CN220791961U - 直线运动的转换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种直线运动的转换装置，在底座上面的两边各设有轨道，在轨道上滑动安装工作台；在底座上面的两端的轨道之间各装有轴承座，在两个轴承座之间转动支撑丝杆；在该丝杆上装有滚柱丝杆机构，该滚柱丝杆机构的外壳的上面与工作台连接；所述的滚柱丝杆机构的螺母与电机的转子连接，螺母与外壳转动连接，电机与外壳连接。本实用新型的优点是：经过特殊热处理以及研磨保证螺纹精度更高；且表面涂层，耐磨性能提升，可以满足高端精密仪器以及设备的精度要求；行星螺母转子与滚柱转动，丝杆不转动，因此丝杆与滚柱之间的配合间隙小从而达到一个直线运动的稳定，进一步保证了整体运作的一个精度。

Description

直线运动的转换装置

技术领域

本实用新型涉及一种直线运动的转换装置，主要用于精密加工机械和测量仪器。

背景技术

市面上现在普遍的使用的将转动转换为直线运动的装置是滚珠丝杆结构，由于滚珠丝杆在运动时是滚珠运动是点接触运动，由于是点接触导致滚珠与丝杠之间间隙过大；导致整个滚珠丝杆的精度不高，并且当负载过大或者运动距离过长时，点接触摩擦力变大会导致丝杆弯曲变形导致机构损坏无法使用，只适用于小型的以及短运动行程的工业设备和仪器上使用。另一种市面上常用的直线电机，由于采用的是普通螺纹结构导致精度不高。

另外，现有滚柱丝杆的原材料的可塑性和耐磨性较差，导致滚珠丝杆的使用寿命短，工作稳定性较差。

实用新型内容

本实用新型提供一种直线运动的转换装置，以解决现有技术存在的上述问题。

本实用新型的技术方案是：一种直线运动的转换装置，在底座上面的两边各设有轨道，在轨道上滑动安装工作台；在底座上面的两端的轨道之间各装有轴承座，在两个轴承座之间转动支撑丝杆；在该丝杆上装有滚柱丝杆机构，该滚柱丝杆机构的外壳的上面与工作台连接；其特征在于，所述的滚柱丝杆机构的螺母与电机的转子连接，螺母与外壳转动连接，电机与外壳连接。

所述的工作台(8)的两端通过滑块(10)安装在轨道(9)上。

所述的滚柱丝杆机构包括滚柱丝杆螺母(6)、滚柱(7)和滚柱丝杆外壳(12)，多个滚柱(7)呈行星状环绕在丝杆(4)的周围，并安装在滚柱丝杆螺母(6)内，滚柱丝杆螺母(6)转动安装在滚柱丝杆外壳(12)内。

所述的丝杆(4)通过轴承(3)安装在轴承座(2)内。

所述的滚柱丝杆螺母(6)、滚柱(7)、丝杆(4)上的螺纹采用相互配合的三头螺纹、五头螺纹或九头螺纹。

本实用新型的优点是：

1、使用三头/五头/九头螺纹滚柱与对应的螺纹丝杆配合，由于螺纹之间是线接触，滚柱丝杆的负载可以远远高于滚珠丝杆并且适合长距离运动不变形不弯曲；

2、三头/五头/九头螺纹都是经过特殊热处理以及研磨保证螺纹精度更高；且表面涂层，耐磨性能提升；

3、精度等级可以达到0.001mm，与现有技术相比提高了一个数量级，可以满足高端精密仪器以及设备的精度要求；

4、电机的转子与滚柱丝杆的螺母是一体式装配，兼容了直线电机与滚珠丝杆二者的使用功能，更加方便使用；工作时由电机带动螺母在丝杆上完成线性运动，并且有三头/五头/九头螺纹的加持，使得丝杆不易变形弯曲，线性运动的精度更加得以保证。

5、由于滚柱丝杆结构的螺母和滚柱转动，丝杆不转动，因此丝杆与滚柱之间的配合间隙小，从而达到一个直线运动的稳定，进一步保证了整体运作的精度。

6、目前市面上常用的滚珠丝杆基本上长度没有超过500mm的并且精度只能达到0.01mm，此款实用新型的滚柱丝杆长度可以达到1000mm实现了技术突破，并且精度还能达到μm级别。

附图说明

图1是本实用新型的剖视结构示意图(图2的A-A剖视图)；

图2是图1的俯视图；

图3是图2的仰视图；

图4是图3的左视图；

图5是本实用新型的立体结构示意图。

附图标记说明：1、底座，2、轴承座，3、轴承，4、丝杆，5、电机，6、(滚柱丝杆)螺母，7、滚柱，8、工作台，9、轨道，10、滑块，12、(滚柱丝杆机构的)外壳。

具体实施方式

参见图1-图5，本实用新型一种直线运动的转换装置，在底座1上面的两边各设有轨道9，在轨道9上滑动安装工作台8；在底座1上面的两端的轨道9之间各装有轴承座2，在两个轴承座2之间转动支撑丝杆4；在该丝杆4上装有滚柱丝杆机构，该滚柱丝杆机构的外壳12的上面与工作台8连接；其特征在于，所述的滚柱丝杆机构的螺母6与电机5的转子连接，螺母6与外壳12转动连接，电机5与外壳12连接。

所述的工作台8的两端通过滑块10安装在轨道9上。

所述的滚柱丝杆机构包括滚柱丝杆螺母6、滚柱7和滚柱丝杆外壳12，多个滚柱7呈行星状环绕在丝杆4的周围，并安装在滚柱丝杆螺母6内，滚柱丝杆螺母6转动安装在滚柱丝杆外壳12内。

在所述的丝杆4通过轴承3安装在轴承座2内。

在所述的滚柱丝杆螺母6、滚柱7、丝杆4上的螺纹采用相互配合的三头螺纹、五头螺纹或九头螺纹。

所述的滚柱丝杆螺母6、滚柱7、丝杆4的制作工艺包括以下步骤：

步骤1、将金属原材料依次进行热锻压、热锻成型、初步车削、热处理、精磨外圆、加工螺纹。其中的热处理包括依次进新的：真空热处理、四次回火处理(依次是：90分钟内升温到650℃冷却3h出炉；60分钟内升温到850℃持续2h50分钟；升温到1030℃持续1h；1030℃保温3h)、低温处理、高温处理。

步骤2、为了提高产品寿命，在该滚柱丝杆机构的构成部件上做一次表面涂层，该涂层为：等离子渗氮和TiN₃；涂层后的部件寿命比没有涂层的部件寿命高3-5倍。

滚柱丝杆螺母6、滚柱7、丝杆4的精度、螺纹牙型、螺纹角度的配合间隙精度0.003mm～0.005mm。

滚柱丝杆机构的构成部件的材料包括：Gcr15；HS6-5-2C；PM6-5-4:X153CrMoV12，并对材料进行二次锻打(即热锻压，常规工艺)，提高材料的纯度和密度以及稳定性。

所述的真空热处理的温度950-1200℃，真空度8-12.5Mpa，持续时间24小时；低温处理的温度-80℃，时间8～12小时；高温处理：8～12小时180℃；精磨外圆的加工精度±0.0006mm；加工螺纹的磨削精度0.001mm。

本实用新型的工作原理：电机5的转子带动滚柱丝杆机构的螺母6和滚柱7转动，由于丝杆4不转动，因此滚柱丝杆机构和与其连接的工作台8就会沿着轨道9往复移动，实现转动与直线运动的转换。

Claims (5)

1.一种直线运动的转换装置，在底座(1)上面的两边各设有轨道(9)，在轨道(9)上滑动安装工作台(8)；在底座(1)上面的两端的轨道(9)之间各装有轴承座(2)，在两个轴承座(2)之间转动支撑丝杆(4)；在该丝杆(4)上装有滚柱丝杆机构，该滚柱丝杆机构的外壳(12)的上面与工作台(8)连接；其特征在于，所述的滚柱丝杆机构的螺母(6)与电机(5)的转子连接，螺母(6)与外壳(12)转动连接，电机(5)与外壳(12)连接。

2.根据权利要求1所述的直线运动的转换装置，其特征在于，所述的工作台(8)的两端通过滑块(10)安装在轨道(9)上。

3.根据权利要求1所述的直线运动的转换装置，其特征在于，所述的滚柱丝杆机构包括滚柱丝杆螺母(6)、滚柱(7)和滚柱丝杆外壳(12)，多个滚柱(7)呈行星状环绕在丝杆(4)的周围，并安装在滚柱丝杆螺母(6)内，滚柱丝杆螺母(6)转动安装在滚柱丝杆外壳(12)内。

4.根据权利要求1所述的直线运动的转换装置，其特征在于，所述的丝杆(4)通过轴承(3)安装在轴承座(2)内。

5.根据权利要求1所述的直线运动的转换装置，其特征在于，所述的滚柱丝杆螺母(6)、滚柱(7)、丝杆(4)上的螺纹采用相互配合的三头螺纹、五头螺纹或九头螺纹。