直線運動的滾珠軸承的製作方法
2023-10-08 08:15:34
專利名稱：直線運動的滾珠軸承的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種直線運動的滾珠軸承，其循環套的迴轉設計使鋼珠在兩段式或三段式深淺的回流圈中作順暢的直線運動，而藉著以上的改良，使外襯套內的幾何形狀簡化，加上內卡凹槽設計而達到定位循環套的效果。
如
圖1所示，傳統的設計負荷鋼珠及非負荷鋼珠間的回流，其鋼珠凹槽2及8深淺是逐漸等差上升相連接，如此的對稱深淺回流限制了外襯套6內部的幾何結構，其外襯套6的內部相對鋼珠迴轉區域，需順著循環套1上的鋼珠逐漸上升而作如循環套與外襯套配合面間的間隙16適當的逃避切削控制，才能順利地將循環套1裝置於外襯套6內，這種設計使外襯套6的內部結構變複雜，也限制了負荷鋼珠圈3內凹槽的加工深淺公差，相對的也限制了外襯套6內接觸負荷鋼珠2的基準研磨麵7的面積，並限制了循環套1在外襯套6內的轉動公差，如此，則讓軸杆4對撓曲吸收能力降低。同時，因傳統的設計，回流鋼珠直接從負荷鋼珠3凹槽的低處，迴轉至非負荷鋼珠凹槽8的高處，其平順度會因鋼珠上升的擠壓力而減小，而無法製造更大的非負荷鋼珠圈的凹槽高度，即加厚凹槽底部的厚度，加上循環套1和外襯套6間在迴轉部分因幾何形狀逃避造成的間隙16，也就是路徑15與外襯套6內面之間的位置是一很大的間隙，會使異物容易跑進去，因而降低了該滑動套的壽命。
本實用新型的目的在於提供一種改進的直線運動軸承。
根據本實用新型的一種直線運動的滾珠軸承，具有一接觸軸杆的滑動套，該滑動套是由含數圈閉路循環的鋼珠珠圈組成的循環套及包裹之外襯套構成；珠圈均勻地分布在該循環套上相鄰的兩列直線運動鋼珠凹槽及連接兩列凹槽的迴轉半圓弧凹槽，一列為有破口的負荷鋼珠槽，鋼珠經由破口接觸軸杆，鋼珠凸出於循環套上，靠外襯套內的半圓弧凹槽引導使非負荷鋼珠能順利的移動；其中該破口之長度分別延伸到半圓弧槽的位置，但未到未負荷鋼珠槽處；該兩列鋼珠為負荷鋼珠槽淺，未負荷鋼珠槽深，將迴轉之半圓弧槽深淺作兩或三段式的變化，第一段從負荷鋼珠迴轉至相對非負荷鋼珠的外襯套內圓弧凹槽起點的深度為正好使鋼珠能接觸到軸杆的破口並通過與軸杆相接，第二段從此點開始至迴轉到非負荷鋼珠槽的起點，為漸次上升高度，破口在此區域內逐漸縮小而結束，第三段從非負荷鋼珠槽的起點至最終高度的凹槽始點，也增加循環套在這處的肉厚；第一及第二段可以做成逐漸上升的一段槽。
根據本實用新型，在循環套上有一凸方栓可扣卡於外襯套內相對設置的凹方栓槽中，以防止非負荷鋼珠、半圓弧槽和循環套的相對轉動打滑。或者，在循環套上也可有一半圓栓，它可扣卡於外襯套上設置的半圓槽中，並在該半圓栓中間位置開設有非負荷鋼珠槽，而迴轉區的回流方式也是二段式。
根據本實用新型，在外襯套相對非負荷鋼珠槽的位置結構以半圓弧及半邊切線形成，則內循環的迴轉破口可順著切線起始點逐漸減少。在迴轉的半圓弧槽兩端相對的外襯套內設有一小段深度相當於負荷鋼珠迴轉至非負荷鋼珠的逃槽，使鋼珠的兩端不接觸軸杆作回流運動。
在此滾珠軸承中，在每個90°區間都對稱地設置一對珠圈，使循環套上共有八圈以增加荷重承受能力。在外襯套內幾何結構對稱分布的幾何形狀作切線對稱，使兩段式的回流能提早減少破口。
本實用新型的這種滾珠軸承具有在軸杆和支持臺內的軸承座之間的支承臺面負荷作直線運動的滑動套。這個滑動套是由含數圈閉路循環的鋼珠珠圈組成的循環套及包含循環套的外襯套構成。
每一鋼珠圈為均勻適當地分配於360°的循環套上，並含有相鄰的兩列直線運動鋼珠用凹槽，及連接該兩列凹槽的迴轉半圓弧槽，兩列直線凹槽中之一列為負荷鋼珠用槽，其深入軸心之程度深度較深，可容納鋼珠，且破口，故該破口為循環套上迴轉區加工經深淺變化的穿口。各鋼珠藉由該滑動套的外襯套內的內徑基準研磨麵經由破口接觸於軸杆上，以承受滑動套外支持臺面的負荷。非負荷鋼珠用槽較淺。因此非負荷鋼珠會凸出於循環套上，靠外襯套內的半圓弧凹槽引導，使非負荷鋼珠能順利的移動。該兩列凹槽中的鋼珠間的回流是靠兩端相接的半圓弧槽。因該兩列凹槽的深淺不一，使該半圓弧槽的深淺也會影響鋼珠在迴轉時凸出循環套的深淺，也影響該循環套之外襯套內的幾何形狀。
本實用新型為使外襯套之幾何形狀單純，並使非負荷鋼珠的循環套位置深度淺，肉厚增加，而將迴轉之深淺作成兩段式或三段式的變化。
第一段變化為從負荷鋼珠迴轉至相對非負荷鋼珠的外襯套內圓弧凹槽的起點，此起點的深度為正好使此鋼珠能接觸到該軸杆的破口外，並通過該破口而接觸到軸杆之表面，第二段變化為從此點開始至迴轉到非負荷鋼珠凹槽的起點，此時為漸次上升高度，破口在此區域內逐漸縮小而結束，第三段變化為從非負荷鋼珠凹槽的起點至最終高度的凹槽始點，這一段是為了增加該循環套在這一部分的肉厚，如此，則繼續迴轉循環。
另外，第一段及第二段可以合併作成逐漸上升的一段，成為一段上升槽。如此數段式的迴轉槽之深淺控制，可以簡化外襯套內部的幾何結構，減少上升梯度所造成的排擠，而達到最佳的回流效果。
為防止循環套在外襯套內滑動，在循環套及外襯套內有方栓型式之卡溝互相固定，以方便定位及裝配。此定位方栓可結合非負荷鋼珠槽，成為一半圓栓內含非負荷鋼珠槽，以簡化幾何形狀。
也能將同時為60°單回流圈之安排可擴充至90°，並且增加相鄰、相向或反向的雙回流圈以增加負荷。
本實用新型的設計是在循環套的任一圈回流槽的迴轉區域內再加工有一段深淺變化的槽，而在非負荷鋼珠區域內的前端有另一段上升的深淺變化的槽，這兩段式深淺變化的回流槽，使負荷鋼珠從直線運動的端點回流時，能不幹涉到外襯套內部的負荷鋼珠相對應基準研磨麵，使外襯套內部的幾何形狀簡化。同時循環套上的回流槽加工公差能適當加以放大，仍能不造成幹涉。鋼珠在任一圈循環軌道內運動時，在直線負荷運動部分是較深的破口溝，而外襯套的作用為以內部之基準接面壓住鋼珠，藉由循環套上所設之破口，使接觸軸杆並作直線運動，當該鋼珠延著破口滾動至直線部之端點時，通過迴轉區至非負荷鋼珠區，非負荷鋼珠區的循環套槽的凹槽高度較高，使鋼珠凸起於循環套並幹涉外襯套。為使凸起之鋼珠能不幹涉外襯套之內徑，因此外襯套相對之內徑部分加工一道半圓弧型凹槽以容納非負荷鋼珠作迴轉運動。
在迴轉區透過二段式深淺控制，使鋼珠在裝配時，不幹涉相對負荷鋼珠的外襯套內基準接面，同時在裝上軸杆運動時，也因為外襯套內的迴轉端各加工一道逃槽，該逃槽為兩端位於外兩端襯套內加工的槽，而使迴轉時，間隙較大，鋼珠不接觸軸杆，以確保直線運動。迴轉至非負荷鋼珠區時，鋼珠因外襯套之凹槽容納，此時其深度再上升一段至正常深度以加厚循環套，增加此部分的肉厚及材料強度方可提升，本實用新型不但簡化外襯套內相對於迴轉區的結構，更因非負荷鋼珠區具一段上升冠角(crownangle)使平順度增加，加以外襯套能和循環套之間作無間隙之密合，而有良好的耐磨壽命。同時為固定循環套和外襯套之間的相對轉動，而再設計方型卡溝，以防止轉動時的滑動。
本實用新型的這種直線運動的滾珠軸承的優點在於，簡化了外襯套的內部結構，減少了上升梯度的排擠，可取得鋼珠回流的最佳效果，並且外襯套和循環套之間沒有間隙，提高了耐磨性和使用壽命。
以下，將結合附圖對本實用新型作詳細的描述，附圖中
圖1為現有技術的外襯套的內部相對鋼珠迴轉區域剖視圖；圖2為本實用新型的單圈迴轉鋼珠槽的區域60°內剖視圖；圖3為圖2的D－E部分剖面圖；圖4為本實用新型的循環套的立體圖；圖5A為本實用新型的循環套上單一回流槽的結構圖；圖5B為本實用新型的循環套上鋼珠軌跡的展開圖，示出了圖5A之B－B弧線面展開圖狀態；
圖6為本實用新型使用不同外襯套的剖視圖；圖7為本實用新型成對稱分配有八圈於圓上的剖視圖；圖8為本實用新型的另一種外襯套的剖視圖。
直線運動的滾珠軸承的鋼珠運動是由數圈閉路循環的鋼珠珠圈構成。每一循環珠圈含有如圖2的負荷鋼珠槽2，位於循環套1內(如圖4所示)，包含負荷鋼珠3，當軸杆4放入時，負荷鋼珠3由自由朝軸杆4外之方向位置向外升至軸杆4表面相接觸的位置5。靠軸杆4之外表及外襯套6內的基準研磨麵7定位以承受滑動套外面的負荷。在非負荷鋼珠槽8內容納有非負荷鋼珠9。因非負荷鋼珠槽8較淺，使得非負荷位置之鋼珠9凸出於該循環套1之外，必須靠外襯套6內部之半圓弧槽10包容該非負荷鋼珠9。當滑動套在該軸杆4上作直線運動時，負荷鋼珠5在循環套1的任一珠圈中，從該負荷鋼珠槽2之位置循環迴轉至非負荷鋼珠槽8位置，其迴轉是發生在兩列鋼珠槽的末端11處，請同時參閱圖2及圖3，在外襯套6內的末端11加工設置有相當於鋼珠迴轉上升的高度Amin之斜槽，其中A為非負荷鋼珠區前端上升之高度，而Amin則為至少等於A高度之深度，使各該鋼珠迴轉時，不因接觸到軸杆4，而妨礙鋼珠在軸杆4上的直線運動。斜槽11隻要能避離開鋼珠與軸杆4及相對的外襯套6內的基準研磨麵7相接觸部分即可。在圖2所示實施例中，珠圈為每60°設一組，整個循套上共有六圈。
如圖5A、圖5B所示，當鋼珠滾至非負荷鋼珠槽8區域的前端位置12時，沿著另一段上升面13達到非負荷鋼珠9位置，如此迴轉則十分平順，且間隙16相對變非常小，如圖2中所示，不容易讓異物跑入，所以不會發生咬死現象。
將裝配好鋼珠的循環套1放入該外襯套6內時，位於迴轉區19的鋼珠從負荷鋼珠3的位置沿著路徑15漸升至容納非負荷鋼珠9之外圓弧槽10開始處14的位置。此時鋼珠在循環套1中的深度正好是介於外襯套6內基準研磨麵7及軸杆4外徑之間。從此處再逐漸上升至12的迴轉結束處前端，從該位置經非負荷鋼珠槽8區前端處再上升，經由圖5的上升面13處至非負荷鋼珠9的位置，恢復為正常非負荷鋼珠高度。這種循環珠圈，其破口18結束處的位置20並不發生在迴轉中央，而是在相對的外襯套6內半圓弧凹槽10的起始點14，開始逐漸減少至位置20的破口結束處的位置而結束。
圖2為位於循環套1上的凸方栓21可扣卡於外襯套6內之凹方栓槽22中以防止非負荷鋼珠9半圓弧槽10所造成和循環套1的相對轉動打滑，而影響回流圈的相對位置。
圖6為另一種結合卡溝及非負荷鋼珠槽的一體設計，將原先之凸方栓21改為半圓栓23，凹方栓槽22改為半圓栓槽24，並在半圓栓23中間位置開設有非負荷鋼珠槽8，迴轉區的回流方式也是二段式設計，路徑同15。在相對非負荷鋼珠起始處26，開始上升深度至不破口，至非負荷鋼珠區內前端再上升至9之最終位置。
圖7為本實用新型對稱分配設置之狀態，以90°的區域為基準可分布2圈回流圈，同時可容納兩列負荷鋼珠，而使循環套上共有八圈以增加負荷。每一圈的回流方式同上之敘述。這是一種將相鄰的兩回流圈以一正一反(圖7)或是兩正或是兩反的方式組成之實施例。
圖8的實施例為改變圖7的外襯套6的部分結構，相對於非負荷鋼珠區的結構，用簡單的半圓弧28及半邊切線27的組合，該非負荷鋼珠起始處29為由切線27以一短的垂直階差回到槽中。如此則內循環的迴轉破口，可以順著切線起始點29逐漸減少。因此這種回流設計可以使外襯套內部幾何形狀作不同的變化。
權利要求1.一種直線運動的滾珠軸承，其特徵在於具有一接觸軸杆的滑動套，該滑動套是由含數圈閉路循環的鋼珠珠圈組成的循環套及包裹之外襯套構成；珠圈均勻地分布在該循環套上相鄰的兩列直線運動鋼珠凹槽及連接兩列凹槽的迴轉半圓弧槽，一列為有破口的負荷鋼珠槽，鋼珠經由破口接觸軸杆，鋼珠凸出於循環套上，靠外襯套內的半圓弧凹槽引導使非負荷鋼珠能順利的移動；其中，該破口之長度分別延伸到半圓弧槽的位置，但未到未負荷鋼珠槽處；該兩列鋼珠為負荷鋼珠槽淺，未負荷鋼珠槽深，將迴轉之半圓弧槽深淺作分段式的變化，第一段從負荷鋼珠迴轉至相對非負荷鋼珠的外襯套內圓弧凹槽起點的深度為正好使鋼珠能接觸到軸杆的破口並通過與軸杆相接，第二段從此點開始至迴轉到非負荷鋼珠槽的起點，為漸次上升高度，破口在此區域內逐漸縮小而結束，第三段從非負荷鋼珠槽的起點至最終高度的凹槽始點，也增加循環套在這處的肉厚。
2.如權利要求1所述的滾珠軸承，其特徵在於所述的第一段和第二段可合併成一段逐漸上升的槽。
3.如權利要求1所述的滾珠軸承，其特徵在於在循環套上有一凸方栓可扣卡於外襯套內相對設置的凹方栓槽中，以防止非負荷鋼珠、半圓弧槽和循環套的相對轉動打滑。
4.如權利要求1所述的滾珠軸承，其特徵在於在循環套上有一半圓栓，它可扣卡於外襯套上設置的半圓栓槽中，並在該半圓栓中間位置開設有非負荷鋼珠槽，而迴轉區的回流方式也是二段式。
5.如權利要求1所述的滾珠軸承，其特徵在於在外襯套相對非負荷鋼珠槽的位置結構以半圓弧及半邊切線形成，則內循環的迴轉破口，可順著切線起始點逐漸減少。
6.如權利要求1所述的滾珠軸承，其特徵在於在迴轉的半圓弧槽兩端相對的外襯套內設有一小段深度相當於負荷鋼珠迴轉至非負荷鋼珠的逃槽，使鋼珠在兩端不接觸軸杆作回流運動。
7.根據權利要求1所述的滾珠軸承，其特徵在於所述的珠圈為每60°設一組，循環套上共有六圈。
8.如權利要求1所述的滾珠軸承，其特徵在於在每個90°區間都對稱地設置一對珠圈，使循環套上共有八圈以增加荷重承受能力。
9.如權利要求1所述的滾珠軸承，其特徵在於在外襯套內幾何結構對稱分布的幾何形狀作切線對稱，使兩段式的回流能提早減少破口。
專利摘要一種直線運動的滾珠軸承，具有接觸軸杆的滑動套，滑動套是由含數圈閉路循環的鋼珠珠圈組成的循環套及包裹的外襯套構成。珠圈均勻地分布於循環套上，含有相鄰的兩列直線運動鋼珠用凹槽及連接兩列凹槽的迴轉半圓弧槽，一列為有破口的負荷鋼珠槽，鋼珠經由破口接觸軸杆，鋼珠凸出於循環套上，靠外襯套內的半圓弧凹槽引導使非負荷鋼珠能順利的移動。兩列鋼珠在兩側深淺不同凹槽的回流是靠半圓弧槽，將迴轉的深淺作兩或三段式的變化。
文檔編號F16C29/04GK2208120SQ9324167
公開日1995年9月20日 申請日期1993年10月15日 優先權日1993年10月15日
發明者張捷晃 申請人:上銀科技股份有限公司