CN114754072A - 滚柱、高精度轴承、高端装备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高端装备技术领域。滚柱，用于滚动轴承，作为滚动部件，其特征在于：包含权利要求1所述的滚柱壳体结构、多孔隙元件（2）、流体驱动结构；滚柱壳体结构内部具有主腔体（1‑1），两端各具有一个孔，主腔体（1‑1）通过这两个孔与外部联通；多孔隙元件（2）位于滚柱壳体结构的主腔体（1‑1）内，多孔隙元件（2）具有液流通孔（2‑1）；流体驱动结构位于液流通孔（2‑1）内，流体驱动结构驱动滚柱所处环境中的润滑油流经液流通孔（2‑1），并旋转运动。高端轴承，具有滚柱，滚柱为前述的滚柱。高端装备，具有轴承，轴承为前述的高端轴承。本发明容易维护，成本低廉，精度寿命长，增加碎屑容留效率，设计巧妙，适应性强。

Description

滚柱、高精度轴承、高端装备
技术领域
本发明涉及高端装备技术领域，具体涉及滚柱、高端轴承、高端装备。
背景技术
高端装备指高精度或高负荷或高难度的装备，高端装备是工业基础，没有高端装备产业的国家，科技工业经济都发展困难。
高端装备大多具有高端轴承，高端轴承包括高精度轴承、高负荷轴承、高耐蚀轴承等类型，高端轴承成本高昂价格昂贵，在高精度要求的场合高精度轴承。
高精度轴承对精度要求极高，精度降低后难以维护，大多数高精度轴承在精度降低后需要直接更换，这对于设备的使用厂家是非常大的一笔费用。
轴承都存在支架与滚柱研磨的情况，研磨产生的碎屑在支架与滚柱运动，会导致研磨的进一步加强，导致轴承研磨程度加深，产生更多的碎屑导致研磨程度更进一步的恶化，因此研磨碎屑对于高精度轴承的寿命是巨大的影响因素。
现有技术降低高精度轴承研磨程度，一般通过改变材料降低碎屑的产生（比如CN201180026621.1 具有抗微动磨损层的多层滑动轴承） 或 改进结构分离碎屑来实现。
最接近的现有技术：CN201921521589.4 一种耐磨轴承；CN201820470926.0 一种定向深沟球轴承；CN201921382577.8 一种耐磨损的外球面轴承；
现有技术的改进结构分离碎屑，其存在以下技术问题：
技术问题A、清理维护困难，维护时碎屑不容易被清理出来，存在改进空间。
技术问题B、维护工序复杂，如果进行维护则人力成本高。
技术问题C、缺乏对碎屑的主动引导设计，分离碎屑的工作滞后导致效率低下。
技术问题D、维护时容易导致精度降低。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明设计了滚柱、高精度轴承、高端装备；具体技术方案如下：
A1、滚柱壳体结构，与现有技术不同之处在于：用于作为轴承滚柱的构成部件，内部具有主腔体（1-1），两端各具有一个孔，主腔体（1-1）通过这两个孔与外部联通。
A1.1、如A1所述的滚柱壳体结构，所述滚柱壳体的材质为金属或陶瓷。
A1.2、如A1所述的滚柱壳体结构，所述的两个孔的形状为圆形。
A1.3、如A1所述的滚柱壳体结构，所述的主腔体（1-1）的腔体的立体几何形状为圆柱形或锥台形。
B1、滚柱，用于滚动轴承，作为滚动部件，与现有技术不同之处在于：包含A1所述的滚柱壳体结构、多孔隙元件（2）、流体驱动结构；
多孔隙元件（2）位于滚柱壳体结构的主腔体（1-1）内，多孔隙元件（2）具有液流通孔（2-1）；
流体驱动结构 位于 液流通孔（2-1）内，流体驱动结构 驱动 滚柱所处环境中的润滑油流经 液流通孔（2-1）， 并旋转运动。
B1.1、如B1所述的滚柱，所述的 流体驱动结构 为螺旋扁簧。
B1.1.1、如B1.1所述的滚柱，螺旋扁簧 为金属材质或陶瓷材质或含有球状石墨烯的复合材料。
B1.1.2、如B1.1所述的滚柱，螺旋扁簧 具有弹性，利用螺旋扁簧的弹力 使得 滚柱内组装原件的结构稳固。
B1.2、如B1所述的滚柱，流体驱动结构 与 多孔隙元件（2） 是一体。
B1.3、如B1所述的滚柱，多孔隙元件（2） 为 聚氨酯 炸孔海绵。
B1.4、如B1所述的滚柱，多孔隙元件（2） 具有弹性 能够被压缩，方便其安装到滚柱壳体结构的主腔体（1-1）内部。
B1.5、如B1所述的滚柱，滚柱壳体结构的主腔体（1-1）内部 还具有空心柱（3）、空心凸环（4）；
空心柱（3）的一端与滚柱壳体结构的一个孔相通；空心凸环（4）的另一端与滚柱壳体结构的另一个孔相通；
空心柱（3）与 空心凸环（4）具有间距；
流体驱动结构 安装在 空心柱（3）与 空心凸环（4）之间。
B1.5.1、如B1.5所述的滚柱，流体驱动结构 为螺旋扁簧;螺旋扁簧 具有弹性；空心柱（3）与 空心凸环（4）均为独立原件;螺旋扁簧的两端分别与空心柱（3）与 空心凸环（4）接触，利用螺旋扁簧（5）的弹力固定空心柱（3）与 空心凸环（4）。
B1.5.1.1、如B1.5.1所述的滚柱，还具有卡簧（6），安装时先装 多孔隙元件（2）然后安装空心柱（3）、空心凸环（4）、螺旋扁簧（5），最后使用卡簧（6）将 空心柱（3）、空心凸环（4）、螺旋扁簧（5） 卡在 多孔隙元件（2） 的液流通孔（2-1）内，防止掉落。
C1、高端轴承，具有滚柱，与现有技术不同之处在于：滚柱为B1所述的滚柱。
D1、高端装备，具有轴承，与现有技术不同之处在于：轴承为C1所述的高端轴承。
技术原理及其有益效果：
（一）、技术内容B1、滚柱，流体驱动结构 位于 液流通孔（2-1）内，流体驱动结构驱动 滚柱所处环境中的润滑油流经 液流通孔（2-1）， 并旋转运动。微小碎屑随液流进入液流通孔（2-1）内后由于离心作用比液体更趋向于海绵运动，进入海绵后嵌顿在海绵里面被滞留，提供了新的技术思路降低了研磨程度的增长，降低了轴承精度下降速度。容易维护，成本低廉，精度寿命长。
（二）、技术内容B1.5、主腔体（1-1）内部 还具有空心柱（3）、空心凸环（4）；空心柱（3）的一端与滚柱壳体结构的一个孔相通；空心凸环（4）的另一端与滚柱壳体结构的另一个孔相通；空心柱（3）与 空心凸环（4）具有间距；流体驱动结构 安装在 空心柱（3）与 空心凸环（4）之间。使得 滚柱 无论以哪种姿态摆放，主腔体（1-1）的腔体的最低点都低于出口，也就是说无论以哪种姿势摆放主腔体（1-1）都具有碎屑容留能力，碎屑不会因为重力因素而跑出 主腔体（1-1）。适应的应用环境广泛，适应性强。
（三）、技术内容B1.5.1、流体驱动结构 为螺旋扁簧;螺旋扁簧 具有弹性；空心柱（3）与 空心凸环（4）均为独立原件;螺旋扁簧的两端分别与空心柱（3）与 空心凸环（4）接触，利用螺旋扁簧的弹力固定空心柱（3）与 空心凸环（4）。设计巧妙螺旋扁簧即时流体驱动结构，也是弹力稳固件，提高了新的技术思路，起到了节约成本的有益效果。
（四）、本发明的碎屑储存在滚柱中，维护时取下可以只接替换滚柱或替换海绵均可，维护简单，人力成本低。
综上所述，本发明容易维护，成本低廉，精度寿命长，增加碎屑容留效率，设计巧妙，适应性强。
附图说明
图1是本发明的实施例1的滚柱壳体结构（1）的示意图。
图2是本发明的实施例2的海绵柱（2）示意图。
图3是本发明的实施例4的空心凸环（4）示意图。
图4是本发明的实施例5的螺旋扁簧（5）的立体示意图。
图5是图4的纵向剖面的剖切截面图。
图6是本发明的实施例6的滚柱工作原理图。
具体实施例
实施例1、
如图1所示，滚柱壳体结构（1），与现有技术不同的是：用于作为轴承滚柱的构成部件；具有主腔体（1-1）、第二孔（1-2）、第三孔（1-3）、阶梯孔（1-4）和卡簧孔（1-3-1）；
阶梯孔（1-4）包含第一阶梯孔腔（1-4-1）、第二阶梯孔腔（1-4-2）；
主腔体（1-4）的第一端 依照顺序 经由 第二阶梯孔腔（1-4-2）、第一阶梯孔腔（1-4-1）、卡簧孔（1-3-1）、第三孔（1-3） 与 外界相通，主腔体（1-4）的第二端 经由 第二孔（1-2） 与 外界相通；
第二孔（1-2）、第三孔（1-3）、第一阶梯孔腔（1-4-1）、第二阶梯孔腔（1-4-2）、卡簧孔（1-3-1），五者都是圆孔，五者共轴；
卡簧孔（1-3-1）的孔直径 大于 第三孔（1-3）的孔直径；
第三孔（1-3）的孔直径 大于 第一阶梯孔腔（1-4-1）的孔直径；
第一阶梯孔腔（1-4-1）的孔直径 大于 第二阶梯孔腔（1-4-2）的孔直径；
第二阶梯孔腔（1-4-2）的孔直径 大于 第二孔（1-2）的孔直径；
第三孔（1-3）的腰部具有卡箍槽（1-3-1），用于安放卡箍固定滚柱壳体结构内部安装的零部件；
所述的第一阶梯孔腔（1-4-1）、所述的第二阶梯孔腔（1-4-2），二者共轴。
实施例1.1、在实施例1的基础上，进一步的可选方案：所述滚柱壳体的材质为金属或陶瓷。
实施例1.2、在实施例1的基础上，进一步的可选方案：所述的第二孔（1-2）的形状为圆形。
实施例1.3、在实施例1的基础上，进一步的可选方案：所述的第三孔（1-3）的形状为圆形。
实施例1.4、在实施例1的基础上，进一步的可选方案：所述的主腔体（1-1）的腔体的立体几何形状为圆柱形或锥台形。
实施例2、
如图2所示，多孔隙元件（2），与现有技术不同的是：为适配实施例1所述的滚柱壳体结构（1）而设计，多孔隙元件（2）中间具有液流通孔（2-1）。
实施例2.1、在实施例2的基础上，进一步的可选方案：多孔隙元件（2）的材质为 多孔海绵。
实施例2.2、在实施例2的基础上，进一步的可选方案：多孔隙元件（2）的构成形式为 单体器件。
实施例2.3、在实施例2的基础上，进一步的可选方案：多孔隙元件（2）的材质为 多孔隙的线球。
实施例2.4、在实施例2的基础上，进一步的可选方案：多孔隙元件（2）的材质为 由丝线加工的过滤棉。
实施例2.4、在实施例2的基础上，进一步的可选方案：多孔隙元件（2）的外表立体几何形状与滚柱壳体结构（1）的主腔体（1-1）相适配，多孔隙元件（2）安装在主腔体（1-1）内时，多孔隙元件（2）的外表面贴合在主腔体（1-1）的腔壁上。
实施例3、
如图3所示，空心柱（3），与现有技术不同的是：为适配实施例1所述的滚柱壳体结构而设计，包括第一空心柱段（3-1）、第二空心柱段（3-2）、第三空心柱段（3-3）；第一空心柱段（3-1）、第二空心柱段（3-2）、第三空心柱段（3-3），三者共轴；第二空心柱段（3-2）的外直径大于第三空心柱段（3-3）的外直径；
第三空心柱段（3-3）具有内端、外端；
第一空心柱段（3-1）具有内端、外端；
第二空心柱段（3-2）具有第一端、第二端；
第二空心柱段（3-2）的第一端与第一空心柱段（3-1）的内端相连；第二空心柱段（3-2）的第二端 与 第三空心柱段（3-3）的内端 相连；
还具有第五号空心柱孔（3-5）、第四号空心柱孔（3-4）；
第五号空心柱孔（3-5）、第四号空心柱孔（3-4），二者共轴；
第五号空心柱孔（3-5）的孔直径 小于 第四号空心柱孔（3-4）的孔直径；
第五号空心柱孔（3-5）具有内端和外端；
第四号空心柱孔（3-4）具有内端和外端；
第五号空心柱孔（3-5）的内端 与 第四号空心柱孔（3-4）的内端相连；
第五号空心柱孔（3-5）的外端的开口 位于 第一空心柱段（3-1）的外端的表面；
第四号空心柱孔（3-4）的外端的开口 位于 第三空心柱段（3-3）的外端的表面。
实施例3.1、在实施例3的基础上，进一步的可选方案：空心柱（3）的第一空心柱段（3-1）的横截面为环状。
实施例3.2、在实施例3的基础上，进一步的可选方案：空心柱（3）的第二空心柱段（3-2）的横截面为环状。
实施例3.3、在实施例3的基础上，进一步的可选方案：空心柱（3）的第三空心柱段（3-3）的横截面为环状。
实施例3..4、在实施例3的基础上，进一步的可选方案：第一空心柱段（3-1）、第二空心柱段（3-2）、第三空心柱段（3-3），三者各自的横截面图形 为同类型的横截面图形。（比如：都为圆环环状、都是方形环状）。
实施例3.5、在实施例3的基础上，进一步的可选方案：空心柱（3）的材质为金属或陶瓷。
实施例4、
如图4所示，空心凸环（4），与现有技术不同的是：为适配实施例1所述的滚柱壳体结构而设计，包括第一空心凸环柱（4-1）、第二空心凸环柱（4-2）、第三空心凸环柱（4-3）；
第二空心凸环柱（4-2）具有第一端和第二端；
第一空心凸环柱（4-1）具有内端和外端；
第三空心凸环柱（4-3）具有内端和外端；
第二空心凸环柱（4-2）的第一端 与 第一空心凸环柱（4-1）的内端相连；
第二空心凸环柱（4-2）的第二端 与 第三空心凸环柱（4-3）的内端相连；
还具有第五号空心凸环孔（4-5）、第四号空心凸环孔（4-4）；
第五号空心凸环孔（4-5）的孔直径 大于 第四号空心凸环孔（4-4）的孔直径；
第五号空心凸环孔（4-5）具有内端和外端；
第四号空心凸环孔（4-4）具有内端和外端；
第五号空心凸环孔（4-5）的内端 与 第四号空心凸环孔（4-4）的内端相通；
第五号空心凸环孔（4-5）的外端的开口位于 第三空心凸环柱（4-3）的外端的外表面上；
第四号空心凸环孔（4-4）的外端的开口位于 第一空心凸环柱（4-1）的外端的外表面上。
实施例4.1、在实施例4的基础上，进一步的可选方案：空心凸环（4）的材质为金属或陶瓷。
实施例4.2、在实施例4的基础上，进一步的可选方案：第一空心凸环柱（4-1）、第二空心凸环柱（4-2）、第三空心凸环柱（4-3），三者的横截面图形均为圆环状。
实施例4.3、在实施例4的基础上，进一步的可选方案：第一空心凸环柱（4-1）、第二空心凸环柱（4-2）、第三空心凸环柱（4-3）、第五号空心凸环孔（4-5）、第四号空心凸环孔（4-4），五者共轴。
实施例4.4、在实施例4的基础上，进一步的可选方案：第五号空心凸环孔（4-5）、第四号空心凸环孔（4-4）的横截面图形为圆形。
实施例5、
如图5所示，螺旋扁簧（5），与现有技术不同的是：为适配实施例1所述的滚柱壳体结构而设计，具有弹力，为了同时实现 ‘利用螺旋扁簧的弹力组装体结构稳固’ 和 ‘驱动滚柱壳体结构所处环境中的流体流经滚柱壳体结构内部’和‘驱动滚柱壳体结构内部流体旋转’，三个功能而设计，螺旋扁簧（5）有形实体部分为螺旋状。
实施例5.1、在实施例5的基础上，进一步的可选方案：纵截面的图形包含多个独立的图形（T5-1）；各个独立图形（T5-1）， 其在螺旋扁簧（5）的轴线方向上的跨度 小于 其在螺旋扁簧（5）的径向线方向上的跨度 的二分之一。也就是说 螺旋扁簧 由 片状材料 绕成。
实施例5.3、在实施例5的基础上，进一步的可选方案：螺旋扁簧（5）的内径 小于螺旋扁簧（5）的外径 的三分之一；螺旋扁簧（5）的内径大于旋扁簧（5）的外径 的十分之一。
实施例5.4、在实施例5的基础上，进一步的可选方案：螺旋扁簧（5）的材质为金属或 陶瓷。
实施例6、如图6所示，滚柱，用于作为轴承的滚动部件，与现有技术不同的是：包括实施例1所述的滚柱壳体结构（1）、实施例2所述的多孔隙元件（2）、实施例3所述的空心柱（3）、实施例4所述的空心凸环（4）、实施例5所述的螺旋扁簧（5）；
多孔隙元件（2）的液流通孔（2-1）为圆形，液流通孔（2-1）的直径大于空心柱（3）的第二空心柱段 的外直径；
第二空心柱段 的外直径 大于 滚柱壳体结构（1）的 第二孔（1-2）的直径；
第二空心柱段 的外直径 小于 滚柱壳体结构（1）的 第二阶梯孔腔（1-4-2）的直径；
空心柱（3） 的 第三空心柱段 嵌套在 滚柱壳体结构（1）的 第二孔（1-2）内；
空心柱（3） 的 第一空心柱段 、第二空心柱段 位于滚柱壳体结构（1）的主腔体（1-1）内；
空心凸环（4）的第一空心凸环柱（4-1）嵌套在 滚柱壳体结构（1）的第一阶梯孔腔（1-4-1）内；
空心凸环（4）的第二空心凸环柱（4-2）嵌套在 滚柱壳体结构（1）的第二阶梯孔腔（1-4-2）内；
螺旋扁簧（5）的一端嵌套在空心凸环（4）的第五号空心凸环孔（4-5）内，螺旋扁簧（5）的另一端 嵌套 在空心柱（3） 的 第五号空心柱孔（3-5）内；
卡簧（6）装置在滚柱壳体结构（1）卡簧孔（1-3-1）内，挡住空心凸环（4）防止其被弹出；
滚柱绕自身轴线(Z)旋转时，带动螺旋扁簧（5）旋转；
由于螺旋扁簧（5）的旋转驱动携带有碎屑的液流进入滚柱内部，并在滚柱内部旋转前进，旋转前进的离心作用将碎屑抛射到多孔隙元件（2）内，一方面碎屑因为嵌顿滞留，另一方面孔隙元件（2）的液流速度低，碎屑动能耗散后难以获得液流动能，导致碎屑滞留。
实施例6.1、在实施例1的基础上，进一步的可选方案：螺旋扁簧（5）处于压缩状态，利用螺旋扁簧（5）的弹力维持空心柱（3）、空心凸环（4）的空间位置的稳定。
实施例6.2、在实施例1的基础上，进一步的可选方案：螺旋扁簧（5）的外圈表面 与空心凸环（4）的第五号空心凸环孔（4-5）的内表面 之间以过盈配合的配合形式稳固连接；
实施例6.3、在实施例1的基础上，螺旋扁簧（5）的外圈表面 与 空心柱（3） 的第五号空心柱孔（3-5）的内表面 之间以过盈配合的配合形式稳固连接。

Claims (9)

1.滚柱，用于滚动轴承，作为滚动部件，其特征在于：包含权利要求1所述的滚柱壳体结构、多孔隙元件（2）、流体驱动结构；
滚柱壳体结构内部具有主腔体（1-1），两端各具有一个孔，主腔体（1-1）通过这两个孔与外部联通；
多孔隙元件（2）位于滚柱壳体结构的主腔体（1-1）内，多孔隙元件（2）具有液流通孔（2-1）；
流体驱动结构 位于 液流通孔（2-1）内，流体驱动结构 驱动 滚柱所处环境中的润滑油流经 液流通孔（2-1）， 并旋转运动。
2.如权利要求1所述的滚柱壳体结构，其特征在于：所述滚柱壳体的材质为金属或陶瓷。
3.如权利要求1所述的滚柱壳体结构，其特征在于：所述的主腔体（1-1）的腔体的立体几何形状为圆柱形或锥台形。
4.如权利要求1所述的滚柱，其特征在于：所述的 流体驱动结构 为螺旋扁簧。
5.如权利要求4所述的滚柱，其特征在于：螺旋扁簧 具有弹性，利用螺旋扁簧的弹力使得 滚柱内组装原件的结构稳固。
6.如权利要求1所述的滚柱，其特征在于：流体驱动结构 与 多孔隙元件（2） 是一体。
7.如权利要求1所述的滚柱，其特征在于：滚柱壳体结构的主腔体（1-1）内部 还具有空心柱（3）、空心凸环（4）；
空心柱（3）的一端与滚柱壳体结构的一个孔相通；空心凸环（4）的另一端与滚柱壳体结构的另一个孔相通；
空心柱（3）与 空心凸环（4）具有间距；
流体驱动结构 安装在 空心柱（3）与 空心凸环（4）之间。
8.高端轴承，具有滚柱，其特征在于：滚柱为权利要求1所述的滚柱。
9.高端装备，具有轴承，其特征在于：轴承为权利要求8所述的高端轴承。
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