[发明专利]一种具有游隙结构的多排滚珠直线旋转复合行程轴承

说明书

本发明提供了一种具有游隙结构的多排滚珠直线旋转复合行程轴承，用于解决现有直线行程轴承只能满足轴向运动，均不能承受一定的旋转相对运动的问题。本发明包括轴承外圈、滚动体和保持架；轴承外圈为内表面和外表面均光滑的圆环柱结构，轴承外圈的宽度B＝(0.5～3)D，D为轴承外圈的外径；轴承外圈内表面靠近两端的位置加工挡台；滚动体安装于保持架上设置的孔中，保持架悬空放置于轴承外圈内圆处，且通过滚动体一侧与轴承外圈接触支撑；轴承外圈内圆内设置有转轴，且转轴位于保持架上，滚动体的另一侧与转轴接触支撑；保持架和挡台之间留有一定的轴向游隙δ，δ＝(0.1～0.5)D。本发明用于提高先进复杂设备的承载力、响应速度和导向的精准度，并且降低摩擦效应。

技术领域

本发明涉及一种轴承，具体涉及一种具有游隙结构的多排滚珠直线旋转复合行程轴承。

背景技术

现有的谐波减速器、3D打印升降机构以及多轴联动试验平台等精密设备中，承载移动平台既需要满足一定的承载力，还需要与支撑轴之间具有互相平移和旋转的功能。此外，精密仪器等设备对所使用轴承的稳定性、快速响应性和精准的导向性等功能特性也有着明确要求。而现有的导向功能部件即丝杠与直线导轨组合，无法满足上述精密设备的性能需要，这就需要设计出一种具有摩擦力小、响应快、承载力大、导向精准等特性的直线旋转复合行程轴承。

现有的直线导轨有滑动、滚动和静压等多种类型，其中滑动和静压导轨虽然具有刚度大，承载力大，可靠性高等优点，但其具有的较大摩擦力，低的灵敏度和低的响应速度也不容忽视；静压导轨在应用中需配置额外的液压设备来提供给系统压力油，这无疑增加了平台结构设计的复杂性和后期的维修成本；滚动导轨同时具有灵敏度高、可靠性好、结构简单等优点，但由于其接触为点接触，所以承载力相对较小。此外，由于直线导轨对响应速度、稳定性和灵敏度等具有很高的性能要求，这就使直线导轨需要满足很高的精度要求，所以直线导轨的加工生产成本很高。

综上，现有直线行程轴承或者直线导轨只能满足轴向运动或者起到导向作用，均不能承受一定的旋转相对运动；但随着相关先进制造技术及其设备朝着更精密性、高稳定性、功能集成性的方向发展，集成轴向导向和径向旋转的复合轴承具有一定的工程应用场合，为此亟需提出并发展此类新结构轴承。

发明内容

本发明提出了一种具有游隙结构的多排滚珠直线旋转复合行程轴承，解决了现有直线行程轴承或者直线导轨只能满足轴向运动或者起到导向作用，均不能承受一定的旋转相对运动的问题。本发明旨在面向更精密、更稳定、更多功能集成等的先进复杂设备(如承载平台或定位平台等)，提高设备的承载力、响应速度和导向的精准度等功能，同时也能够有效降低因支撑而产生的摩擦效应。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种具有游隙结构的多排滚珠直线旋转复合行程轴承，其特殊之处在于：包括轴承外圈、滚动体和保持架；

所述轴承外圈为内表面和外表面均光滑的圆环柱结构，所述轴承外圈的宽度B＝(0.5～3)D，D为轴承外圈的外径；

所述轴承外圈内表面两端的内侧位置分别加工有挡台；

所述滚动体安装于保持架上设置的安装孔中，所述保持架设置于轴承外圈内，且与轴承外圈内圆之间留有间隙，通过滚动体支承于轴承外圈内；

所述保持架位于配合使用的转轴上，通过滚动体支承于转轴上；

所述保持架和挡台之间留有一定的轴向游隙δ，δ＝(0.1～0.5)D。

进一步地，所述滚动体的结构为球形钢珠，滚动体在轴承外圈内表面沿宽度方向呈2～5排交错或等间隔均匀排列，其每排的滚动体的数量为n，4≤n≤20；

所述滚动体的直径为d，d满足以下条件：

进一步地，所述保持架为柔性高分子聚合物材料支架，所述安装孔为锥形孔或阶梯孔，且所述安装孔的数目、排列方式与滚动体保持一致。