TWI412424B - 支撐軸承 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種支撐軸承,特別是關於一種能提供軸向支撐力予大型旋轉模組之軸向支撐軸承。
在設計工具機的大型旋轉模組時,最重要的課題就是軸承組是否能提供良好的支撐力,俾令旋轉模組得以具有足夠的精度和剛性,而現今多以所謂的YRT轉台軸承來作為大型旋轉模組之軸承組。
如DE4227366A1及DE102005053622A1號德國專利案所示之YRT轉台軸承,即為一種以三片式滾柱軸承的形式將徑向軸承及軸向軸承一體設置之架構,其中,DE102005053622A1號專利案所示之YRT轉台軸承雖與DE4227366A1號專利案所示之YRT轉台軸承具有差異,但大體來說,其差異處僅在三片式滾柱軸承的配置方式有所不同,而兩者同樣可供大型旋轉模組作為軸承組之用。
然而,YRT轉台軸承最大的缺點,就是其價格非常昂貴,以致工具機廠商始終無法降低其製造成本,同時,使用者在使用具有YRT轉台軸承的大型旋轉模組時,也因其設計架構係將軸向軸承與徑向軸承一體設置,所以往往無法對大型旋轉模組的精度及剛性進行精確的控制。
綜上所述,如何在能合理地控制成本的前提下,使大型旋轉模組同時具有更高的精度及剛性,已成為目前業界亟待解決的課題。
有鑒於上述習知技術之缺點,本發明之主要目的係在於提供一種可令大型旋轉模組同時具有高精度及高剛性之支撐軸承。
為了達到上述目的及其他目的,本發明遂提供一種支撐軸承,係用以提供軸向支撐力予大型旋轉模組,其特徵係在於該支撐軸承包含:本體;滑動軌道,係嵌設於該本體;以及複數個滾動元件,係滾動自如地設置於該滑動軌道中,且凸出該本體之頂面。
於一實施形態中,該支撐軸承復包括嵌設於該本體之滾動軌道,而該複數個滾動元件復滾動自如地放置於該滾動軌道中,並凸出該本體之底面。
綜上所述,本發明之支撐軸承在藉由本體、滾動軌道、滑動軌道、及滾動元件的交互搭配下,可單獨提供軸向支撐力予大型旋轉模組,俾使大型旋轉模組之軸向軸承及徑向軸承得以彼此分離,是以,不但能大幅降低廠商的製造成本,更能令大型旋轉模組的精度及剛性受到精確地控制。
以下係藉由特定的具體實施型態說明本發明之實施方式,熟悉此技術之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點與功效。本發明亦可藉由其他不同的具體實施型態加以施行或應用。
請一併參閱第1、2、3、4、5、6圖,其中,第1圖係為本發明之支撐軸承之分解結構示意圖,第2圖係為本發明之支撐軸承之組合結構示意圖,第3圖係為第2圖之支撐軸承沿著切線A所視之剖面示意圖,第4圖係為第2圖之支撐軸承沿著切線B所視之剖面示意圖,第5圖係為本發明之支撐軸承配置於大型旋轉模組中之剖面示意圖,而第6圖係為本發明之支撐軸承配置於大型旋轉模組之預壓軸承面上之俯視圖。
如圖所示,支撐軸承2係用以提供軸向支撐力予大型旋轉模組3,於本實施形態中,支撐軸承2包括本體21、一滾動軌道22、二滑動軌道23、及複數個滾動元件24,且該大型旋轉模組3係可具有滾動軸承面31、預壓軸承面32、轉盤33、及例示為斜角滾珠之徑向支撐軸承34,藉此,大型旋轉模組3之軸向軸承與徑向軸承得以設計為彼此分離的形式。
本體21上係可依據使用者之需求設有一滾動軌道22及二滑動軌道23,於本實施形態中,滾動軌道22及滑動軌道23係可穿設於本體21之兩端側,並設置於本體21之頂面21a及底面21b,以形成環狀的軌道結構。
而滾動軌道22及滑動軌道23中係設置有複數個例示為滾珠及/或滾柱之滾動元件24,具體來說,如第4及5圖所示,嵌設於滾動軌道22中之滾動元件24係凸出本體21之底面21b,用以抵頂於大型旋轉模組3之預壓軸承面32,而如第3及5圖所示,嵌設於滑動軌道23中之滾動元件24係凸出本體21之頂面21a,用以抵頂於大型旋轉模組3之滾動軸承面31。
更進一步來說,為了穩固地將複數個滾動元件24設置於滾動軌道22及滑動軌道23中,本體21還可包含滾動軌道蓋板210、具有開槽2110之滾動軌道保持器211、滑動軌道蓋板212,及具有開槽2130之滑動軌道保持器213。
詳言之,滾動軌道蓋板210係裝卸自如地設置於該本體21之頂面21a,且蓋合於該滾動軌道22上,用以令複數個滾動元件24能穩固地設置於滾動軌道22中。滾動軌道保持器211係裝卸自如地設置於該本體21之底面21b,且蓋合於該滾動軌道22上,用以令複數個滾動元件24穩固地設置於滾動軌道22中,並得以經由開槽2110凸出該本體21之底面21b。
滑動軌道蓋板212係設置於本體21之底面21b,且蓋合於該滑動軌道23上,用以令複數個滾動元件24能穩固地設置於滑動軌道23中。而滑動軌道保持器213係裝卸自如地設置於該本體21之頂面21a,且蓋合於該滑動軌道23上,用以令複數個滾動元件24得以穩固地設置於滑動軌道23中,並經由該開槽2130凸出本體21之頂面21a。
因此,當大型旋轉模組3進行旋轉時,複數個滾動元件24係於滾動軌道22及滑動軌道23中以相反的方向進行循環移動,而為了提高旋轉的順暢性,滾動軌道保持器211之開槽2110及/或滑動軌道保持器213之開槽2130,係可對應於大型旋轉模組3之旋轉直徑而形成為弧形。
值得一提的是,當滾動元件24設計為滾柱時,可提供較強的支撐力予大型旋轉模組3,但若欲使大型旋轉模組3具有較高的旋轉速度,亦可使用滾珠來製作滾動元件24,當然,依據設計者的需求亦可同時使用滾柱及滾珠來形成滾動元件24。
此外,本體21可包含溫度量測介面214及冷卻循環管路215,具體來說,因滾動元件24於滾動時會產生熱量,提高本體21的溫度,所以冷卻循環管路215可提供冷卻的效果,以令本體21之溫度能維持在適當的範圍內,進而提高使用壽命。當然,若溫度量測介面214測得的溫度過高時,使用者亦可主動地調高冷卻循環管路215之運作效率來對本體21進行降溫,以減少相關的熱應變,藉此進一步提升加工精度。
再者,本體21另可設置有鎖固介面216,以利使用者將支撐軸承2鎖固於大型旋轉模組3之預壓軸承面32上,當然,預壓軸承面32上所具有的支撐軸承2之數量及設置位置,係可隨著不同的負載需求而有所調整,具體來說,本發明之支撐軸承2可依照體積大小提供600KG~2000KG的基本動額定負荷。
另須先提出說明的是,本發明之支撐軸承2係可依據不同的負載情形彈性地調整滾動軌道22及滑動軌道23的數量,例如,在負載較小不需提供預壓的情形,本體21上可僅設置有一滑動軌道23;而在負載較大的情形需要提供預壓及更大的支撐力的情形,本體21上可相應地設置更多滾動軌道22及滑動軌道23。
實際地將單一個支撐軸承2設置於大型塘床中作測試,使用預壓400kg加上負荷600kg~1200kg,並以5rpm的速度來進行運轉,假設運轉一圈將精度控制於0.02 mm之內,在此運轉條件下,支撐軸承2的壽命可高達10000小時。而若以鏟花精度調整的方式,則可達成極高的台面偏擺精度,例如在長度為1250mm的滾動軸承面上,支撐軸承2之軸向精度可達到0.0015mm。
綜上所述,藉由本體、滾動軌道、滑動軌道、及滾動元件的交互搭配,本發明之支撐軸承可單獨提供軸向支撐力予大型旋轉模組,俾使大型旋轉模組的徑向軸承及軸向軸承彼此分離,進而具有令大型旋轉模組的精度及剛性得以進行精確的控制。而相較於習知技術,由於本發明之支撐軸承係以模組化的形式單獨提供大型旋轉模組作為軸向軸承,所以可取代成本高、剛性及精度不易精確地控制之YRT轉台軸承,進而進低廠商的製造成本。
上述實施型態僅例示性說明本發明之原理及其功效,而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下,對上述實施型態進行修飾與改變。因此,本發明之權利保護範圍,應如後述之申請專利範圍所列。
2...支撐軸承
21...本體
21a...頂面
21b...底面
210...滾動軌道蓋板
211...滾動軌道保持器
212...滑動軌道蓋板
213...滑動軌道保持器
2110、2130...開槽
214...溫度量測介面
215...冷卻循環管路
216...鎖固介面
22...滾動軌道
23...滑動軌道
24...滾動元件
3...大型旋轉模組
31...滾動軸承面
32...預壓軸承面
33...轉盤
34...徑向支撐軸承
A、B...切線
第1圖係為本發明之支撐軸承之分解結構圖;
第2圖係為本發明之支撐軸承之組合結構圖;
第3圖係為本發明之支撐軸承之一剖面結構圖;
第4圖係為本發明之支撐軸承之另一剖面結構圖;
第5圖係為本發明之支撐軸承配置於大型旋轉模組中之剖面結構圖;以及
第6圖係為本發明之支撐軸承配置於大型旋轉模組中之俯視結構圖。
2...支撐軸承
210...滾動軌道蓋板
211...滾動軌道保持器
212...滑動軌道蓋板
213...滑動軌道保持器
2110、2130...開槽
216...鎖固介面
22...滾動軌道
23...滑動軌道
24...滾動元件
Claims (11)
- 一種支撐軸承,係用以提供軸向支撐力予大型旋轉模組,其特徵係在於該支撐軸承包含:本體;滑動軌道,係環設於該本體之內部,且於該本體之頂面及底面外露部份該滑動軌道;以及複數個滾動元件,係滾動自如地設置於該滑動軌道中,並凸出該本體之頂面;其中,該本體係包含具有開槽之滑動軌道保持器,係裝卸自如地設置於該本體之頂面,且蓋合於該滑動軌道上,用以令該複數個滾動元件穩固地設置於該滑動軌道中,並經由該開槽凸出該本體之頂面,而於該大型旋轉模組進行旋轉運動時,該複數個滾動元件係於該滑動軌道中進行循環移動。
- 如申請專利範圍第1項所述之支撐軸承,復包括嵌設於該本體之滾動軌道,而該複數個滾動元件復滾動自如地設置於該滾動軌道中,並凸出該本體之底面。
- 如申請專利範圍第1項所述之支撐軸承,其中,該滾動元件係為滾珠或滾柱。
- 如申請專利範圍第2項所述之支撐軸承,其中,該滾動軌道係環設於該本體之內部,且於該本體之頂面及底面外露部分該滾動軌道,而於該大型旋轉模組進行旋轉運動時,該複數個滾動元件係於該滾動軌道中進行循環移動。
- 如申請專利範圍第4項所述之支撐軸承,其中,該複數個滾動元件係分別於該滾動軌道及該滑動軌道中以相反的方向進行循環移動。
- 如申請專利範圍第4項所述之支撐軸承,其中,該本體係包含滾動軌道蓋板,係裝卸自如地設置於該本體之頂面,且蓋合於該滾動軌道上,用以令該複數個滾動元件穩固地設置於滾動軌道中。
- 如申請專利範圍第4項所述之支撐軸承,其中,該本體係包含具有開槽之滾動軌道保持器,係裝卸自如地設置於該本體之底面,且蓋合於該滾動軌道上,用以令該複數個滾動元件穩固地設置於滾動軌道中,並經由該開槽凸出該本體之底面。
- 如申請專利範圍第7項所述之支撐軸承,其中,該滾動軌道保持器之開槽係形成為弧形,用以配合該大型旋轉模組之旋轉直徑。
- 如申請專利範圍第4項所述之支撐軸承,其中,該本體係包含滑動軌道蓋板,係裝卸自如地設置於該本體之底面,且蓋合於該滑動軌道上,用以令該複數個滾動元件穩固地設置於滑動軌道中。
- 如申請專利範圍第1項所述之支撐軸承,其中,該滑動軌道保持器之開槽係形成為弧形,用以配合該大型旋轉模組之旋轉直徑。
- 如申請專利範圍第1項所述之支撐軸承,其中,該本體係包含冷卻循環管路或溫度量測介面。
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