CN208374728U - 龙门x轴机构 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种龙门X轴机构，包括：工作台，水平布置于所述工作台下方的丝杆，分别支撑在所述丝杆轴向两端的丝杆座，与所述丝杆螺纹套接的丝杆螺母，电机；所述驱动电机与所述工作台固定，所述驱动电机与所述丝杆螺母传动连接、以驱动所述丝杆螺母转动，所述丝杆螺母与所述工作台相连，所述丝杆螺母能够相对于所述工作台周向转动，所述丝杆螺母与所述工作台在所述丝杆轴线方向上相对固定。本申请这种龙门X轴机构具有更大的传动扭力，可保证工作台平顺的X向移动。

Description

龙门X轴机构

技术领域

本申请涉及一种龙门X轴机构。

背景技术

目前市场上龙门三轴螺杆的带动方式为定螺母形式，即丝杆两端有丝杆座支撑固定，螺母固定于工作台下方，丝杆一端与电机传动连接，该传动形式因螺母本身起着支承作用，消除了丝杆轴承可能产生的附加轴向窜动，结构较简单，可获得较高的传动精度。但其轴向尺寸不宜太长，否则刚性较差。因此只适用于行程较小的场合。

目前市场上龙门X轴机构的结构形式如图1所示：尾端座与传动座固定于底座上，丝杆的两端分别通过轴承旋转支撑在尾端座和传动座上，电机带动丝杆一端转动，一个皮带轮与传动座中电机的输出轴固定，另一皮带轮与丝杆固定，两皮带轮之间由皮带进行力的传动，带动丝杆旋转运动，丝杆螺母固定于螺母座上，而螺母座固定于工作台底部，从而带动工作台沿X轴方向直线运动。

上述这种结构形式的龙门X轴机构，丝杆螺母完全固定在工作台下方，经电机带动丝杆转动而使工作台进行直线运动，当工作台的轴向行程太长时，丝杆较长，工作台及加工件的负载，伺服电机从丝杆一端带动，在电机扭矩范围内，扭力加大，传动过程中经过皮带轮及皮带的传动损耗，会出现电机带不动的情况，因此只适用于行程较小的场合。

发明内容

本申请目的是：针对上述问题，提出一种龙门X轴机构，其具有更大的传动扭力，可保证工作台平顺的X向移动。

本申请的技术方案是：

一种龙门X轴机构，包括：

工作台，

水平布置于所述工作台下方的丝杆，

分别支撑在所述丝杆轴向两端的丝杆座，

与所述丝杆螺纹套接的丝杆螺母，以及

电机；

所述驱动电机与所述工作台固定，所述驱动电机与所述丝杆螺母传动连接、以驱动所述丝杆螺母转动，所述丝杆螺母与所述工作台相连，所述丝杆螺母能够相对于所述工作台周向转动，所述丝杆螺母与所述工作台在所述丝杆轴线方向上相对固定。

本申请在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：

所述丝杆螺母与所述工作台借助套在所述丝杆螺母外的丝杆螺母座以及旋转支撑于所述丝杆螺母座和所述丝杆螺母之间的轴承相连接，所述丝杆螺母座与所述工作台固定，所述轴承、所述丝杆螺母和所述丝杆螺母座在所述丝杆轴线方向上相对固定。

所述丝杆螺母座内设置有水平贯通的轴承腔，所述轴承被轴向锁紧在所述轴承腔中。

所述轴承包括：

一个双向角接触推力轴承，以及

分别布置在所述双向角接触推力轴承轴向两侧的两个深沟球轴承。

所述深沟球轴承与所述双向角接触推力轴承之间夹设有隔环。

所述丝杆螺母的外表面形成有一圈径向外凸的环形凸缘，所述丝杆螺母外螺纹套接一锁紧螺帽，所述深沟球轴承、所述双向角接触推力轴承和所述隔环被轴向锁定在所述锁紧螺帽和所述环形凸缘之间。

所述丝杆外活动套设有一个与所述丝杆螺母锁紧固定的轴套，所述轴套同轴固定第一皮带轮，所述电机的输出端固定连接第二皮带轮，所述第一皮带轮和所述第二皮带轮通过皮带传动连接。

所述轴套与所述第一皮带轮的连接结构为：所述第一皮带轮活动套设于所述轴套外，所述轴套固定连接一压紧套环，所述轴套的外壁面形成有径向外凸的环形台阶，所述第一皮带轮被轴向限位在所述环形台阶和所述压紧套环之间，所述压紧套环的环壁中设置有一圈沿圆周方向间隔布置的轴向通孔，所述轴向通孔中布置有沿着逐渐靠近所述第一皮带轮的方向依次分布的紧固螺柱、弹簧碟片和钢珠，所述第一皮带轮朝向所述压紧套环的端面上制有与所述钢珠配合的凹槽。

所述电机通过螺栓与所述丝杆螺母座锁紧固定，并且所述电机在上述所述丝杆螺母座上的锁定位置可调。

所述工作台借助螺栓与所述述丝杆螺母座与固定。

本申请的优点是：

1、本申请这种龙门X轴机构，在工作时，电机带动丝杆螺母而非丝杆转动，进而通过丝杆螺母带动工作台直线移动，电机随工作台和丝杆螺母同步移动，电机和丝杆螺母的传动结构集中于工作台下方的螺母座内，力的损耗减少，在电机扭矩同等条件下，扭力增大。

2、丝杆螺母和电机传动路径上设置有过载保护结构，防止电机过载运行，延长电机和丝杆的寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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为传统龙门X轴机构的结构示意图；

图2为本申请中龙门X轴机构的结构示意图；

图3为本申请中龙门X轴机构去除工作台后的结构示意图；

图4为本申请中龙门X轴机构局部结构的立体示意图；

图5为本申请中龙门X轴机构局部结构的剖面结构示意图；

图6为图5的X部放大图；

1-工作台，2-丝杆，3-丝杆座，4-丝杆螺母，5-电机，6-丝杆螺母座，7-双向角接触推力轴承，8-深沟球轴承，9-轴套，10-第一皮带轮，11-第二皮带轮12-锁紧螺帽，13-皮带，14-压紧套环，15-紧固螺柱，16-弹簧碟片，17-钢珠，18-钢珠套，19-导杆，20-压紧环。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本申请而不限于限制本申请的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

图2至图6示出了本申请这种龙门X轴机构的一个具体实施例，与传统结构相同的是，该机构也包括：工作台1，电机5，水平布置于工作台下方的丝杆2，分别支撑在丝杆轴向两端的丝杆座3，与丝杆螺纹套接的丝杆螺母4。其中，丝杆座3中设置有用于支撑丝杆2的轴承，而使得丝杆2能够相对于丝杆座3转动。

本实施例的关键改进在于：上述驱动电机5与工作台1固定连接，同时驱动电机5与丝杆螺母4传动连接、以驱动丝杆螺母4转动。丝杆螺母4与工作台1相连，并且二者的连接方式为：丝杆螺母4能够相对于工作台1周向转动而不能相对于工作台1轴向移动——丝杆螺母4与工作台1在丝杆2轴线方向上相对固定。

当电机5带动丝杆螺母4围绕丝杆2转动时，因丝杆螺母4与丝杆2螺纹配合，故而丝杆螺母4会沿丝杆2轴向(X轴方向)移动，进而带动工作台1沿X方向直线移动。电机5与工作台1相对固定，跟随工作台1同步移动。

具体地，上述丝杆螺母4与工作台1具体是借助套在丝杆螺母4外的丝杆螺母座6以及旋转支撑于该丝杆螺母座6和丝杆螺母4之间的轴承相连接的。丝杆螺母座6借助螺栓与工作台1锁紧固定，而且轴承、丝杆螺母4和丝杆螺母座6在丝杆2轴线方向上相对固定。

上述丝杆螺母座6内设置有水平贯通的轴承腔(图中未标注)，而上述的轴承被轴向锁紧在该轴承腔中。丝杆螺母4穿入前述轴承腔内。

本实施例一共设置有三个上述的轴承，分别为一个双向角接触推力轴承7以及布置在双向角接触推力轴承7轴向两侧的两个深沟球轴承8。

考虑到上述轴承腔的在丝杆轴线方向的尺寸要大于三个轴承的轴向尺寸之和，为了便于对三个轴承的轴向锁紧，本实施例在深沟球轴承8与双向角接触推力轴承7之间还夹设有隔环(图中未标注)，这些隔环被轴向压紧在深沟球轴承8与双向角接触推力轴承7的轴承内圈或轴承外圈之间。

更具体地，上述丝杆螺母4的外表面形成有一圈径向外凸的环形凸缘(图中未标注)，而且丝杆螺母4外围螺纹套接有一个锁紧螺帽12。上述深沟球轴承8、双向角接触推力轴承7和隔环被轴向锁定在锁紧螺帽12和环形凸缘之间，该轴向锁紧力可通过锁紧螺帽12进行调节。同时，这三个轴承还布置在上述轴承腔内。

显然，为保证轴承能够自由转动，前述锁紧螺帽12和环形凸缘只会对深沟球轴承8和双向角接触推力轴承7的轴承内圈施加直接的轴向夹紧力，着三个轴承的轴承内圈与锁紧螺帽12和环形凸缘相对固定，而轴承外圈相对于锁紧螺帽12和环形凸缘是可以转动的。

也就是说，上述三个轴承的轴承内圈与丝杆螺母4相对固定，而三个轴承的轴承外圈与丝杆螺母座6相对固定。

电机5与丝杆螺母4间的连接结构具体为：丝杆2外活动套设有一个借助螺钉与丝杆螺母4锁紧固定的轴套9，该轴套9外同轴固定第一皮带轮10，电机5的输出端固定连接第二皮带轮11，前述第一皮带轮10和第二皮带轮11通过皮带13传动连接。

参照图6所示，上述轴套9与第一皮带轮10具体以这种方式连接配合：第一皮带轮10活动套设于轴套9外(如无其他部件的作用，第一皮带轮10可以在轴套9外自由转动)，轴套9的右端借助螺钉锁紧固定连接一压紧套环14，轴套9左端部的外壁面形成有径向外凸的环形台阶，第一皮带轮10被轴向限位在环形台阶和压紧套环14之间(压紧套环14自身并不对第一皮带轮10施加轴向压力，而是通过下述的钢珠施加压力)。压紧套环14的环壁中设置有一圈沿圆周方向间隔布置的轴向通孔，轴向通孔中布置有沿着逐渐靠近第一皮带轮10的方向(自右向左)依次分布的紧固螺柱15、弹簧碟片16和钢珠17。第一皮带轮10朝向压紧套环14的端面上制有与钢珠17配合的凹槽。

钢珠17受到弹簧碟片16向左的弹性挤压力而抵靠在压紧套环14右端面的凹槽中，当第一皮带轮10被电机5带动旋转时，其轴向扭转力会通过钢珠17等部件传动给轴套9，进而带动丝杆螺母4转动。若第一皮带轮10承受的负载过大，那么钢珠17会与压紧套环14右端面的凹槽发生打滑而脱离凹槽跳动，第一皮带轮10和丝杆螺母4间产生打滑现象，从而起到过载保护。

钢珠17对压紧套环14的挤压力可通过对紧固螺柱15的扭转来调节。

显然，若上述紧固螺柱15、弹簧碟片16和钢珠17三者直接接触布置，不仅不方便装配，而且容易发生钢珠脱落和损伤等问题。故而本实施例在压紧套环14的轴向通孔中还设置有钢珠套18、导杆19和压紧环20。钢珠17被限位在钢珠套18中、并具有一定的位移空间。导杆19一端与钢珠17抵接，另一端依次穿过弹簧碟片16和压紧环20，压紧环20被夹在弹簧碟片16和紧固螺柱15之间。

上述电机5具体是借助螺栓与上述丝杆螺母座6固定连接的，因工作台1与丝杆螺母座6固定，故而电机5也就与工作台1固定。并且，电机5在丝杆螺母座6上的固定位置可调，以便调节第一皮带轮10和第二皮带轮11的距离，进而调节皮带13的张紧度。

当然，上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种龙门X轴机构，包括：

工作台(1)，

水平布置于所述工作台下方的丝杆(2)，

分别支撑在所述丝杆轴向两端的丝杆座(3)，

与所述丝杆螺纹套接的丝杆螺母(4)，以及

电机(5)；

其特征在于，

所述电机(5)与所述工作台(1)固定，所述电机(5)与所述丝杆螺母(4)传动连接、以驱动所述丝杆螺母(4)转动，所述丝杆螺母(4)与所述工作台(1)相连，所述丝杆螺母(4)能够相对于所述工作台(1)周向转动，所述丝杆螺母(4)与所述工作台(1)在所述丝杆(2)轴线方向上相对固定。

2.根据权利要求1所述的龙门X轴机构，其特征在于，所述丝杆螺母(4)与所述工作台(1)借助套在所述丝杆螺母(4)外的丝杆螺母座(6)以及旋转支撑于所述丝杆螺母座(6)和所述丝杆螺母(4)之间的轴承相连接，所述丝杆螺母座(6)与所述工作台(1)固定，所述轴承、所述丝杆螺母(4)和所述丝杆螺母座(6)在所述丝杆(2)轴线方向上相对固定。

3.根据权利要求2所述的龙门X轴机构，其特征在于，所述丝杆螺母座(6)内设置有水平贯通的轴承腔，所述轴承被轴向锁紧在所述轴承腔中。

4.根据权利要求3所述的龙门X轴机构，其特征在于，所述轴承包括：

一个双向角接触推力轴承(7)，以及

分别布置在所述双向角接触推力轴承(7)轴向两侧的两个深沟球轴承(8)。

5.根据权利要求4所述的龙门X轴机构，其特征在于，所述深沟球轴承(8)与所述双向角接触推力轴承(7)之间夹设有隔环。

6.根据权利要求5所述的龙门X轴机构，其特征在于，所述丝杆螺母(4) 的外表面形成有一圈径向外凸的环形凸缘，所述丝杆螺母(4)外螺纹套接一锁紧螺帽(12)，所述深沟球轴承(8)、所述双向角接触推力轴承(7)和所述隔环被轴向锁定在所述锁紧螺帽(12)和所述环形凸缘之间。

7.根据权利要求1所述的龙门X轴机构，其特征在于，所述丝杆(2)外活动套设有一个与所述丝杆螺母(4)锁紧固定的轴套(9)，所述轴套(9)同轴连接由第一皮带轮(10)，所述电机(5)的输出端固定连接第二皮带轮(11)，所述第一皮带轮(10)和所述第二皮带轮(11)通过皮带(13)传动连接。

8.根据权利要求7所述的龙门X轴机构，其特征在于，所述轴套(9)与所述第一皮带轮(10)的连接结构为：所述第一皮带轮(10)活动套设于所述轴套(9)外，所述轴套(9)固定连接一压紧套环(14)，所述轴套(9)的外壁面形成有径向外凸的环形台阶，所述第一皮带轮(10)被轴向限位在所述环形台阶和所述压紧套环(14)之间，所述压紧套环(14)的环壁中设置有一圈沿圆周方向间隔布置的轴向通孔，所述轴向通孔中布置有沿着逐渐靠近所述第一皮带轮(10)的方向依次分布的紧固螺柱(15)、弹簧碟片(16)和钢珠(17)，所述第一皮带轮(10)朝向所述压紧套环(14)的端面上制有与所述钢珠(17)配合的凹槽。

9.根据权利要求2所述的龙门X轴机构，其特征在于所述电机(5)通过螺栓与所述丝杆螺母座(6)锁紧固定，并且所述电机(5)在上述所述丝杆螺母座(6)上的锁定位置可调。

10.根据权利要求2所述的龙门X轴机构，其特征在于，所述工作台(1)借助螺栓与所述述丝杆螺母座(6)与固定。