CN116592052B - 一种轻型空心导轨 - Google Patents

Abstract

本发明涉及导轨技术领域，提供了一种轻型空心导轨，以解决了现有的轻型空心导轨易于出现变形，不利于在实现导轨高强度的同时还减轻重量的问题，该空心导轨包括采用轻钢材料制成的轻钢顶板，所述轻钢顶板的顶部嵌合安装有耐磨面板，所述耐磨面板的内部固定设置有加强筋，所述耐磨面板的下表面固定开设有空笼架，所述轻钢顶板的下方连接有槽钢，所述槽钢的内部设置有框剪结构。本申请通过将轻钢顶板设置为异形结构，轻钢顶板的水平面部位设置为下凹，而轻钢顶板的两侧设置为多段曲型结构，连续两段进行曲型设计，第一段由外向内弯曲，第二段由内向外弯曲，两段曲型结构，提高轻钢顶板的整体承载力，避免出现扁塌变形的情况。

Description

一种轻型空心导轨

技术领域

本发明涉及导轨技术领域，具体地，涉及一种轻型空心导轨。

背景技术

导轨是机械零件中必不可少的重要零件，导轨主要应用于移动结构上，可承受、固定、引导移动装置或设备并减少其摩擦的一种装置。导轨表面上的纵向槽或脊，用于导引、固定机器部件、专用设备、仪器等。导轨又称滑轨、线性导轨、线性滑轨，用于直线往复运动场合，拥有比直线轴承更高的额定负载，同时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。

例如公开号CN102326979A公开的导轨，本发明的导轨中至少一滑轨的上端和/或下端设置有呈三角形或梯形的支承部，并且，使该滑轨整体呈T字形或工字型，大幅提升导轨的水平支承强度。另外，滑轨的支承部以外位置厚度为两钣金厚度，进一步提高该滑轨的刚度。其结构简单合理、支承强度大、运行顺畅平稳、使用寿命长、运行噪音低。

目前的导轨在使用上，用材较多，导轨整体重量较重，安装以及使用过程中笨重感较强，并且导轨在结构设计上，由于整体的重量较重，为了减轻重量，设计有空心导轨，空心导轨长时间进行承重时，导轨内部为空心承重结构不足，易于出现扁塌变形的情况，造成滑动件出现卡顿，滑动件难以进行正常移动，影响滑动件和导轨的使用寿命，另外，导轨在使用过程中，强度不足，导轨的使用长度较长，当滑动件移动至导轨中部时，中部是导轨的承载力弱于导轨的两端承载力，使得导轨的中部最先容易出现压弯变形，使得滑动件移动至导轨中部后出现移动不畅的情况，降低了导轨的强度，不利于在实现导轨高强度的同时还减轻重量。

发明内容

本发明提出轻型空心导轨，解决了现有的轻型空心导轨易于出现变形，不利于在实现导轨高强度的同时还减轻重量的问题。

本发明的技术方案如下：

一种轻型空心导轨，该空心导轨包括轨架，所述轨架的内部一体化安装有槽钢，所述槽钢的顶部连接有采用轻钢材料制成的轻钢顶板，所述轻钢顶板的顶部嵌合安装有耐磨性高的耐磨面板，所述耐磨面板的内部固定设置有用于增加强度的加强筋，所述耐磨面板的下表面固定开设有镂空结构的空笼架，所述槽钢的内部设置有用于提高承载力的框剪结构，且所述槽钢的中部内部固定有用于固定的支撑件，所述支撑件的内侧连接有用于防止导轨变形的轻钢骨架；

所述框剪结构包括：设置于所述槽钢的内部中间的框剪架，所述框剪架的表面固定设置有与框剪架相互配合的框架，所述框架的表面开设有槽口，且所述槽口的内部嵌合连接有剪力板；

所述轨架的上表面安装有电源控制器，所述轨架的一端外壁设置有接近传感器，所述轨架的内壁固定连接有插架，所述插架一侧设置有空心钢架，所述空心钢架的内壁连接安装板，且安装板的表面连接有连接弹簧，所述轨架的前后两端嵌合连接有拼接弧架，单组所述轨架的两端外壁设置有电磁片，电磁片接通电源，电磁片通电产生磁性，会将一侧活动设置的其他组轨架向着一侧固定好的一组轨架进行吸附移动，使得轨架磁吸连接成整体，使得分段式设置的轨架拼接联合在一起，组成完整的导轨，电磁片接通电源，电磁片通电产生磁性，会将一侧活动设置的其他组轨架向着一侧固定好的一组轨架进行吸附移动，使得轨架磁吸连接成整体，使得分段式设置的轨架拼接联合在一起，组成完整的导轨。

作为本发明的一种优选的方案，所述轻钢顶板的上表面结构与所述耐磨面板的外部结构相互吻合，且所述轻钢顶板的两侧呈曲型结构；所述轻钢顶板与耐磨面板之间相互嵌合叠加，减小厚度。

作为本发明的一种优选的方案，所述加强筋的曲型结构与所述轻钢顶板的两侧曲型结构一致，且所述轻钢顶板与所述加强筋之间为一体化连接；所述轻钢顶板采用的是异形结构设置，提高承重力的同时，减少材料的使用，降低重量。

作为本发明的一种优选的方案，所述槽钢的侧壁表面设置有平头螺钉，且所述槽钢的内部为中空结构，所述槽钢的下方设置有碳基复合板；所述槽钢的底部设置碳基复合板，碳基采用了碳纤维材料，可以对提高槽钢底部的强度。

作为本发明的一种优选的方案，所述槽钢的内部设置有六边空心架，且所述六边空心架的两侧设置有三角空心架；所述六边空心架与三角空心架的内部均呈空心结构，利用六边空心架与三角空心架增加槽钢的抗变形能力。

作为本发明的一种优选的方案，所述六边空心架沿着槽钢的内部竖直方向等距分布，且所述六边空心架的其中一个端点与相邻所述六边空心架的一个端点相连，所述六边空心架的端点与端点之间固定设置有节点固定焊件；所述通过节点固定焊件将六边空心架与三角空心架均连接在一起，加强节点的强度和稳固性。

作为本发明的一种优选的方案，所述六边空心架的其中两个面与所述三角空心架的其中两个面相互贴合；所述六边空心架与三角空心架相互贴合，组合在一起刚好符合槽钢的内部空心结构，避免出现空隙。

作为本发明的一种优选的方案，所述框架关于框剪架的内部对称中心线呈环形分布，且所述框剪架的外部结构形状呈方形，所述框架外侧与槽钢之间设置有铝锂合金板，所述框架远离框剪架的一端设置有固定孔；所述框剪架的设置，与框架相互配合，用于增加槽钢内部的承重力。

作为本发明的一种优选的方案，所述剪力板通过槽口与框架之间构成嵌合连接，且剪力板的长度长于框架的单边长度；所述槽口将框架与剪力板嵌合连接在一起。

作为本发明的一种优选的方案，所述轨架沿着水平方向等距分布，所述插架与所述空心钢架之间相对设置，所述插架的外部结构尺寸与所述空心钢架的内部结构尺寸相吻合，所述插架的一端通过所述连接弹簧与所述安装板之间相互连接。

本发明的工作原理及有益效果为：

1、通过将轨架设置为多段式结构，减小轨架的整体体积来减轻重量，轨架与轨架之间可以通过插架与空心钢架之间进行活动连接，并且辅助有连接弹簧进行连接，可以增加轨架的灵活性，当电源接通后，电磁片通电产生磁性，然后使得相邻轨架之间相互磁吸，使得分段式设置的轨架拼接联合在一起，组成完成的导轨，可以配合移动设备进行移动，既减轻重量同时不影响导轨的使用；

2、通过将轻钢顶板设置为异形结构，轻钢顶板的水平面部位设置为下凹，而轻钢顶板的两侧设置为多段曲型结构，连续两段进行曲型设计，第一段由外向内弯曲，第二段由内向外弯曲，两段曲型结构，提高轻钢顶板的整体承载力，避免出现扁塌变形的情况，并且轻钢顶板与槽钢相互配合组成一个“工”字形结构，并且内部空心结构，利用空心结构设计来减轻重量，并且通过叠加相吻合的耐磨面板，提高轻钢顶板的耐磨性能之外，采用薄板叠加的方式，来避免整体结构的轻钢顶板容易出现扁塌的情况，在削减厚度的同时，减轻重量。

3、通过槽钢的设置，槽钢的内部为中空结构，可以与轻钢顶板相互配合的同时，减轻重量，实现导轨的轻量化，为了提高空心结构槽钢的承重力，在槽钢的内部组合设置有六边空心架与三角空心架，两者均为镂空结构，避免额外增加重量负担，六边空心架为多边结构，边与边相接的位置会实现一个端点，相邻六边空心架之间有两个端点相向连接，并且与三角空心架的顶点相互连接，两个端点两个顶点共同连接形成一个新的节点，在新的节点上固定设置了节点固定焊件，用于加强六边空心架与三角空心架之间的衔接稳固性，并且避免六边空心架与三角空心架出现变形的情况，减轻槽钢重量的同时，增加了槽钢的承重强度。

4、通过框剪架的设置，将框剪架设计为空心的方形结构，避免影响了导轨的内部空心结构，将框架与框剪架相互配合使用，框架的长度长于框剪架的边长，至少有两组框架可以抵在槽钢的两侧，用于进行支撑，框架与剪力板相互连接，将框架与剪力板相互结构，增加导轨的强度，避免出现扁塌变形和影响使用寿命，提高稳定性，框架采用的垂直方向设置，而框剪架采用的是横向设置，并通过剪力板进行连接，有利于同时承受竖向重力的同时承受横向压力，提高导轨的强度。

5、通过在槽钢中部设置有轻钢骨架，将轻钢骨架采用的是多边异形结构，并且两两相对设置，与槽钢的中部对称中心线相对应，轻钢骨架的上下表面均采用镂空结构设置，减少重量的增加，而轻钢骨架的中部材料为二分之一钛合金和二分之一的碳纤维，增加碳纤维稳定的同时，减少使用钛合金材料的成本，并且提高了轻钢骨架的强度，避免导轨的中部容易出现塌陷变形的情况。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

图1是本发明一种轻型空心导轨整体结构示意图；

图2是本发明一种轻型空心导轨轨架结构示意图；

图3是本发明一种轻型空心导轨槽钢与轻钢顶板安装结构示意图；

图4是本发明轻钢顶板的结构示意图；

图5是本发明图4中C处放大结构示意图；

图6是本发明框剪架的结构示意图；

图7是本发明槽钢的内部切面结构示意图；

图8是本发明槽钢的拆分结构示意图；

图9是本发明图8中A处放大结构示意图。

附图标记：01、轨架；02、电源控制器；03、接近传感器；04、插架；05、空心钢架；06、安装板；07、连接弹簧；08、拼接弧架；09、电磁片；1、轻钢顶板；101、耐磨面板；102、加强筋；103、空笼架；2、槽钢；201、六边空心架；202、三角空心架；203、节点固定焊件；3、平头螺钉；4、框剪架；5、框架；501、槽口；502、剪力板；503、固定孔；6、铝锂合金板；7、碳基复合板；8、支撑件；9、轻钢骨架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。

实施例1

如图1-7所示，一种轻型空心导轨，该空心导轨包括轨架01，轨架01的内部一体化安装有槽钢2，槽钢2的顶部连接有轻钢顶板1，轻钢顶板1的顶部嵌合安装有耐磨面板101，耐磨面板101的内部固定设置有加强筋102，耐磨面板101的下表面固定开设有空笼架103，轻钢顶板1的上表面结构与耐磨面板101的外部结构相互吻合，且轻钢顶板1的两侧呈曲型结构。

加强筋102的曲型结构与轻钢顶板1的两侧曲型结构一致，且轻钢顶板1与加强筋102之间为一体化连接；

本实施中，通过耐磨面板101与轻钢顶板1之间的嵌合叠加，增加轻钢顶板1的强度的同时，利用双层薄板结构叠加，削减厚度实现减轻重量的同时，并提高导轨的强度，采用异形结构设计，利用异形结构来改变轻钢顶板1的水平受力点，使得受力点均不在同一个平面，减小压力，提高轻钢顶板1的强度，避免变形。

如图8和图9所示，槽钢2的内部设置有框剪结构，且槽钢2的中部内部固定有支撑件8，支撑件8的内侧连接有轻钢骨架9。

槽钢2的内部为中空结构，槽钢2的下方设置有碳基复合板7。

本实施中，轻钢顶板1与槽钢2之间相互组成一个导轨，并构成“工”字形结构，在提高承重力的同时，在组成的导轨中间设置为空心结构，减轻重量，同时中部设置了轻钢骨架9，利用轻钢骨架9来加强空心导轨中部位置的承重力。

实施例2

如图3和图6所示，基于与上述实施例1相同的构思，本实施例还提出了一种轻型空心导轨。

在本实例中，框剪结构包括：设置于槽钢2的内部中间的框剪架4，框剪架4的表面固定设置有框架5，框架5的表面开设有槽口501，且槽口501的内部嵌合连接有剪力板502。

本实施中，利用框剪架4与框架5之间的相互配合，增加导轨内部空心结构的承重强度，避免由于导轨的内部为空心结构会造成扁塌变形的情况。

框架5关于框剪架4的内部对称中心线呈环形分布，且框剪架4的外部结构形状呈方形，框架5外侧与槽钢2之间设置有铝锂合金板6，框架5远离框剪架4的一端设置有固定孔503。

剪力板502通过槽口501与框架5之间构成嵌合连接，且剪力板502的长度长于框架5的单边长度。

如图3所示，槽钢2的侧壁表面设置有平头螺钉3，平头螺钉3穿过槽钢2的表面与框架5一端的固定孔503构成螺纹连接；

本实施中，框架5的边长长于框剪架4的边长，框剪架4通过框架5与剪力板502之间相互连接，通过框架5与剪力板502的相互配合使用，增加导轨的抗震力，防止导轨出现受压变形的情况，可以承受竖向重力的同时承受横向压力。

实施例3

如图7所示，基于与上述实施例1和实施2相同的构思，本实施例还提出了一种轻型空心导轨。

在本实施例中，槽钢2的内部设置有六边空心架201，且六边空心架201的两侧设置有三角空心架202。

六边空心架201沿着槽钢2的内部竖直方向等距分布，且六边空心架201的其中一个端点与相邻六边空心架201的一个端点相连，六边空心架201的端点与端点之间固定设置有节点固定焊件203。

六边空心架201的其中两个面与三角空心架202的其中两个面相互贴合；

本实施中，在槽钢2的内部组合设置有六边空心架201与三角空心架202，两者均为镂空结构，为了避免额外增加重量负担，六边空心架201采用的六边形结构，能够以最小量来增加最大的面积，结构三角形的三角空心架202，能够在实现导轨轻量化的同时增加承重力，提高强度；

如图1-2所示，轨架01的上表面安装有电源控制器02，轨架01的一端外壁设置有接近传感器03，轨架01的内壁固定连接有插架04，插架04一侧设置有空心钢架05，空心钢架05的内壁连接安装板06，且安装板06的表面连接有连接弹簧07，轨架01的前后两端嵌合连接有拼接弧架08，单组轨架01的两端外壁设置有电磁片09，电磁片09接通电源，电磁片09通电产生磁性，会将一侧活动设置的其他组轨架01向着一侧固定好的一组轨架01进行吸附移动，使得轨架01磁吸连接成整体，使得分段式设置的轨架01拼接联合在一起，组成完整的导轨；

本实施中，通过轨架01的设置，轨架01采用铝锂合金材料，质地轻且强度高，与槽钢2相互结合使用，槽钢2可以增加轨架01的支撑力和承重强度，将轨架01采用分段设置，减小轨架01的体积，进一步减轻重量，并且使用过程中，利用电磁片09的磁力来进行拼接使用，既可以减轻重量，同时完成导轨的使用功能，另外，在轨架01使用之前，在轨架01的安装位置上预先安装后符合轨架01安装的轨道，由于轨架01采用分段结构设置，其中一组轨架01需要进行固定安装，其余组的轨架01保持活动安装，可以通过磁力将其余组的轨架01向着固定的一组轨架01进行移动，并且预先安装轨道，保证轨架01可以精准水平与固定好的一组轨架01进行磁吸拼接，这样就需要预先在轨架01的设置位置安装上匹配的符合尺寸条件的轨道。

该空心导轨在使用时，将框架5与框剪架4固定焊接在一起，框架5沿着框剪架4的表面等距焊接，以框剪架4的四条边进行贴合固定，第一组固定好后，利用剪力板502与槽口501之间的嵌合连接，然后根据剪力板502的长度设置第二组框架5的固定位置，依次进行，使得剪力板502可以位于框架5之间，将框架5与框剪架4组合好后，放入槽钢2的内部前后两端内部，并且位于槽钢2内壁固定的铝锂合金板6的内侧，使用平头螺钉3穿过槽钢2的表面与框架5上的固定孔503进行连接，对框剪架4整体进行固定，其次，利用电焊工艺将槽钢2整体与轨架01之间进行安装连接，一组轨架01对应一组槽钢2，使用连接弹簧07将轨架01内壁的插架04和相邻一组轨架01上的空心钢架05进行弹性连接，根据实际的使用情况，可以进行单边的直线导轨的使用，也可以将拼接弧架08使用螺钉嵌合拼接安装在轨架01的两端，组成一个环形导轨，使用方式灵活，使用过程中，接通电源后，利用电磁片09通电产生磁性的原理，当电磁片09产生磁力后，会将一侧活动设置的其他组轨架01向着一侧固定好的一组轨架01进行吸附移动，使得轨架01磁吸连接成整体后配合移动设备进行使用，并在每个拼接点设置了接近传感器03，可以检测移动件经过拼接点，避免移动件在拼接节点出现故障，另外，使用结束后，可以关闭电源，电磁片09磁力消失，插架04利用连接弹簧07的弹力从空心钢架05的内部退出，轨架01再次复位成分段式的结构，最后当导轨在受到压力后，由于轨架01中槽钢2顶部设置的轻钢顶板1与耐磨面板101之间的嵌合叠加，并且耐磨面板101与轻钢顶板1结构相吻合，利用双层结构叠加，并且轻钢顶板1与耐磨面板101均采用异形结构设计，利用异形结构来改变轻钢顶板1的水平受力点，使得受力点均不在同一个平面，减小压力，压力下传至垂直设置的槽钢2，槽钢2内部设置的六边空心架201与三角空心架202分别采用的六边形结构和三角形结构，六边形的六边空心架201可以防止槽钢2内部出现变形，三角形的三角空心架202与六边形的六边空心架201其中两边贴合，利用三角形的稳定结构和六边形的等边结构，提高槽钢2的承重力，加大强度。

以上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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轻型空心导轨，其特征在于，该空心导轨包括轨架（01），所述轨架（01）的内部一体化安装有槽钢（2），所述槽钢（2）的顶部连接有轻钢顶板（1），所述轻钢顶板（1）的顶部嵌合安装有耐磨面板（101），所述耐磨面板（101）的内部固定设置有加强筋（102），所述耐磨面板（101）的下表面固定开设有空笼架（103），所述槽钢（2）的内部设置有框剪结构，且所述槽钢（2）的中部内部固定有支撑件（8），所述支撑件（8）的内侧连接有轻钢骨架（9）；

所述框剪结构包括：设置于所述槽钢（2）的内部中间的框剪架（4），所述框剪架（4）的表面固定设置有框架（5），所述框架（5）的表面开设有槽口（501），且所述槽口（501）的内部嵌合连接有剪力板（502）；

所述轨架（01）的上表面安装有电源控制器（02），所述轨架（01）的一端外壁设置有接近传感器（03），所述轨架（01）的内壁固定连接有插架（04），所述插架（04）一侧设置有空心钢架（05），所述空心钢架（05）的内壁连接安装板（06），且安装板（06）的表面连接有连接弹簧（07），所述轨架（01）的前后两端嵌合连接有拼接弧架（08），单组所述轨架（01）的两端外壁设置有电磁片（09），电磁片（09）接通电源，电磁片（09）通电产生磁性，会将一侧活动设置的其他组轨架01向着一侧固定好的一组轨架01进行吸附移动，使得轨架01磁吸连接成整体，使得分段式设置的轨架（01）拼接联合在一起，组成完整的导轨，电磁片（09）接通电源，电磁片（09）通电产生磁性，会将一侧活动设置的其他组轨架01向着一侧固定好的一组轨架01进行吸附移动，使得轨架01磁吸连接成整体，使得分段式设置的轨架（01）拼接联合在一起，组成完整的导轨。

2.根据权利要求1所述一种轻型空心导轨，其特征在于：所述轻钢顶板（1）的上表面结构与所述耐磨面板（101）的外部结构相互吻合，且所述轻钢顶板（1）的两侧呈曲型结构。

3.根据权利要求1所述一种轻型空心导轨，其特征在于：所述加强筋（102）的曲型结构与所述轻钢顶板（1）的两侧曲型结构一致，且所述轻钢顶板（1）与所述加强筋（102）之间为一体化连接。

4.根据权利要求1所述一种轻型空心导轨，其特征在于：所述槽钢（2）的侧壁表面设置有平头螺钉（3），且所述槽钢（2）的内部为中空结构，所述槽钢（2）的下方设置有碳基复合板（7）。

5.根据权利要求1所述一种轻型空心导轨，其特征在于：所述槽钢（2）的内部设置有六边空心架（201），且所述六边空心架（201）的两侧设置有三角空心架（202）。

6.根据权利要求5所述一种轻型空心导轨，其特征在于：所述六边空心架（201）沿着槽钢（2）的内部竖直方向等距分布，且所述六边空心架（201）的其中一个端点与相邻所述六边空心架（201）的一个端点相连，所述六边空心架（201）的端点与端点之间固定设置有节点固定焊件（203）。

7.根据权利要求5所述一种轻型空心导轨，其特征在于：所述六边空心架（201）的其中两个面与所述三角空心架（202）的其中两个面相互贴合。

8.根据权利要求1所述一种轻型空心导轨，其特征在于：所述框架（5）关于框剪架（4）的内部对称中心线呈环形分布，且所述框剪架（4）的外部结构形状呈方形，所述框架（5）外侧与槽钢（2）之间设置有铝锂合金板（6），所述框架（5）远离框剪架（4）的一端设置有固定孔（503）。

9.根据权利要求1所述一种轻型空心导轨，其特征在于：所述剪力板（502）通过槽口（501）与框架（5）之间构成嵌合连接，且剪力板（502）的长度长于框架（5）的单边长度。

10.根据权利要求1所述一种轻型空心导轨，其特征在于：所述轨架（01）沿着水平方向等距分布，所述插架（04）与所述空心钢架（05）之间相对设置，所述插架（04）的外部结构尺寸与所述空心钢架（05）的内部结构尺寸相吻合，所述插架（04）的一端通过所述连接弹簧（07）与所述安装板（06）之间相互连接。