CN115773312B - 一种带单独球道体的直线导轨滑块装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带单独球道体的直线导轨滑块装置，包括，钢轨和滑块；所述滑块通过钢球的滚动使滑块在钢轨上往复无限运动循环，从而使连接在滑块上的负载平台沿着导轨高精度线性运动；所述滑块包括承载体、球道体和钢球，所述球道体设置在所述承载体上下两列钢球运行中间位置，所述球道体与所述承载体可分离，所述钢球设有多个，多个所述钢球滚动在所述球道体和所述承载体之间，所述钢球滚动接触所述钢轨的两侧侧壁，所述球道体的两端钢球运行背面设有切口，所述钢球经过所述切口区域时形成动态爬坡角，所述球道体整体硬化，与钢球接触的球道为整体一致设计；与传统滑块球道体集成在承载体上，在承载体两端钢球出入口形成固定爬坡角设计相比，承载的钢球实现了最大化数量，确保了滑块最佳的承载力；同时所述球道体与钢球接触的背面两端的切口会因不同承载状况产生相应弹性变形，让钢球顺畅的往返承载体区域，不产生载荷波动。
Description
技术领域
本发明涉及直线导轨技术领域，是一种带单独球道体的直线导轨滑块装置。
背景技术
线导轨又称线轨、滑轨、线性导轨、线性滑轨，用于高精或高速直线往复运动场合，且可以承担一定的扭矩，可在高负载的情况下实现高精度的直线运动。在中国大陆称直线导轨，中国台湾一般称线性导轨，线性滑轨；直线导轨运动的作用是用来支撑和引导运动部件，按给定的方向做往复直线运动，在工业生产中起了很大的作用。
在现有技术中直线导轨具有如下技术问题：
1、直线导轨由钢轨和滑块组成，滑块的主体通常采用一体式设计，采用整体表面的硬化工艺，导致生产效率低，加工成本高，加工不良率高，产品寿命不佳等现状；
2、钢球运行时在球道出入口容易出现顿挫，卡钢球现象，产生的误差不能进行自动调节补偿；
3、钢球运行往返入口时由滚动转为滑动，而不能平稳和流畅的运行；
4、滑块的整体运行精度不能被保证；
5、导轨滑块运行的摩擦力相对较大，损耗了导轨滑块的整体寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带单独球道体的直线导轨滑块装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
基于上述思路，本发明提供如下技术方案：一种带单独球道体的直线导轨滑块装置，包括：钢轨和滑块；所述滑块包括承载体、球道体和钢球，所述球道体设置在所述承载体上下两列钢球运行中间位置，所述球道体与所述承载体可分离，所述球道体与所述承载体通过金属粘合剂粘连，所述钢球设有多个，多个所述钢球滚动接触所述球道体，所述钢球滚动接触所述钢轨的两侧侧壁，所述球道体的两端设有切口，所述钢球经过所述切口区域时形成动态爬坡角，所述球道体为单独球道体，提升钢球运行状态使其往返入口时平稳和流畅。
优选地，所述滑块还包括：端盖、储油棉、密封板、防尘片、刮油板和注油嘴；所述端盖设有两个，两个所述端盖设置在所述承载体的两端，两端所述端盖和所述承载体通过所述密封板密封，所述两端端盖和所述承载体之间设有所述储油棉和所述防尘片，所述两端端盖外侧设有刮油板，其中一端端盖外侧设有注油嘴；通过端盖、密封板和储油棉的密封设置，储油棉可以长久提供滑块运行时所需的润滑油，端盖里设有完整的油路，密封板阻止滑块外的粉尘异物进入，从而使滑块减少导轨与钢球的摩擦，还可以阻隔空气中的水蒸气侵蚀金属，使它可以达到延长使用寿命和防锈的效果。
优选地，还包括循环球道，所述循环球道设有4条；所述每条循环球道包括内球道和外球道；所述内球道开设在所述承载体靠近所述钢轨的一侧，所述外球道设置在所述承载体内部平行于所述内球道处，所述球道体分别设置在所述位于一侧的两条所述内球道中间位置与所述承载体粘连，所述内球道和所述外球道的端部之间开设有使所述内球道和所述外球道互相衔接的返回球道。
优选地，所述球道体以镶件的形式分别设置在位于一侧的两条所述内球道中间位置与所述承载体粘连，所述球道体与所述返回球道衔接的端部内侧设有切口；所述钢球经过所述切口区域时形成动态爬坡角弹性体，所述上下两端所述内球道与所述外球道通过所述返回球道连接成为所述循环球道。
优选地，所述外球道内设置用于定位所述钢球的定位片，所述定位片为半圆形，所述定位片为树脂垫片，钢球在通过返回球道进入外球道时，起到静音、减振作用，让钢球运行顺畅，减小摩擦力，增加滑块的使用寿命。
优选地，所述球道体与所述承载体的嵌设位置的接触部分为连接区，所述连接区的两端所述切口设有动态缝，所述连接区涂有金属粘合剂，所述动态缝不填充金属粘合剂，所述钢球经过所述动态缝的位置时会因不同承载状况产生相应弹性变形，让所述钢球顺畅地往返所述承载体区域，不产生载荷波动，采用符合ISO-10123要求的金属粘合剂，比传统焊接的粘合性能强8倍，所述动态缝不填充金属粘合剂，所述钢球经过所述球道体对应所述动态缝的位置时产生弹性变形，切口位置对应动态缝，钢球与动态缝位置点形成弹性变形具有自动调节功能，形成动态爬坡角，提升钢球运行往返入口时的平稳和流畅，在装配上产生的误差进行了自动调节补偿，钢球在循环球道内循环滚动，在由导向内球道经由返回球道时，触碰球道体的切口，切口与动态缝的位置相对应，此时钢球的滚动产生压力，促使球道体在动态缝位置发生弹性变形，产生弹性变形自调节效应，提升全部循环球道内的原有振动频率，使之摆脱因受到外界影响造成的循环球道的逼迫振动频率，进而防止管路(循环球道)共振原理，并降低循环球道因为变形造成的额外内应力，使滑块在装配上产生的误差进行了自动调节补偿，形成动态爬坡角，提升钢球运行往返入口时的平稳和流畅，使滑块的整体运行精度会有数倍提升，使导轨滑块运行的摩擦力的相对减少，增加了导轨滑块的整体寿命。
优选地，所述承载体采用符合ISO630-2要求的耐腐蚀钢制成，所述球道体采用符合ISO683-17-2014轴承钢制成，提高整体的防锈性，提高了球道的耐磨性，整体提升产品的使用寿命和稳定性。
优选地，所述球道体采用热处理整体硬化工艺制成，提升产品寿命。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过承载体与球道体分离的设计方式，采用二种金属材料镶嵌结合，承载体采用符合ISO630-2要求的耐腐蚀钢，提高整体的防锈性，球道体采用符合ISO683-17-2014轴承钢，提高了球道的耐磨性，整体提升产品的使用寿命和稳定性。
2、通过球道体的切口和动态缝与钢球的配合，产生弹性变形自调节效应，提升全部循环球道内的原有振动频率，使之摆脱因受到外界影响造成的循环球道的逼迫振动频率，进而防止管路(循环球道)共振原理，并降低循环球道因为变形造成的额外内应力，使滑块在装配上产生的误差进行了自动调节补偿，形成动态爬坡角，提升钢球运行往返入口时的平稳和流畅，使滑块的整体运行精度会有数倍提升，使导轨滑块运行的摩擦力的相对减少，增加了导轨滑块的整体寿命。
3、通过采用符合ISO-10123要求的金属粘合剂粘合球道体和承载体，比传统焊接更强，避免由于高温焊接钢结构会变形引起应力变化，由于是局部加热，结构的变形和应力的变化会影响结构的承载能力，产生脆性断裂，对机械加工产生严重影响。
附图说明
图1为本发明一种带单独球道体的直线导轨滑块装置的滑块和钢轨的连接截面图；
图2为本发明一种带单独球道体的直线导轨滑块装置的爆炸图；
图3为本发明一种带单独球道体的直线导轨滑块装置的球道体的结构示意图；
图4为本发明一种带单独球道体的直线导轨滑块装置的球道体的局部示意图；
图5为本发明一种带单独球道体的直线导轨滑块装置的滑块的剖视图；
图6为本发明一种带单独球道体的直线导轨滑块装置的切口设计局部示意图；
图7为本发明一种带单独球道体的直线导轨滑块装置的承载体和球道体的连接示意图；
图8为本发明一种带单独球道体的直线导轨滑块装置的定位片示意图；
图9为本发明一种带单独球道体的直线导轨滑块装置的定位片安装示意图。
图中：1、钢轨；2、滑块；3、承载体；4、球道体；5、切口；6、动态缝；7、连接区；8、钢球；9、定位片。
具体实施方式
一种带单独球道体4的直线导轨滑块装置，包括：钢轨1和滑块2；所述滑块2包括承载体3、球道体4和钢球8，所述球道体4设置在所述承载体3上下两列钢球8运行中间位置，所述球道体4与所述承载体3可分离，所述球道体4与所述承载体3通过金属粘合剂粘连，所述钢球8设有多个，多个所述钢球8滚动接触所述球道体4，所述钢球8滚动接触所述钢轨1的两侧侧壁，所述球道体4的两端设有切口5，所述钢球8经过所述切口5区域时形成动态爬坡角，所述球道体4为单独球道体4，提升钢球8运行状态使其往返入口时平稳和流畅。
优选地，所述滑块2还包括：端盖、储油棉、密封板、防尘片、刮油板和注油嘴；所述端盖设有两个，两个所述端盖设置在所述承载体3的两端，两端所述端盖和所述承载体3通过所述密封板密封，所述两端端盖和所述承载体3之间设有所述储油棉和所述防尘片，所述两端端盖外侧设有刮油板，其中一端端盖外侧设有注油嘴；通过端盖、密封板和储油棉的密封设置，吸收滑块2的润滑油，保证滑块内的润滑油不渗漏，滑块可以长久良好运行。
优选地，还包括循环球道，所述循环球道设有4条；所述每条循环球道包括内球道和外球道；所述内球道开设在所述承载体3靠近所述钢轨1的一侧，所述外球道设置在所述承载体3内部平行于所述内球道处，所述球道体4分别设置在所述位于一侧的两条所述内球道中间位置与所述承载体3粘连，所述内球道和所述外球道的端部之间开设有使所述内球道和所述外球道互相衔接的返回球道。
优选地，所述球道体4以镶件的形式分别设置在位于一侧的两条所述内球道中间位置与所述承载体3粘连，所述球道体4与所述返回球道衔接的端部内侧设有切口5；所述钢球8经过所述切口5区域时形成动态爬坡角弹性体，所述上下两端所述内球道与所述外球道通过所述返回球道连接成为所述循环球道。
优选地，所述外球道内设置用于定位所述钢球8的定位片9，所述定位片9为半圆形，所述定位片9为树脂垫片，钢球8在通过返回球道进入外球道时，起到静音、减振作用，让钢球8运行顺畅，减小摩擦力，增加滑块2的使用寿命。
优选地，所述球道体4与所述承载体3的嵌设位置的接触部分为连接区7，所述连接区7的两端所述切口5设有动态缝6，所述连接区7涂有金属粘合剂，所述动态缝6不填充金属粘合剂，所述钢球8经过所述动态缝6的位置时会因不同承载状况产生相应弹性变形，让所述钢球8顺畅地往返所述承载体3区域，不产生载荷波动，采用符合ISO-10123要求的金属粘合剂，比传统焊接的粘合性能强8倍，所述动态缝6不填充金属粘合剂，所述钢球8经过所述球道体4对应所述动态缝6的位置时产生弹性变形，切口5位置对应动态缝6，钢球8与动态缝6位置点形成弹性变形具有自动调节功能，形成动态爬坡角，提升钢球8运行往返入口时的平稳和流畅，在装配上产生的误差进行了自动调节补偿，钢球8在循环球道内循环滚动，在由导向内球道经由返回球道时，触碰球道体4的切口5，切口5与动态缝6的位置相对应，此时钢球8的滚动产生压力，促使球道体4在动态缝6位置发生弹性变形，产生弹性变形自调节效应，提升全部循环球道内的原有振动频率，使之摆脱因受到外界影响造成的循环球道的逼迫振动频率，进而防止管路(循环球道)共振原理，并降低循环球道因为变形造成的额外内应力，使滑块2在装配上产生的误差进行了自动调节补偿，形成动态爬坡角，提升钢球8运行往返入口时的平稳和流畅，使滑块2的整体运行精度会有数倍提升，使导轨滑块2运行的摩擦力的相对减少，增加了导轨滑块2的整体寿命。
优选地，所述承载体3采用符合ISO630-2要求的耐腐蚀钢制成，所述球道体4采用符合ISO683-17-2014轴承钢制成，提高整体的防锈性，提高了球道的耐磨性，整体提升产品的使用寿命和稳定性。
工作原理：钢球8在循环球道内循环滚动，在由导向内球道经由返回球道时，触碰球道体4的切口5，切口5与动态缝6的位置相对应，此时钢球8的滚动产生压力，促使球道体4在动态缝6位置发生弹性变形，产生弹性变形自调节效应，提升全部循环球道内的原有振动频率，使之摆脱因受到外界影响造成的循环球道的逼迫振动频率，进而防止管路(循环球道)共振原理，并降低循环球道因为变形造成的额外内应力，使滑块2在装配上产生的误差进行了自动调节补偿，形成动态爬坡角，提升钢球运行往返入口时的平稳和流畅，使滑块的整体运行精度会有数倍提升，使导轨滑块运行的摩擦力的相对减少，增加了导轨滑块的整体寿命；
通过承载体3与球道体4分离的设计方式，采用二种金属材料镶嵌结合，承载体3采用符合ISO630-2要求的耐腐蚀钢，提高整体的防锈性，球道体4采用符合ISO683-17-2014轴承钢，提高了球道的耐磨性，整体提升产品的使用寿命和稳定性；
通过采用符合ISO-10123要求的金属粘合剂粘合球道体4和承载体3，比传统焊接更强，避免由于高温焊接钢结构会变形引起应力变化，传统焊接由于是局部加热，结构的变形和应力的变化会影响结构的承载能力，产生脆性断裂，对机械加工产生严重影响。
Claims (7)
1.一种带单独球道体的直线导轨滑块装置，其特征在于，包括：
钢轨和滑块；
所述滑块包括承载体、球道体和钢球，所述球道体设置在所述承载体上下两列钢球运行中间位置，所述球道体与所述承载体可分离，所述球道体与所述承载体通过金属粘合剂粘连，所述钢球设有多个，多个所述钢球滚动接触所述球道体，所述钢球滚动接触所述钢轨的两侧侧壁，所述球道体的两端设有切口，所述钢球经过切口区域时形成动态爬坡角，所述球道体为单独球道体；
所述钢球的滚动使所述滑块在所述钢轨上往复无限循环直线运动，从而使所述承载体沿着所述钢轨高精度线性运动；
所述承载体和所述球道体之间采用不同的金属材质制成，所述承载体与所述球道体镶嵌并通过金属粘合剂粘连设置；
所述球道体与所述承载体的嵌设位置的接触部分为连接区，所述连接区的两端所述切口设有动态缝，所述连接区涂有金属粘合剂，所述动态缝不填充金属粘合剂，所述钢球经过所述动态缝的位置时会因不同承载状况产生相应弹性变形，让所述钢球顺畅地往返所述承载体区域，不产生载荷波动。
2.根据权利要求1所述的一种带单独球道体的直线导轨滑块装置，其特征在于，所述滑块还包括：
端盖、储油棉、密封板、防尘片、刮油板和注油嘴；
所述端盖设有两个，两个所述端盖设置在所述承载体的两端，两端所述端盖和所述承载体通过所述密封板密封，两端端盖和所述承载体之间设有所述储油棉和所述防尘片，两端端盖外侧设有刮油板，其中一端端盖外侧设有注油嘴。
3.根据权利要求1所述的一种带单独球道体的直线导轨滑块装置，其特征在于，所述滑块还包括：
循环球道，所述循环球道设有4条；每条循环球道包括内球道和外球道；所述内球道开设在所述承载体靠近所述钢轨的一侧，所述外球道设置在所述承载体内部平行于所述内球道处，所述球道体分别设置在位于一侧的两条所述内球道中间位置与所述承载体粘连，所述内球道和所述外球道的端部之间开设有使所述内球道和所述外球道互相衔接的返回球道。
4.根据权利要求3所述的一种带单独球道体的直线导轨滑块装置，其特征在于，所述球道体以镶件的形式分别设置在位于一侧的两条所述内球道中间位置与所述承载体粘连，所述球道体与所述返回球道衔接的端部钢球运行背面端设有切口；所述钢球经过所述切口区域时形成动态爬坡角弹性体，上下两端所述内球道与所述外球道通过所述返回球道连接成为所述循环球道。
5.根据权利要求4所述的一种带单独球道体的直线导轨滑块装置，其特征在于，所述外球道内设置用于定位所述钢球的定位片，所述定位片为半圆形，所述定位片为树脂垫片。
6.根据权利要求5所述的一种带单独球道体的直线导轨滑块装置，其特征在于，所述承载体采用耐腐蚀钢制成，所述球道体采用轴承钢制成。
7.根据权利要求6所述的一种带单独球道体的直线导轨滑块装置，其特征在于，所述球道体采用热处理整体硬化工艺制成。
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