簧(17)的内侧，所述弹性渗透介质的上端与所述滚球(15)贴合，所述弹性渗透介质的下端自所述流通孔延伸至所述储油腔(13)。

4.如权利要求3所述的自适应润滑滚动直线导轨，其特征在于，所述出油管(14)的两侧连通有向外侧延伸的支管(16)，所述支管(16)的管口开设在所述轨道本体(10)的两侧，所述支管(16)内填充有所述弹性渗透介质。

5.如权利要求1所述的自适应润滑滚动直线导轨，其特征在于，所述惯性挤压板(24)远离所述多孔储油体(22)的一侧设置有水平方向的复位弹簧(23)，所述复位弹簧(23)连接所述壳体(21)，所述复位弹簧(23)用于牵引所述惯性挤压板(24)移动复位。

6.如权利要求1所述的自适应润滑滚动直线导轨，其特征在于，所述壳体(21)内还转动设置有限位卡件，所述限位卡件包括转动连接在所述壳体(21)内的转动轴(25)和转动连接在所述转动轴(25)上的第一卡板(26)和第二卡板(27)，所述第一卡板(26)和所述第二卡板(27)垂直设置，所述第一卡板(26)用于贴合在所述惯性挤压板(24)远离所述多孔储油体(22)的一侧，所述第二卡板(27)用于贴合在所述惯性挤压板(24)靠近所述多孔储油体(22)的一侧，所述第一卡板(26)和所述第二卡板(27)借助所述转动轴(25)转动切换。

7.如权利要求6所述的自适应润滑滚动直线导轨，其特征在于，所述转动轴(25)上转动连接有轴套，所述轴套上连接有驱动件，所述第一卡板(26)和所述第二卡板(27)均连接在所述轴套上。

8.自适应润滑滚动直线导轨润滑方法，其特征在于，采用了权利要求1-7任意一项所述的自适应润滑滚动直线导轨，包括以下步骤：

S1、向进油管(12)内补充润滑油，直至润滑油充满储油腔(13)和出油管(14)；

S2、确定滑块(20)位置和滑动方向；

S3、调节限位卡件，使多孔储油体(22)前方的惯性挤压板(24)与第一卡板(26)贴合，多孔出油体后方的惯性挤压板(24)与第二卡板(27)贴合；

S4、驱动滑块(20)向前滑动至规定点；

S5、重复步骤S2-S4，直至结束。

9.如权利要求8所述的自适应润滑滚动直线导轨润滑方法，其特征在于，在步骤S3中，滑块(20)加速过程中，位于多孔储油体(22)前方的惯性挤压板(24)向后方滑动，挤压多孔储油体(22)；储存在多孔储油体(22)内的润滑油自壳体(21)的排油口挤出；在滑块(20)减速过程中，位于多孔储油体(22)后方的惯性挤压板(24)被第二卡板(27)限位，避免挤压多孔储油体(22)。

10.如权利要求8所述的自适应润滑滚动直线导轨润滑方法，其特征在于，在步骤S4中，滑块(20)向下挤压滚珠，滚珠向下移动，位于出油管(14)内的润滑油自滚珠和出油管(14)的缝隙中挤出。

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