CN111113068A - 一种磁悬浮机床导轨 - Google Patents

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Abstract

本技术公开了一种磁悬浮机床导轨,包括底座、墙板、导轨和滑块模块,导轨上套装有滑块模块且滑块模块悬浮在导轨上;滑块模块包括U形滑块、滑块上盖、滑块前端盖和滑块后端盖,U形滑块的底部连接有电机次级、隔磁板一和法向支承电磁铁,U形滑块的两侧均连接有导向电磁铁和隔磁板一,U形滑块的上端连接有滑块上盖,滑块上盖连接有法向支承电磁铁和隔磁板一;导轨依次穿过滑块前端盖上的预留开口、U形滑块与滑块上盖之间的腔体以及滑块后端盖上的预留开口,导轨上的与电机次级相对的一侧面设有电机初级。本技术的电磁铁布置合理,导轨受力均匀,导轨副散热性好,电磁铁间磁场不互相干涉,承载能力强,响应速度快。

Description

一种磁悬浮机床导轨
技术领域
本技术涉及导轨技术领域,具体涉及一种磁悬浮机床导轨。
背景技术
磁悬浮技术出现在上个世纪,从问世以来就受到了人们的广泛关注,人们将该项技术成功地运用到了列车和轴承上,产生了磁悬浮列车和磁悬浮轴承,但人们在机床导轨上运用磁悬浮技术还未取得突破性进展,国内外还没有将磁悬浮导轨运用到机床产品中的报道,其主要有电磁铁布置不合理导致导轨受力不均产生颤振,各电磁铁间磁场的相互干涉,电磁铁线圈生热量大影响传感器的精度等问题,与传统的机床导轨相比,磁悬浮导轨具有无摩擦、无磨损、无需润滑、无爬行现象、精度高、寿命长等优点。磁悬浮导轨若能解决以上提到的问题,将具有广阔的发展前景。
发明内容
本技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种磁悬浮机床导轨,本磁悬浮机床导轨的电磁铁布置合理,导轨受力均匀,导轨副散热性好,电磁铁间磁场不互相干涉,承载能力强,响应速度快。
为实现上述技术目的,本技术采取的技术方案为:
一种磁悬浮机床导轨,包括底座、墙板、导轨和滑块模块,所述底座的两侧均连接有墙板,两个墙板之间连接有导轨,所述导轨上套装有滑块模块且滑块模块悬浮在导轨上;
所述滑块模块包括U形滑块、滑块上盖、滑块前端盖和滑块后端盖,所述U形滑块的底部连接有电机次级、隔磁板一和法向支承电磁铁,所述U形滑块的两侧均连接有导向电磁铁和隔磁板一,所述U形滑块的上端连接有滑块上盖,所述滑块上盖连接有法向支承电磁铁和隔磁板一,所述U形滑块的前端连接有滑块前端盖,所述滑块前端盖上安装有电风扇,所述U形滑块的后端连接有滑块后端盖;
所述导轨依次穿过滑块前端盖上的预留开口、U形滑块与滑块上盖之间的腔体以及滑块后端盖上的预留开口,所述导轨上的与电机次级相对的一侧面设有电机初级,所述导轨底部连接有隔磁板二且隔磁板二与U形滑块底部的隔磁板一相对设置,所述导轨两侧均连接有隔磁板二且隔磁板二与U形滑块两侧的隔磁板一相对设置,所述导轨顶部连接有隔磁板二且隔磁板二与滑块上盖上的隔磁板一相对设置。
作为本技术进一步改进的技术方案,所述法向支承电磁铁和导向电磁铁上均通过传感器支撑架安装有电涡流传感器。
作为本技术进一步改进的技术方案,所述U形滑块底部连接的隔磁板一有2条,所述电机次级位于2条隔磁板一之间,U形滑块底部连接的法向支承电磁铁有8个,靠近U形滑块底部左侧的隔磁板一的左侧有4个法向支承电磁铁,靠近U形滑块底部右侧的隔磁板一的右侧有4个法向支承电磁铁;所述导轨底部连接的隔磁板二有2条,所述电机初级位于2条隔磁板二之间,U形滑块底部连接的隔磁板一与导轨底部连接的隔磁板二相对间隙设置。
作为本技术进一步改进的技术方案,所述U形滑块左侧连接的隔磁板一有2条,U形滑块左侧连接的导向电磁铁位于2条隔磁板一之间且导向电磁铁有4个;所述导轨左侧连接的隔磁板二有2条,U形滑块左侧连接的隔磁板一与导轨左侧连接的隔磁板二相对间隙设置。
作为本技术进一步改进的技术方案,所述U形滑块右侧连接的隔磁板一有2条,U形滑块右侧连接的导向电磁铁位于2条隔磁板一之间且导向电磁铁有4个;所述导轨右侧连接的隔磁板二有2条,U形滑块右侧连接的隔磁板一与导轨右侧连接的隔磁板二相对间隙设置。
作为本技术进一步改进的技术方案,所述滑块上盖连接的隔磁板一有2条,滑块上盖连接的法向支承电磁铁有8个,靠近滑块上盖左侧的隔磁板一的左侧有4个法向支承电磁铁,靠近滑块上盖右侧的隔磁板一的右侧有4个法向支承电磁铁;所述导轨顶部连接的隔磁板二有2条,滑块上盖连接的隔磁板一与导轨顶部连接的隔磁板二相对间隙设置。
作为本技术进一步改进的技术方案,所述隔磁板一的外端面为凹陷的弧形,所述隔磁板二的外端面为凸起的弧形。
作为本技术进一步改进的技术方案,所述U形滑块底部的法向支承电磁铁与滑块上盖的法向支承电磁铁对称设置,U形滑块左侧的导向电磁铁与U形滑块右侧的导向电磁铁对称设置。
作为本技术进一步改进的技术方案,所述滑块前端盖和滑块后端盖上开设有若干个散热孔。
作为本技术进一步改进的技术方案,所述导轨通过螺栓固定连接在墙板上。
与现有技术相比,本技术的有益效果为:一种磁悬浮机床导轨具有电磁铁布置合理,导轨受力均匀,导轨副散热性好,电磁铁间磁场不互相干涉,承载能力强,响应速度快的优点。
附图说明
图1是本技术的整体结构示意图。
图2为本技术底座和墙板装配透视图。
图3为本技术导轨结构示意图。
图4为本技术导轨和电机初级装配示意图。
图5为本技术滑块模块结构示意图。
图6为本技术滑块前端盖安装电风扇后的结构示意图。
图7为本技术滑块前端盖结构示意图。
图8为本技术U形滑块、滑块上盖内部装配示意图。
图9为本技术U形滑块隐藏右侧面的结构示意图。
图10为本技术导轨与U形滑块、滑块上盖相对位置示意图。
图11是本技术电磁铁和传感器示意图。
图中:1、底座;2、墙板;3、导轨;4、滑块模块;5、隔磁板二;6、电机初级;7、U形滑块;8、滑块上盖;9、滑块前端盖;10、滑块后端盖;11、散热孔;12、电机次级;13、电风扇;14、预留开口;15、隔磁板一;16、法向支承电磁铁;17、导向电磁铁;18、传感器支撑架;19、电涡流传感器。
具体实施方式
下面根据图1至图11对本技术的具体实施方式作出进一步说明:
如图1所示,一种磁悬浮机床导轨,包括底座1、墙板2、导轨3和滑块模块4。如图2所示,所述底座1的两端均通过螺栓连接有墙板2,两个墙板2之间通过螺栓固定连接有导轨3,所述导轨3上套装有滑块模块4且滑块模块4悬浮在导轨3上。
如图5所示,所述滑块模块4包括U形滑块7、滑块上盖8、滑块前端盖9和滑块后端盖10。如图8至图10所示,所述U形滑块7的底部连接有电机次级12、隔磁板一15和法向支承电磁铁16,所述U形滑块7的左右两侧均连接有导向电磁铁17和隔磁板一15,所述U形滑块7的上端连接有滑块上盖8,所述滑块上盖8连接有法向支承电磁铁16和隔磁板一15,所述U形滑块7的前端连接有滑块前端盖9,如图6和图7所示,所述滑块前端盖9上安装有电风扇13,所述U形滑块7的后端连接有滑块后端盖10。
所述导轨3依次穿过滑块前端盖9上的预留开口14、U形滑块7与滑块上盖8之间的腔体以及滑块后端盖10上的预留开口14,如图3、图4、图10所示,所述导轨3上的与电机次级12相对的一侧面设有电机初级6,所述导轨3底部连接有隔磁板二5且隔磁板二5与U形滑块7底部的隔磁板一15相对设置,所述导轨3左右两侧均连接有隔磁板二5且隔磁板二5与U形滑块7左右两侧的隔磁板一15分别相对设置,所述导轨3顶部连接有隔磁板二5且隔磁板二5与滑块上盖8上的隔磁板一15相对设置。
如图11所示,所述法向支承电磁铁16和导向电磁铁17上均通过传感器支撑架18安装有电涡流传感器19。
如图8和图9所示,所述U形滑块7底部连接的隔磁板一15有2条,所述电机次级12位于2条隔磁板一15之间,U形滑块7底部连接的法向支承电磁铁16有8个,靠近U形滑块7底部左侧的隔磁板一15的左侧有4个法向支承电磁铁16,靠近U形滑块7底部右侧的隔磁板一15的右侧有4个法向支承电磁铁16;如图4所示,所述导轨3底部连接的隔磁板二5有2条,所述电机初级6位于2条隔磁板二5之间,U形滑块7底部连接的隔磁板一15与导轨3底部连接的隔磁板二5相对间隙设置。
如图8和图9所示,所述U形滑块7左侧连接的隔磁板一15有2条,U形滑块7左侧连接的导向电磁铁17位于2条隔磁板一15之间且导向电磁铁17有4个;如图4所示,所述导轨3左侧连接的隔磁板二5有2条,U形滑块7左侧连接的隔磁板一15与导轨3左侧连接的隔磁板二5相对间隙设置。
同理U形滑块7左侧结构,所述U形滑块7右侧连接的隔磁板一15有2条,U形滑块7右侧连接的导向电磁铁17位于2条隔磁板一15之间且导向电磁铁17有4个;所述导轨3右侧连接的隔磁板二5有2条,U形滑块7右侧连接的隔磁板一15与导轨3右侧连接的隔磁板二5相对间隙设置。
同理U形滑块7底部结构,所述滑块上盖8连接的隔磁板一15有2条,滑块上盖8连接的法向支承电磁铁16有8个,靠近滑块上盖8左侧的隔磁板一15的左侧有4个法向支承电磁铁16,靠近滑块上盖8右侧的隔磁板一15的右侧有4个法向支承电磁铁16;所述导轨3顶部连接的隔磁板二5有2条,滑块上盖8连接的隔磁板一15与导轨3顶部连接的隔磁板二5相对间隙设置。
本实施例的隔磁板一15的外端面为凹陷的弧形,所述隔磁板二5的外端面为凸起的弧形。
本实施例的U形滑块7底部的法向支承电磁铁16与滑块上盖8的法向支承电磁铁16对称设置,U形滑块7左侧的导向电磁铁17与U形滑块7右侧的导向电磁铁17对称设置。
如图6和图7所示,本实施例的滑块前端盖9和滑块后端盖10上均开设有若干个散热孔11。导轨采用合金材质。
工作原理:法向支承电磁铁16通电后产生磁场,导轨3上下两侧便受到法向支承电磁铁16的吸引力,从而将导轨3悬浮起来,导向电磁铁17通电后产生磁场,导轨3的左右两侧便受到了导向电磁铁17的吸引,从而在水平方向保持平衡,法向支承电磁铁16和导向电磁铁17上通过传感器支撑架18安装有电涡流传感器19,若导轨3在水平或则竖直方向上发生位移,电涡流传感器19的探头便会探知位移变化,电涡流传感器19将导轨3位移变化引起的磁场变化转化为电信号传递给外部控制器,外部控制器控制导向电磁铁17和法向支承电磁铁16的电流,从而控制了导向电磁铁17和法向支承电磁铁16的磁场,进一步的将导轨3拉回到平衡位置,电机初级6和电机次级12组成直线电机,电机次级12通电,在电机次级12带动滑块模块4在导轨3上滑动,电风扇13通电将导向电磁铁17、法向支承电磁铁16、电机初级6、电机次级12的线圈和磁铁产生的热量带走,通过散热孔11散热,避免过热对电涡流传感器19的精度产生影响,也避免了过热导致导轨副的变形,保证导轨副的精度,竖直方向的隔磁板一15和隔磁板二5的左右两侧用来阻隔法向支承电磁铁16和直线电机中电机初级6和电机次级12产生的磁场之间的相互干涉,水平方向的隔磁板一15和隔磁板二5的上下两侧用来阻隔导向电磁铁17和法向支承电磁铁16产生的磁场之间的相互干涉,从而保证导轨3的平衡性,导轨3用螺栓固定在墙板2上上,用来防止加工时的颤振。
本实施例的各个部件供电方式采用现有技术,且外部控制器控制方式以及各个部件与外部控制器之间的电连接方式也采用现有技术,不在技术的保护范围内。
本技术的保护范围包括但不限于以上实施方式,本技术的保护范围以权利要求书为准,任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本技术的保护范围。

Claims (10)

1.一种磁悬浮机床导轨,其特征在于:包括底座、墙板、导轨和滑块模块,所述底座的两侧均连接有墙板,两个墙板之间连接有导轨,所述导轨上套装有滑块模块且滑块模块悬浮在导轨上;
所述滑块模块包括U形滑块、滑块上盖、滑块前端盖和滑块后端盖,所述U形滑块的底部连接有电机次级、隔磁板一和法向支承电磁铁,所述U形滑块的两侧均连接有导向电磁铁和隔磁板一,所述U形滑块的上端连接有滑块上盖,所述滑块上盖连接有法向支承电磁铁和隔磁板一,所述U形滑块的前端连接有滑块前端盖,所述滑块前端盖上安装有电风扇,所述U形滑块的后端连接有滑块后端盖;
所述导轨依次穿过滑块前端盖上的预留开口、U形滑块与滑块上盖之间的腔体以及滑块后端盖上的预留开口,所述导轨上的与电机次级相对的一侧面设有电机初级,所述导轨底部连接有隔磁板二且隔磁板二与U形滑块底部的隔磁板一相对设置,所述导轨两侧均连接有隔磁板二且隔磁板二与U形滑块两侧的隔磁板一相对设置,所述导轨顶部连接有隔磁板二且隔磁板二与滑块上盖上的隔磁板一相对设置。
2.根据权利要求1所述的磁悬浮机床导轨,其特征在于:所述法向支承电磁铁和导向电磁铁上均通过传感器支撑架安装有电涡流传感器。
3.根据权利要求2所述的磁悬浮机床导轨,其特征在于:所述U形滑块底部连接的隔磁板一有2条,所述电机次级位于2条隔磁板一之间,U形滑块底部连接的法向支承电磁铁有8个,靠近U形滑块底部左侧的隔磁板一的左侧有4个法向支承电磁铁,靠近U形滑块底部右侧的隔磁板一的右侧有4个法向支承电磁铁;所述导轨底部连接的隔磁板二有2条,所述电机初级位于2条隔磁板二之间,U形滑块底部连接的隔磁板一与导轨底部连接的隔磁板二相对间隙设置。
4.根据权利要求3所述的磁悬浮机床导轨,其特征在于:所述U形滑块左侧连接的隔磁板一有2条,U形滑块左侧连接的导向电磁铁位于2条隔磁板一之间且导向电磁铁有4个;所述导轨左侧连接的隔磁板二有2条,U形滑块左侧连接的隔磁板一与导轨左侧连接的隔磁板二相对间隙设置。
5.根据权利要求4所述的磁悬浮机床导轨,其特征在于:所述U形滑块右侧连接的隔磁板一有2条,U形滑块右侧连接的导向电磁铁位于2条隔磁板一之间且导向电磁铁有4个;所述导轨右侧连接的隔磁板二有2条,U形滑块右侧连接的隔磁板一与导轨右侧连接的隔磁板二相对间隙设置。
6.根据权利要求5所述的磁悬浮机床导轨,其特征在于:所述滑块上盖连接的隔磁板一有2条,滑块上盖连接的法向支承电磁铁有8个,靠近滑块上盖左侧的隔磁板一的左侧有4个法向支承电磁铁,靠近滑块上盖右侧的隔磁板一的右侧有4个法向支承电磁铁;所述导轨顶部连接的隔磁板二有2条,滑块上盖连接的隔磁板一与导轨顶部连接的隔磁板二相对间隙设置。
7.根据权利要求6所述的磁悬浮机床导轨,其特征在于:所述隔磁板一的外端面为凹陷的弧形,所述隔磁板二的外端面为凸起的弧形。
8.根据权利要求7所述的磁悬浮机床导轨,其特征在于:所述U形滑块底部的法向支承电磁铁与滑块上盖的法向支承电磁铁对称设置,U形滑块左侧的导向电磁铁与U形滑块右侧的导向电磁铁对称设置。
9.根据权利要求1所述的磁悬浮机床导轨,其特征在于:所述滑块前端盖和滑块后端盖上开设有若干个散热孔。
10.根据权利要求1所述的磁悬浮机床导轨,其特征在于:所述导轨通过螺栓固定连接在墙板上。
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