CN102401101A

CN102401101A - 扭力滑块

Info

Publication number: CN102401101A
Application number: CN2010102852703A
Authority: CN
Inventors: 孙长顺
Original assignee: 张旸斌
Priority date: 2010-09-10
Filing date: 2010-09-10
Publication date: 2012-04-04

Abstract

一种滑块，是一种线性滑动轴承，具体为具有扭转能力的滑块。由套筒架、滚珠、闭合滚珠管以及其他辅助配套构件组成；滚珠在闭合滚珠管内滚动循环，闭合滚珠管设置在套筒架内；闭合滚珠管与套筒内壁相交，在侧面设置开口；滚珠在闭合滚珠管的开口处呈半裸露状态突出；滑块既能向外传出扭力，又能沿轴向主动滑动。

Description

扭力滑块

本发明涉及一种滑动轴承，是一种线性滑块，具体为具有扭转能力的滑块。

背景技术：

目前，常见的滑动轴承；在线性滑动系列中，尚缺少既能沿轴滑动，又能将轴动力传递给从动件的轴承或滑块。

发明内容：

本发明涉及的滑动轴承，可填补上述滑动轴承的功能空缺，能够在沿轴滑动的同时将轴动力传给与之连接的从动件。

本滑动轴承(或称滑块)，由套筒架、滚珠、闭合滚珠管以及其他辅助配套构件组成(图1)。滚珠在闭合滚珠管内滚动循环，闭合滚珠管设置在套筒架内；闭合滚珠管与套筒内壁相交，在侧面设置开口；滚珠在闭合滚珠管的开口处呈半裸露状态突出。

本滑动轴承所对应的转动轴，是设有滚珠槽的圆轴或其变形；其截面大致呈U型，其侧壁，一侧与滚珠吻合，另一侧与套筒架上的悬挑构造吻合。

滑动轴承的套筒架，是一刚性筒状构件，套装在转动轴上并可沿轴向滑动，工作时随轴转动并将轴动力传给与之连接的从动件。

为使套筒既能高效滑动，又能随转动轴同步转动，并同时对从动件产生强大扭力，采用使滚珠正对圆轴上所设滚珠槽的槽壁的方法，利用槽壁对滚珠的挤压使套筒架产生扭力，将轴动力传给从动件。

闭合滚珠管的开口，在以套筒架内圆半径线的一侧设置，使裸露出来的滚珠与槽壁直接接触。轴动力通过槽壁传给滚珠，滚珠又将动力传递给闭合滚珠管，闭合滚珠管再将动力传递给套筒架。套筒架与转动轴之间不直接相连。

滚珠管，是一刚形管，是用两条直圆筒在两端用弯道连接，形成闭合通道，滚珠可在管内依序循环；滚珠管设置在套筒架上，其回路部分隐蔽在套筒架内部，其开口部分半裸露在套筒架内壁。开口设置在径向的一侧，与转动轴的滚珠槽对应；开口尺寸，既能保证滚珠不掉落，又能使之有足够露出，目的在于保证与滚珠槽侧壁有效接触的面积。

滚珠管可与套筒架联体设置，使滑块结构更简单；若单独设置滚珠管，则套筒架也要设置对应的悬挑，对其提供支撑。

滚珠，是在滚珠管中依序滚动循环的圆球，有一定数量的滚珠组，足以填满闭合滚珠管；在滚珠管开口处的滚珠，在与转动轴接触并发生滚动后，滚进滚珠管的循环管段，同时有又有新的滚珠从循环段滚出，按顺序接替向前滚出的滚珠，继续与转动轴上的滚珠槽壁接触传力，循环往复。

图1结构的滑动轴承不具备主动沿转动轴滑动的能力，只能将轴动力传递给与之连接的从动件，滚珠沿转动轴槽壁的滚动是在外力作用下的被动滚动；若不设外力，则滚珠不滚动，因此滑动轴承也就不产生轴向滑动。欲使滑块既能向外传出扭力，又能沿轴向主动滑动，就须使滚珠主动滚动；为此，在闭合滚珠管开口段与之并行设置螺旋绞刀，用绞刀拨动滚珠，使之相对转动轴主动滚动；滚珠的主动滚动，带动套筒架沿轴向滑动。

螺旋绞刀(图2)平行设置在闭合滚珠管开口段的外侧，或设置在循环段上并与平行，绞刀轴以套筒架为支架，外接外部动力，在外部动力作用下旋转，带动绞刀推挤滚珠，进而带动滑动轴承滑动。

绞刀轴的动力，可单独设置动力源，也可利用转动轴的动力转换获得。在绞刀轴上设置啮合小齿轮，与安装在机架上且能与滑块同步滑动的大齿轮啮合，小齿轮沿大齿轮星型滚动，使绞刀轴获得动力。

安装在机架上的大齿轮，具有调节绞刀转速的作用。在转动轴转速固定的情况下，沿正向或反向转动大齿轮，可是小齿轮相对大齿轮的转速变化，从而引起绞刀轴转速的变化，达到调整绞刀转速的目的。大齿轮套装在转动轴和滑动轴承的绞刀轴外，其支架与套筒架固定连接同步滑动，其转动的动力来自外部。

在转动轴低速转动的情况下，滑动轴承闭合滚珠管的循环段、开口段可分开设置(图3、4)，开口段仍设在套筒架上，循环段相对套筒架成为外设机构；循环段固定设置在套筒架外，只随套筒架同步轴向滑动，而不沿轴向转动；一个循环段，对应若干开口段。

上以，是以转动轴是主动件而滑块为从动件来论述的，实施中若取滑块为主动件，而转动轴为从动件，以上各构造仍然有效。

附图说明：

图1：本图是滑块随转动轴按顺时针旋转的示意。

表示滑动轴承的轴承架、滚珠、闭合滚珠管以及转动轴之间的关系图，是在滑动轴承中间部位的横截面图。表示滑动轴承套装在转动轴上；滚珠与转动轴上的滚珠槽在侧壁上接触传力；闭合滚珠管设在套筒架上，并在套筒架内壁有部分露出，在其侧面(由轴心向外放射方向的一侧)设有开口。本图只画出了一个闭合滚珠管，可根据需要设置若干个。

滚珠管与转动轴平行设置，分开口段和循环段，在套筒架两端设连接弯道，将两段管连接成闭合环。

1代表套筒架；2代表滚珠；3代表套筒架的悬挑部分，该构造沿轴向呈条状，连续支撑闭合滚珠管的开口段；4代表转动轴，滚动轴上设有与滚珠管和滚珠吻合的滚珠槽；5代表循环段的滚珠管；6代表开口段的滚珠管；2’代表与转动轴槽壁接触的滚珠。图2：表示具有主动滑动能力的滑块的构造情况，它是在图1的基础上增加了驱动绞刀，绞刀的转动拨动滚珠产生定向滚动，从而带动滑块沿转动轴向定向滑移。

本图，绞刀在套筒架内与开口段的闭合滚珠管平行设置，实施中也可使绞刀与循环段平行设置，利用滚珠之间的相互推挤获得在滚珠管里的定向循环，进而实现驱动滑块主动滑移的目的。

左图是滑动轴承(滑块)中部沿径向的部分断面，意在说明滚珠管及滚珠与绞刀之间的关系；有部分绞刀片露出滚珠管与滚珠接触，绞刀片推挤滚珠作定向滚动。

右图是沿滑块纵向剖切，取其具有代表性的中间部位的剖面图，这是利用轴动力来获得绞刀动力的装置。左边部分代表滑块，右边代表与套在转动轴和绞刀轴外的内齿齿轮；内齿齿轮与滑块同轴转动。内齿齿轮既可与套筒架相对固定设置，也可与套筒架设置相对转动；两者之间除可相对转动外，其他关系固定。

7代表设在套筒架上的绞刀孔；8代表绞刀轴；8.1代表绞刀片；9代表绞刀轴齿轮；10代表内齿齿轮；4.1代表转动轴与滑块之间的间隙；→和ω表示转动方向。

图3：表示滚珠管的开口段与循环段分离设置的滑块构造，是在图1的基础上变化而来的；开口段的构造措施基本不动，只是在弯道处断开，形成滚珠出入口，将循环段分离出来，不随套筒架转动；这种构，造滚珠管里的滚珠数量，需流出1-2颗滚珠的间隙；当开口段的滚珠向前滚动后面就会出现间隙，当间隙足够多于半个滚珠的尺度时，循环段里的滚珠落下，进入开口段，同时开口段的弯道口和挡珠环共同作用，将落下的滚珠挤进开口段；当间隙少于半个滚珠的尺度时，循环段里的滚珠不下落，或下落后再被挤回循环段；当间隙刚好是半个球的尺度时，设置在开口段弯道处的弹簧片与滚珠碰撞，然后产生变形并带动滚珠转动，进而将滚珠压进开口段，或弹回循环段。

滚珠挤进开口段的同时，又推挤其他滚珠定向滚动，由此可带动滑块主动滑动。

开口段的滚珠入口和出口，将套筒架两端设成圆柱状(与转动轴同轴)，将弯道开口设置其上；滚珠入口端的开口沿转动方向向前倾斜，滚珠出口端的开口沿转动方向向后倾斜，方便滚珠的滚入及滚出。

入口端的开口，是个复杂形状的弧线形立体阔口；开口底部(截面)是个圆弧面，与滚珠的滚动轨迹相吻合；开口在柱面上表现为一个大阔口，阔口的始点端和终点端倾角不同，滚珠由循环段进入开口段需要一定时间长度，在此时间内圆柱会转过一定角度，因此，自开口的前部(按转动方向)开始由浅入深逐步进入，直至套筒架端头圆筒的内壁，而后部也应有一定倾斜，以利于滚珠的滚入和充分利用滚珠原有惯性；此外，因弹簧片需挑出一定长度方能发挥效果，故设置开口时还得把弹簧片悬挑的长度算进去，综合确定开口前面的始位置和后面的终点位置。

入口处的弹簧片顺柱面设置在开口后，外面与柱面平，并挑出一定长度，同时将弹簧片前端下面的柱体挖空，给弹簧留出变形空间。

出口端的开口是个圆孔，而与之对应的循环段滚珠管循环段上的接口，则与入口端的开口类似。出口处的开口倾斜方向相反，弹簧片设在挡环上。

这种方法形成的滑块，无论开口段数量的多少，循环段滚珠管只需一个，无论是哪个开口段，只要其空隙满足引进滚珠的条件时，都能得到补充滚珠。

要保证滑块的有效运转，必须使分离出来的循环管不转动，而确定循环管不转动的方式，可以采用偏心、配重、依附机架支撑等措施。

11代表挡环，套接在套筒架端头的柱面上，不转动，中间设供滚珠管循环段弯道的开口，如11.1所指；12代表循环段弯道的端口，它与柱面吻合；13代表滚珠管开口段弯道的端口，按滚珠滚入和滚出的不同倾斜方向相反；14代表滚珠管循环段；15代表弹簧片；16代表弹簧片下面的镂空空间，利于弹簧变形。

图4：表示闭合滚珠管循环段与开口段分离设置的另一种形式，开口设在套筒架的端顶。本图与图3构造意图相同，即开口段的滚珠管可设若干个，而循环段的滚珠管同样只设一个。

左图，在滑块中间部位的轴向截面图；右图，滚珠入口端面上(开口端)滚珠管管口的正面图，即左图的局部左侧面图，呈圆弧形。

本图所示的滑块构造特点，是在端头设置了拨刀；入口端的拨刀，固定设置在套筒架上，随套筒架旋转，在转动中切入循环段滚珠管上设置的开口，将滚珠挤进开口段；出口端的拨刀，固定设置在循环段的滚珠管上，在开口段的滚珠管上设置开口。拨刀前端设置弹簧片，机理与图3的相同。

入口端，用拨刀拨出滚珠也需要一个时间过程，即滚珠是逐渐的由循环段过度到开口段的滚珠管里的，因此，对应的开口段的接口也是一个逐渐入深的阔口，是一段呈圆弧状的平面开口。出口端，阔口设在循环管上，与开口同理。

挡珠环设在端顶，与循环段滚珠管固定连接，固定设置。

17代表安装拨刀的刀架；18代表拨刀的斜面，用以挤压滚珠，使之移动。19代表弹簧片；5.1代表设在循环段滚珠管上的开口，拨刀由此切入；20代表圆弧形阔口。

具体实施方式：

以图1所示的类型为例，设一个套筒架上含两个闭合滚珠管：

1、用刚性材料制作套筒架：选一段钢管截取适当长度作为套筒架；

2、闭合滚珠管直线部分加工：

a.通过钢管轴心划一直线，产生两条线段，分别作为两个闭合滚珠管的基位；

b.以钢管轴心为圆心画两个同心圆，分别于上面的两线段相交，出现四个交点；

c.同一线段上的两个交点为一组，分别循环段、开口段滚珠管的圆心；

d.按同一半径以上述4圆心分别钻孔，得出滚珠管的直线部分。

3、闭合滚珠管弯道部分加工：

a.选内径与滚珠管内径相同的钢管，以上述所画同心圆的半径之差为直径弯制2个圆环；

b.将圆环一分为二，得出半圆形的弯道；

c.分别将4个弯道与4条直线部分的滚珠管对接、固定，形成闭合管道(先装滚珠)。

4、加工开口段：钢管在进行完1、2步工作后，按图1所示之1所示的构造形状(注意，图1是一组闭合滚珠管，现在已经变成两组孔了)，铣削套筒架内外壁，形成开口段。

5、装入滚珠，固定连接。

6、扭力滑块形成。

Claims

1.一种滑块，是一种具有扭转能力的滑动轴承，由套筒架、滚珠、闭合滚珠管以及其他辅助配套构件组成，滚珠在闭合滚珠管内滚动循环，闭合滚珠管设置在套筒架内，其特征在于：闭合滚珠管与套筒内壁相交，在侧面设置开口，使滚珠在开口处与转动轴滚珠槽侧壁相交传力；套筒架设置悬挑构造，支撑开口段滚珠管或直接支撑滚珠。

2.如权利要求1所述的滑动轴承，其特征在于：在闭合滚珠管开口段与之并行设置螺旋绞刀，用绞刀拨动滚珠，使之相对转动轴主动滚动，带动套筒架沿轴向主动滑动；在绞刀轴上设置啮合小齿轮，与安装在机架上且能与滑块同步滑动的大齿轮啮合，小齿轮沿大齿轮星型滚动，使绞刀轴获得动力；通过调整大齿轮转速，进而调节绞刀转速。

3.如权利要求1所述的滑动轴承，其特征在于：闭合滚珠管的循环段、开口段可分开设置，一个循环段对应多个开口段。