專利名稱：一種基于直線軸承的升降裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于傳動(dòng)領(lǐng)域，涉及一種利用絲桿的升降裝置，特別是一種基于直線軸承的升降裝置。
背景技術(shù)：
絲桿傳動(dòng)是將轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)的很常見的一種方式，由于其傳動(dòng)平穩(wěn)、步進(jìn)給量少且可精確控制的特點(diǎn)，而常常用在各種對精度要求較高的場合，例如機(jī)床、數(shù)控車床等。在升降裝置中，也可利用絲桿傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)的絲桿升降裝置，主要是利用電機(jī)通過聯(lián)軸器帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)絲桿螺母上下位移，載物臺固定在絲桿螺母上進(jìn)而一起上下位移實(shí)現(xiàn)升降。絲桿兩側(cè)通常設(shè)有導(dǎo)柱導(dǎo)套，輔助定位，防止絲桿傾斜造成的角度偏差。常規(guī)的導(dǎo)柱為圓柱形，導(dǎo)套則為中間有圓柱形通孔的套環(huán)，套環(huán)與絲桿螺母相對靜止地固定連接。采用這種導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡單，傳動(dòng)不穩(wěn)定，精確度不高；且如果由于導(dǎo)柱、 導(dǎo)套的配合問題，而影響絲桿螺母的移動(dòng)，則會對整個(gè)機(jī)器設(shè)備的精度要求造成影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種精度高的基于直線軸承的升降裝置。本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)提供一種基于直線軸承的升降裝置， 包括底板、裝在所述底板上的電機(jī)、被所述電機(jī)帶動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)的絲桿、套在所述絲桿上的絲桿螺母以及固定于所述絲桿螺母上用于放置需要進(jìn)行升降的物品的承載臺，還包括安裝在所述絲桿一側(cè)且與之平行的導(dǎo)軌、套在所述導(dǎo)軌上的導(dǎo)套，所述導(dǎo)套與所述絲桿螺母固定連接從而隨其軸向移動(dòng)，所述導(dǎo)軌和導(dǎo)套構(gòu)成采用直線軸承的滑動(dòng)機(jī)構(gòu)。在上述的升降裝置中，所述絲桿兩側(cè)各設(shè)有一個(gè)所述采用直線軸承的滑動(dòng)機(jī)構(gòu)， 每個(gè)滑動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一個(gè)導(dǎo)軌和套設(shè)在所述導(dǎo)軌上的兩個(gè)導(dǎo)套。在上述的升降裝置中，所述滑動(dòng)機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)軌和在所述導(dǎo)軌上軸向位移的導(dǎo)套， 所述導(dǎo)套具有與所述導(dǎo)軌外表面相適配的滑槽，所述滑槽和導(dǎo)軌均為方形，且在所述導(dǎo)軌的兩側(cè)面上分別設(shè)有至少兩個(gè)沿軸向延伸的弧形滾道槽，所述導(dǎo)套的與之相接觸的兩側(cè)內(nèi)壁上分別設(shè)有相應(yīng)個(gè)滾珠腔，每個(gè)所述滾珠腔內(nèi)均設(shè)置有與所述滾道槽點(diǎn)接觸的滾珠。在上述的升降裝置中，所述導(dǎo)軌的兩側(cè)面分別設(shè)有兩個(gè)滾道槽，從而成工字型。在上述的升降裝置中，所述滾道槽的橫截面成90度弧形。在上述的升降裝置中，所述滾珠腔為腰圓形，且所述滾珠腔的中心平面與所述導(dǎo)套的橫截面成一銳角。在上述的升降裝置中，所述導(dǎo)套包括導(dǎo)套體、裝在所述導(dǎo)套體兩端的保持架、分別裝在每個(gè)保持架表面的凹槽內(nèi)的海綿、分別蓋在每個(gè)保持架和海綿外端面上并被螺釘固定的密封蓋。
在上述的升降裝置中，所述導(dǎo)套體的兩側(cè)各設(shè)有兩個(gè)通孔，且在兩側(cè)內(nèi)壁上各開設(shè)有兩個(gè)半圓槽，每個(gè)通孔及其相鄰的半圓槽構(gòu)成所述滾珠腔的中間部分。在上述的升降裝置中，每個(gè)所述保持架的與所述導(dǎo)套體接觸的端面上開設(shè)有U形槽，所述U形槽的兩端與所述導(dǎo)套體的其中一對通孔和半圓槽相接，而構(gòu)成所述滾珠腔的端部。在上述的升降裝置中，所述密封蓋上設(shè)置有為所述導(dǎo)套提供潤滑油的油嘴。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用方形導(dǎo)軌，從而在其上設(shè)置滾道槽，能有效提高直線移動(dòng)的精度，保證導(dǎo)軌導(dǎo)套的平穩(wěn)、精確地相對移動(dòng)，不會對絲桿螺母的軸向位移造成干涉。因此，本發(fā)明的升降裝置相對于現(xiàn)有的普通絲桿升降裝置，具有更好的精確度和平穩(wěn)性。


圖1是本發(fā)明的基于直線軸承的升降裝置的俯視圖；圖2是圖1所示升降裝置的正視圖；圖3是圖1所示升降裝置的左視圖；圖4是圖1中的滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的水平剖面圖；圖5是圖4所示滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的導(dǎo)套體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是圖4所示滑動(dòng)機(jī)構(gòu)未安裝滾珠時(shí)的水平剖面圖；圖7是圖6所示滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的A-A剖面圖；圖8是圖6所示滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的B-B剖面圖的部分試圖；圖9是圖6所示滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的C-C剖面圖；圖10是圖4所示滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的密封蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述， 但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。本發(fā)明涉及一種基于直線軸承的升降裝置，如圖1至圖3所示，包括輔助件、絲桿機(jī)構(gòu)和基于直線軸承的滑動(dòng)機(jī)構(gòu)。其中，如圖1、圖2所示，絲桿機(jī)構(gòu)包括提供動(dòng)力的電機(jī)100、與電機(jī)100的輸出端連接的聯(lián)軸器110、與聯(lián)軸器110連接從而被電機(jī)100帶動(dòng)而同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的絲桿130、裝在絲桿130兩端起支撐作用且具有滾動(dòng)軸承的絲桿支撐座150、套在絲桿130上的絲桿螺母140 以及與絲桿螺母140固定連接用于承載被升降物體的承載臺120。輔助件如圖1、圖3所示，包括底板510、裝在底板510上用于放置上述絲桿支撐座 150的工作臺520、置于底板510上用于支撐滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的襯板530以及裝在整個(gè)升降裝置側(cè)面和頂面的防護(hù)罩M0。在絲桿130的兩側(cè)，各設(shè)置有一個(gè)基于直線軸承的滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，如圖1所示，每個(gè)機(jī)構(gòu)均包括一個(gè)導(dǎo)軌1和套在所述導(dǎo)軌1上的兩個(gè)導(dǎo)套20，所有導(dǎo)套20與絲桿螺母140共同固定在承載臺底面上，因此相對靜止并同步運(yùn)動(dòng)。如圖1所示，本發(fā)明的導(dǎo)軌1平行于絲桿 130軸線地放置。
如圖4所示，本發(fā)明的采用直線軸承的滑動(dòng)機(jī)構(gòu)是基于直線軸承原理的，即導(dǎo)套 20為導(dǎo)軌1提供軸向無限行程而垂直于軸向的移動(dòng)則被完全限制住。而直線軸承屬于現(xiàn)有的公知技術(shù)，因此凡是利用直線軸承或者采用直線軸承技術(shù)作為導(dǎo)軌導(dǎo)套的裝配連接從而精確限制導(dǎo)套滑動(dòng)的機(jī)構(gòu)，都屬于本發(fā)明的基于直線軸承的滑動(dòng)機(jī)構(gòu)。當(dāng)然，為了獲得更好的效果，本發(fā)明在傳統(tǒng)的直線軸承技術(shù)上還做了進(jìn)一步地改進(jìn)，具體細(xì)節(jié)如下文描述。本發(fā)明的采用直線軸承的滑動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖4所示，包括導(dǎo)軌1和導(dǎo)套20，導(dǎo)軌1為長直桿，導(dǎo)套20內(nèi)側(cè)有與導(dǎo)軌外表面輪廓相適配的滑槽，導(dǎo)軌1即位于滑槽內(nèi)使得導(dǎo)套20可以沿著導(dǎo)軌1移動(dòng)。如圖4所示，導(dǎo)套20包括導(dǎo)套體2、保持架4、海綿5、密封蓋6、螺釘7、油嘴8。其中，導(dǎo)套體2如圖5所示，其構(gòu)成導(dǎo)套20的主體。導(dǎo)套體2成長方形，一側(cè)表面上開設(shè)有方形的通槽。在通槽的兩側(cè)壁上，分別開設(shè)有兩個(gè)半圓槽32，且兩側(cè)壁上的半圓槽 32對稱設(shè)置。半圓槽32和上述通槽均貫穿整個(gè)導(dǎo)套20，即槽長等于導(dǎo)套20的軸向長度。在每個(gè)半圓槽32的旁邊還設(shè)有與之平行的通孔31，則一共有四個(gè)所述通孔31。每個(gè)半圓槽32和與之相鄰的通孔31的中心軸平面與導(dǎo)套體2兩側(cè)壁上對稱設(shè)置的兩個(gè)半圓槽32的中心軸平面成一定傾斜角，且傾斜角小于45度。通孔31和半圓槽32內(nèi)都是用來放置滾珠30的，采用這種傾斜設(shè)計(jì)有利于受力的均勻，提高傳動(dòng)的精確度。如圖5所示，每個(gè)通孔31內(nèi)壁上套設(shè)有塑料套310。塑料套310內(nèi)徑與滾珠30的外徑相當(dāng)，使得滾珠30可剛好置于其中。采用塑料套310的好處在于，當(dāng)發(fā)生磨損，可以直接更換塑料套310即可，而無需整體換掉導(dǎo)套體2，從而節(jié)省資源避免浪費(fèi)。另外，塑料套 310也能提供一定的潤滑和彈性，減少磨損。為安裝滾珠的直線軸承滑動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖3所示。由圖6可知，保持架4安裝在導(dǎo)套體2兩端，且每個(gè)保持架4的與導(dǎo)套體2接觸的端面上均設(shè)有一個(gè)U形槽33，且U形槽33 的兩端與導(dǎo)套體的其中一對通孔31和半圓槽32相接。兩個(gè)U形槽33和一個(gè)通孔31、一個(gè)半圓槽32構(gòu)成了腰圓形滾珠腔3，其形狀如圖8所示，滾珠30即位于該滾珠腔3中。由圖 3可知U形槽33構(gòu)成了滾珠腔3的兩端端部，而通孔31、半圓槽32則為滾珠腔3的中間部分。滾珠腔3的中心平面也即半圓槽32和相對應(yīng)的通孔31的中心軸二者所在的平面。由圖7可知，滾珠腔3的中心平面與相對著的兩半圓槽32的中心平面成一個(gè)較小的傾斜角度，通常小于45度，例如30度角。如圖4、圖6所示，保持架4的一端面與導(dǎo)套體2端面相接，另一端面設(shè)有圓盤形凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)置有海綿5。海綿5外部裝有密封蓋6，密封蓋6蓋在保持架4的端面上并蓋住海綿5。海綿5的設(shè)置，能夠充分填補(bǔ)凹槽的空間，提供一定的支撐力，同時(shí)還能吸收潤滑油并在導(dǎo)套20在導(dǎo)軌1上移動(dòng)時(shí)將潤滑油涂在導(dǎo)軌1上，增強(qiáng)潤滑效果，提高機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性和精度。密封蓋6通過螺釘7固定到保持架4上，其結(jié)構(gòu)圖如圖10所示。由圖10可知，密封蓋6上接有油嘴8，油嘴80的潤滑油直接進(jìn)入到導(dǎo)軌1和導(dǎo)套20的接觸面上也即導(dǎo)套體 2的通槽內(nèi)壁上。密封鉛6的側(cè)面還設(shè)有側(cè)油嘴80，側(cè)油嘴80的潤滑油則進(jìn)入海綿5和密封蓋6與保持架4的接觸面內(nèi)，對導(dǎo)套20的構(gòu)件進(jìn)行潤滑，防止生銹。
在安裝時(shí)，先將滾珠30裝入導(dǎo)套體2和保持架4內(nèi)，將兩個(gè)保持架4分別裝在導(dǎo)套體2的兩端并固定，隨后將海綿5裝在兩個(gè)保持架4上，然后分別裝上密封蓋6，并用螺釘7擰緊固定，最后裝上油嘴8、側(cè)油嘴80。為了防止半圓槽32內(nèi)的滾珠30掉出，還可在導(dǎo)套體2的通槽底面上安裝定位板9，如圖9所示。定位板9與導(dǎo)套體2的軸向長度相當(dāng)， 兩端被兩個(gè)保持架4抵住而不會軸向移動(dòng)。定位板9的面向滾珠30的表面上設(shè)有弧形槽， 剛好與滾珠30外徑相當(dāng)，從而將滾珠30托住，防止?jié)L珠30掉出。導(dǎo)套20安裝好后，下面來描述導(dǎo)軌1。如圖7、圖9所示，導(dǎo)軌1基本上為方形的長直桿，但在導(dǎo)軌的兩側(cè)面(即與導(dǎo)套20的滑槽的兩側(cè)壁相向或相接觸的表面)上分別開設(shè)有兩個(gè)滾道槽，則導(dǎo)軌1上設(shè)有四個(gè)滾道槽，且對稱設(shè)置。每個(gè)滾道槽均沿軸向延伸，其橫截面為90度弧形，且該弧形的直徑與滾珠30的直徑相當(dāng)。由于導(dǎo)軌1的兩側(cè)各開設(shè)有兩個(gè)滾道槽，使得其橫截面基本上類似于工字型，如圖9所示。導(dǎo)套20裝到導(dǎo)軌1上后，兩個(gè)滾道槽與滾珠腔3相對，使得滾珠30與滾道槽底面點(diǎn)接觸，從而防止圖9所示的上下竄動(dòng)造成移動(dòng)精度不高；而導(dǎo)軌被兩個(gè)滾珠腔3的滾珠 30卡在中間，因此左右方向上的竄動(dòng)造成的誤差也可以減至最小。因此，采用上述方形導(dǎo)軌，從而設(shè)置上述滾道槽，能有效提高直線移動(dòng)的精度，保證導(dǎo)軌導(dǎo)套的平穩(wěn)、精確地相對移動(dòng)，不會對絲桿螺母的軸向位移造成干涉。因此，本發(fā)明的升降裝置相對于現(xiàn)有的普通絲桿升降裝置，具有更好的精確度和平穩(wěn)性。本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。盡管本文較多地使用了升降裝置、直線軸承、滾道槽、滾珠腔、導(dǎo)套體等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。
權(quán)利要求
1.一種基于直線軸承的升降裝置，其特征在于，包括底板、裝在所述底板上的電機(jī)、被所述電機(jī)帶動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)的絲桿、套在所述絲桿上的絲桿螺母以及固定于所述絲桿螺母上用于放置需要進(jìn)行升降的物品的承載臺，還包括安裝在所述絲桿一側(cè)且與之平行的導(dǎo)軌、套在所述導(dǎo)軌上的導(dǎo)套，所述導(dǎo)套與所述絲桿螺母固定連接從而隨其軸向移動(dòng)，所述導(dǎo)軌和導(dǎo)套構(gòu)成采用直線軸承的滑動(dòng)機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的升降裝置，其特征在于，所述絲桿兩側(cè)各設(shè)有一個(gè)所述采用直線軸承的滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，每個(gè)滑動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一個(gè)導(dǎo)軌和套設(shè)在所述導(dǎo)軌上的兩個(gè)導(dǎo)套。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的升降裝置，其特征在于，所述滑動(dòng)機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)軌和在所述導(dǎo)軌上軸向位移的導(dǎo)套，所述導(dǎo)套具有與所述導(dǎo)軌外表面相適配的滑槽，所述滑槽和導(dǎo)軌均為方形，且在所述導(dǎo)軌的兩側(cè)面上分別設(shè)有至少兩個(gè)沿軸向延伸的弧形滾道槽，所述導(dǎo)套的與之相接觸的兩側(cè)內(nèi)壁上分別設(shè)有相應(yīng)個(gè)滾珠腔，每個(gè)所述滾珠腔內(nèi)均設(shè)置有與所述滾道槽點(diǎn)接觸的滾珠。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的升降裝置，其特征在于，所述導(dǎo)軌的兩側(cè)面分別設(shè)有兩個(gè)滾道槽，從而成工字型。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的升降裝置，其特征在于，所述滾道槽的橫截面成90度弧形。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的升降裝置，其特征在于，所述滾珠腔為腰圓形，且所述滾珠腔的中心平面與所述導(dǎo)套的橫截面成一銳角。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的升降裝置，其特征在于，所述導(dǎo)套包括導(dǎo)套體、裝在所述導(dǎo)套體兩端的保持架、分別裝在每個(gè)保持架表面的凹槽內(nèi)的海綿、分別蓋在每個(gè)保持架和海綿外端面上并被螺釘固定的密封蓋。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的升降裝置，其特征在于，所述導(dǎo)套體的兩側(cè)各設(shè)有兩個(gè)通孔， 且在兩側(cè)內(nèi)壁上各開設(shè)有兩個(gè)半圓槽，每個(gè)通孔及其相鄰的半圓槽構(gòu)成所述滾珠腔的中間部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的升降裝置，其特征在于，每個(gè)所述保持架的與所述導(dǎo)套體接觸的端面上開設(shè)有U形槽，所述U形槽的兩端與所述導(dǎo)套體的其中一對通孔和半圓槽相接， 而構(gòu)成所述滾珠腔的端部。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的升降裝置，其特征在于，所述密封蓋上設(shè)置有為所述導(dǎo)套提供潤滑油的油嘴。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于直線軸承的升降裝置，屬于絲桿升降裝置領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有的絲桿升降裝置的導(dǎo)柱導(dǎo)套配合精度不高的問題。本基于直線軸承的升降裝置，包括底板、裝在所述底板上的電機(jī)、被所述電機(jī)帶動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)的絲桿、套在所述絲桿上的絲桿螺母以及固定于所述絲桿螺母上用于放置需要進(jìn)行升降的物品的承載臺，還包括安裝在所述絲桿一側(cè)且與之平行的導(dǎo)軌、套在所述導(dǎo)軌上的導(dǎo)套，所述導(dǎo)套與所述絲桿螺母固定連接從而隨其軸向移動(dòng)，所述導(dǎo)軌和導(dǎo)套構(gòu)成采用直線軸承的滑動(dòng)機(jī)構(gòu)。本升降裝置具有精度高、傳動(dòng)穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B66F7/00GK102491219SQ20111037660
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月10日
發(fā)明者梅雪成, 鄭世良 申請人:寧波恒力汽配軸承有限公司