专利名称：直线运动的滚珠轴承的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种直线运动的滚珠轴承，其循环套的回转设计使钢珠在两段式或三段式深浅的回流圈中作顺畅的直线运动，而藉著以上的改良，使外衬套内的几何形状简化，加上内卡凹槽设计而达到定位循环套的效果。
如
图1所示，传统的设计负荷钢珠及非负荷钢珠间的回流，其钢珠凹槽2及8深浅是逐渐等差上升相连接，如此的对称深浅回流限制了外衬套6内部的几何结构，其外衬套6的内部相对钢珠回转区域，需顺着循环套1上的钢珠逐渐上升而作如循环套与外衬套配合面间的间隙16适当的逃避切削控制，才能顺利地将循环套1装置于外衬套6内，这种设计使外衬套6的内部结构变复杂，也限制了负荷钢珠圈3内凹槽的加工深浅公差，相对的也限制了外衬套6内接触负荷钢珠2的基准研磨面7的面积，并限制了循环套1在外衬套6内的转动公差，如此，则让轴杆4对挠曲吸收能力降低。同时，因传统的设计，回流钢珠直接从负荷钢珠3凹槽的低处，回转至非负荷钢珠凹槽8的高处，其平顺度会因钢珠上升的挤压力而减小，而无法制造更大的非负荷钢珠圈的凹槽高度，即加厚凹槽底部的厚度，加上循环套1和外衬套6间在回转部分因几何形状逃避造成的间隙16，也就是路径15与外衬套6内面之间的位置是一很大的间隙，会使异物容易跑进去，因而降低了该滑动套的寿命。
本实用新型的目的在于提供一种改进的直线运动轴承。
根据本实用新型的一种直线运动的滚珠轴承，具有一接触轴杆的滑动套，该滑动套是由含数圈闭路循环的钢珠珠圈组成的循环套及包裹之外衬套构成；珠圈均匀地分布在该循环套上相邻的两列直线运动钢珠凹槽及连接两列凹槽的回转半圆弧凹槽，一列为有破口的负荷钢珠槽，钢珠经由破口接触轴杆，钢珠凸出于循环套上，靠外衬套内的半圆弧凹槽引导使非负荷钢珠能顺利的移动；其中该破口之长度分别延伸到半圆弧槽的位置，但未到未负荷钢珠槽处；该两列钢珠为负荷钢珠槽浅，未负荷钢珠槽深，将回转之半圆弧槽深浅作两或三段式的变化，第一段从负荷钢珠回转至相对非负荷钢珠的外衬套内圆弧凹槽起点的深度为正好使钢珠能接触到轴杆的破口并通过与轴杆相接，第二段从此点开始至回转到非负荷钢珠槽的起点，为渐次上升高度，破口在此区域内逐渐缩小而结束，第三段从非负荷钢珠槽的起点至最终高度的凹槽始点，也增加循环套在这处的肉厚；第一及第二段可以做成逐渐上升的一段槽。
根据本实用新型，在循环套上有一凸方栓可扣卡于外衬套内相对设置的凹方栓槽中，以防止非负荷钢珠、半圆弧槽和循环套的相对转动打滑。或者，在循环套上也可有一半圆栓，它可扣卡于外衬套上设置的半圆槽中，并在该半圆栓中间位置开设有非负荷钢珠槽，而回转区的回流方式也是二段式。
根据本实用新型，在外衬套相对非负荷钢珠槽的位置结构以半圆弧及半边切线形成，则内循环的回转破口可顺着切线起始点逐渐减少。在回转的半圆弧槽两端相对的外衬套内设有一小段深度相当于负荷钢珠回转至非负荷钢珠的逃槽，使钢珠的两端不接触轴杆作回流运动。
在此滚珠轴承中，在每个90°区间都对称地设置一对珠圈，使循环套上共有八圈以增加荷重承受能力。在外衬套内几何结构对称分布的几何形状作切线对称，使两段式的回流能提早减少破口。
本实用新型的这种滚珠轴承具有在轴杆和支持台内的轴承座之间的支承台面负荷作直线运动的滑动套。这个滑动套是由含数圈闭路循环的钢珠珠圈组成的循环套及包含循环套的外衬套构成。
每一钢珠圈为均匀适当地分配于360°的循环套上，并含有相邻的两列直线运动钢珠用凹槽，及连接该两列凹槽的回转半圆弧槽，两列直线凹槽中之一列为负荷钢珠用槽，其深入轴心之程度深度较深，可容纳钢珠，且破口，故该破口为循环套上回转区加工经深浅变化的穿口。各钢珠藉由该滑动套的外衬套内的内径基准研磨面经由破口接触于轴杆上，以承受滑动套外支持台面的负荷。非负荷钢珠用槽较浅。因此非负荷钢珠会凸出于循环套上，靠外衬套内的半圆弧凹槽引导，使非负荷钢珠能顺利的移动。该两列凹槽中的钢珠间的回流是靠两端相接的半圆弧槽。因该两列凹槽的深浅不一，使该半圆弧槽的深浅也会影响钢珠在回转时凸出循环套的深浅，也影响该循环套之外衬套内的几何形状。
本实用新型为使外衬套之几何形状单纯，并使非负荷钢珠的循环套位置深度浅，肉厚增加，而将回转之深浅作成两段式或三段式的变化。
第一段变化为从负荷钢珠回转至相对非负荷钢珠的外衬套内圆弧凹槽的起点，此起点的深度为正好使此钢珠能接触到该轴杆的破口外，并通过该破口而接触到轴杆之表面，第二段变化为从此点开始至回转到非负荷钢珠凹槽的起点，此时为渐次上升高度，破口在此区域内逐渐缩小而结束，第三段变化为从非负荷钢珠凹槽的起点至最终高度的凹槽始点，这一段是为了增加该循环套在这一部分的肉厚，如此，则继续回转循环。
另外，第一段及第二段可以合并作成逐渐上升的一段，成为一段上升槽。如此数段式的回转槽之深浅控制，可以简化外衬套内部的几何结构，减少上升梯度所造成的排挤，而达到最佳的回流效果。
为防止循环套在外衬套内滑动，在循环套及外衬套内有方栓型式之卡沟互相固定，以方便定位及装配。此定位方栓可结合非负荷钢珠槽，成为一半圆栓内含非负荷钢珠槽，以简化几何形状。
也能将同时为60°单回流圈之安排可扩充至90°，并且增加相邻、相向或反向的双回流圈以增加负荷。
本实用新型的设计是在循环套的任一圈回流槽的回转区域内再加工有一段深浅变化的槽，而在非负荷钢珠区域内的前端有另一段上升的深浅变化的槽，这两段式深浅变化的回流槽，使负荷钢珠从直线运动的端点回流时，能不干涉到外衬套内部的负荷钢珠相对应基准研磨面，使外衬套内部的几何形状简化。同时循环套上的回流槽加工公差能适当加以放大，仍能不造成干涉。钢珠在任一圈循环轨道内运动时，在直线负荷运动部分是较深的破口沟，而外衬套的作用为以内部之基准接面压住钢珠，藉由循环套上所设之破口，使接触轴杆并作直线运动，当该钢珠延着破口滚动至直线部之端点时，通过回转区至非负荷钢珠区，非负荷钢珠区的循环套槽的凹槽高度较高，使钢珠凸起于循环套并干涉外衬套。为使凸起之钢珠能不干涉外衬套之内径，因此外衬套相对之内径部分加工一道半圆弧型凹槽以容纳非负荷钢珠作回转运动。
在回转区透过二段式深浅控制，使钢珠在装配时，不干涉相对负荷钢珠的外衬套内基准接面，同时在装上轴杆运动时，也因为外衬套内的回转端各加工一道逃槽，该逃槽为两端位于外两端衬套内加工的槽，而使回转时，间隙较大，钢珠不接触轴杆，以确保直线运动。回转至非负荷钢珠区时，钢珠因外衬套之凹槽容纳，此时其深度再上升一段至正常深度以加厚循环套，增加此部分的肉厚及材料强度方可提升，本实用新型不但简化外衬套内相对于回转区的结构，更因非负荷钢珠区具一段上升冠角(crownangle)使平顺度增加，加以外衬套能和循环套之间作无间隙之密合，而有良好的耐磨寿命。同时为固定循环套和外衬套之间的相对转动，而再设计方型卡沟，以防止转动时的滑动。
本实用新型的这种直线运动的滚珠轴承的优点在于，简化了外衬套的内部结构，减少了上升梯度的排挤，可取得钢珠回流的最佳效果，并且外衬套和循环套之间没有间隙，提高了耐磨性和使用寿命。
以下，将结合附图对本实用新型作详细的描述，附图中
图1为现有技术的外衬套的内部相对钢珠回转区域剖视图；图2为本实用新型的单圈回转钢珠槽的区域60°内剖视图；图3为图2的D－E部分剖面图；图4为本实用新型的循环套的立体图；图5A为本实用新型的循环套上单一回流槽的结构图；图5B为本实用新型的循环套上钢珠轨迹的展开图，示出了图5A之B－B弧线面展开图状态；
图6为本实用新型使用不同外衬套的剖视图；图7为本实用新型成对称分配有八圈于圆上的剖视图；图8为本实用新型的另一种外衬套的剖视图。
直线运动的滚珠轴承的钢珠运动是由数圈闭路循环的钢珠珠圈构成。每一循环珠圈含有如图2的负荷钢珠槽2，位于循环套1内(如图4所示)，包含负荷钢珠3，当轴杆4放入时，负荷钢珠3由自由朝轴杆4外之方向位置向外升至轴杆4表面相接触的位置5。靠轴杆4之外表及外衬套6内的基准研磨面7定位以承受滑动套外面的负荷。在非负荷钢珠槽8内容纳有非负荷钢珠9。因非负荷钢珠槽8较浅，使得非负荷位置之钢珠9凸出于该循环套1之外，必须靠外衬套6内部之半圆弧槽10包容该非负荷钢珠9。当滑动套在该轴杆4上作直线运动时，负荷钢珠5在循环套1的任一珠圈中，从该负荷钢珠槽2之位置循环回转至非负荷钢珠槽8位置，其回转是发生在两列钢珠槽的末端11处，请同时参阅图2及图3，在外衬套6内的末端11加工设置有相当于钢珠回转上升的高度Amin之斜槽，其中A为非负荷钢珠区前端上升之高度，而Amin则为至少等于A高度之深度，使各该钢珠回转时，不因接触到轴杆4，而妨碍钢珠在轴杆4上的直线运动。斜槽11只要能避离开钢珠与轴杆4及相对的外衬套6内的基准研磨面7相接触部分即可。在图2所示实施例中，珠圈为每60°设一组，整个循套上共有六圈。
如图5A、图5B所示，当钢珠滚至非负荷钢珠槽8区域的前端位置12时，沿着另一段上升面13达到非负荷钢珠9位置，如此回转则十分平顺，且间隙16相对变非常小，如图2中所示，不容易让异物跑入，所以不会发生咬死现象。
将装配好钢珠的循环套1放入该外衬套6内时，位于回转区19的钢珠从负荷钢珠3的位置沿着路径15渐升至容纳非负荷钢珠9之外圆弧槽10开始处14的位置。此时钢珠在循环套1中的深度正好是介于外衬套6内基准研磨面7及轴杆4外径之间。从此处再逐渐上升至12的回转结束处前端，从该位置经非负荷钢珠槽8区前端处再上升，经由图5的上升面13处至非负荷钢珠9的位置，恢复为正常非负荷钢珠高度。这种循环珠圈，其破口18结束处的位置20并不发生在回转中央，而是在相对的外衬套6内半圆弧凹槽10的起始点14，开始逐渐减少至位置20的破口结束处的位置而结束。
图2为位于循环套1上的凸方栓21可扣卡于外衬套6内之凹方栓槽22中以防止非负荷钢珠9半圆弧槽10所造成和循环套1的相对转动打滑，而影响回流圈的相对位置。
图6为另一种结合卡沟及非负荷钢珠槽的一体设计，将原先之凸方栓21改为半圆栓23，凹方栓槽22改为半圆栓槽24，并在半圆栓23中间位置开设有非负荷钢珠槽8，回转区的回流方式也是二段式设计，路径同15。在相对非负荷钢珠起始处26，开始上升深度至不破口，至非负荷钢珠区内前端再上升至9之最终位置。
图7为本实用新型对称分配设置之状态，以90°的区域为基准可分布2圈回流圈，同时可容纳两列负荷钢珠，而使循环套上共有八圈以增加负荷。每一圈的回流方式同上之叙述。这是一种将相邻的两回流圈以一正一反(图7)或是两正或是两反的方式组成之实施例。
图8的实施例为改变图7的外衬套6的部分结构，相对于非负荷钢珠区的结构，用简单的半圆弧28及半边切线27的组合，该非负荷钢珠起始处29为由切线27以一短的垂直阶差回到槽中。如此则内循环的回转破口，可以顺着切线起始点29逐渐减少。因此这种回流设计可以使外衬套内部几何形状作不同的变化。
权利要求1.一种直线运动的滚珠轴承，其特征在于具有一接触轴杆的滑动套，该滑动套是由含数圈闭路循环的钢珠珠圈组成的循环套及包裹之外衬套构成；珠圈均匀地分布在该循环套上相邻的两列直线运动钢珠凹槽及连接两列凹槽的回转半圆弧槽，一列为有破口的负荷钢珠槽，钢珠经由破口接触轴杆，钢珠凸出于循环套上，靠外衬套内的半圆弧凹槽引导使非负荷钢珠能顺利的移动；其中，该破口之长度分别延伸到半圆弧槽的位置，但未到未负荷钢珠槽处；该两列钢珠为负荷钢珠槽浅，未负荷钢珠槽深，将回转之半圆弧槽深浅作分段式的变化，第一段从负荷钢珠回转至相对非负荷钢珠的外衬套内圆弧凹槽起点的深度为正好使钢珠能接触到轴杆的破口并通过与轴杆相接，第二段从此点开始至回转到非负荷钢珠槽的起点，为渐次上升高度，破口在此区域内逐渐缩小而结束，第三段从非负荷钢珠槽的起点至最终高度的凹槽始点，也增加循环套在这处的肉厚。
2.如权利要求1所述的滚珠轴承，其特征在于所述的第一段和第二段可合并成一段逐渐上升的槽。
3.如权利要求1所述的滚珠轴承，其特征在于在循环套上有一凸方栓可扣卡于外衬套内相对设置的凹方栓槽中，以防止非负荷钢珠、半圆弧槽和循环套的相对转动打滑。
4.如权利要求1所述的滚珠轴承，其特征在于在循环套上有一半圆栓，它可扣卡于外衬套上设置的半圆栓槽中，并在该半圆栓中间位置开设有非负荷钢珠槽，而回转区的回流方式也是二段式。
5.如权利要求1所述的滚珠轴承，其特征在于在外衬套相对非负荷钢珠槽的位置结构以半圆弧及半边切线形成，则内循环的回转破口，可顺着切线起始点逐渐减少。
6.如权利要求1所述的滚珠轴承，其特征在于在回转的半圆弧槽两端相对的外衬套内设有一小段深度相当于负荷钢珠回转至非负荷钢珠的逃槽，使钢珠在两端不接触轴杆作回流运动。
7.根据权利要求1所述的滚珠轴承，其特征在于所述的珠圈为每60°设一组，循环套上共有六圈。
8.如权利要求1所述的滚珠轴承，其特征在于在每个90°区间都对称地设置一对珠圈，使循环套上共有八圈以增加荷重承受能力。
9.如权利要求1所述的滚珠轴承，其特征在于在外衬套内几何结构对称分布的几何形状作切线对称，使两段式的回流能提早减少破口。
专利摘要一种直线运动的滚珠轴承，具有接触轴杆的滑动套，滑动套是由含数圈闭路循环的钢珠珠圈组成的循环套及包裹的外衬套构成。珠圈均匀地分布于循环套上，含有相邻的两列直线运动钢珠用凹槽及连接两列凹槽的回转半圆弧槽，一列为有破口的负荷钢珠槽，钢珠经由破口接触轴杆，钢珠凸出于循环套上，靠外衬套内的半圆弧凹槽引导使非负荷钢珠能顺利的移动。两列钢珠在两侧深浅不同凹槽的回流是靠半圆弧槽，将回转的深浅作两或三段式的变化。
文档编号F16C29/04GK2208120SQ9324167
公开日1995年9月20日 申请日期1993年10月15日 优先权日1993年10月15日
发明者张捷晃 申请人:上银科技股份有限公司