ЛИНЕЙНАЯ ОПОРА КАЧЕНИЯ ПОЛНОГО ВЫДВИЖЕНИЯ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к опорному устройству линейного перемещения, в частности к линейным опорам качения полного выдвижения с повышенной грузоподъемностью для металлорежущих станков, роботизированных комплексов, контрольно-измерительных приборов, медицинского и упаковочного оборудования, систем студийного света и другого оборудования.
Уровень техники
Из уровня техники известна линейная опора качения (патент № CN 213981664, МПК F16C 29/04, публ. 17.08.2021), содержащая направляющую С-образного профиля, внутри которого установлены каретка с сепаратором. На боковых сторонах сепаратора выполнены сквозные отверстия для размещения тел качения, выполненных в виде шариков. Направляющая и каретка выполнены из горяче-холодно катанного профиля, протянутого через фильеру. Внутренние боковые стенки направляющей и боковые поверхности каретки выполнены с углублениями, которые при монтаже образуют дорожку качения круглого сечения для свободного перемещения в ней тел качения. Для увеличения износостойкости контактные поверхности дорожки качения упрочнены методом закалки.
Недостатком известной опоры является отсутствие возможности полного выдвижения, поскольку в конструкции направляющей не предусмотрена возможность телескопического выдвижения. Рабочий ход каретки ограничен габаритом направляющей.
Известна линейная опора качения полного выдвижения (патент №CN 213487865, МПК A47B 88/493, публ. 22.06.2021), содержащая две направляющие С-образного профиля. В каждой направляющей установлена каретка, а между кареткой и направляющей установлен сепаратор, на боковых сторонах которого выполнены сквозные отверстия для размещения тел качения. Опорные поверхности направляющих жестко соединены друг с другом, при этом каретки располагаются с противоположных сторон соединенных друг с другом направляющих.
Сдвоенная конструкция линейной опоры имеет компактную конструкцию и рассчитана на большую грузоподъемность с низкой деформации прогиба.
Наиболее близкой по технической сущности является линейная опора качения полного выдвижения (патент № CN CN213487857, МПК A47B 88/40, публ. 22.06.2021), содержащая две направляющие С-образного профиля. В каждой направляющей установлена каретка, а между кареткой и направляющей установлен сепаратор, на боковых сторонах которого выполнены сквозные отверстия для размещения тел качения. Направляющие С-образного профиля установлены на S-образном опорном элементе, путем жесткого крепления к S-образному опорному элементу кареток направляющих. При этом две направляющие С-образного профиля предназначены для крепления с монтажной поверхностью и выдвижной части оборудования.
Недостатком известных линейных опор качения является снижение надежности в связи с вероятностью пересечения траектории хода движимых частей и повреждения элементов конструкции, поскольку в известных конструкциях не предусмотрена регулировка положения выдвигаемых частей оборудования относительно его неподвижного основания.
Раскрытие сущности полезной модели
При создании полезной модели решалась задача создания линейной опоры качения полного выдвижения с хорошими эксплуатационными характеристиками, удовлетворяющей современным требованиям, предъявляемым к направляющим в машиностроении, большой грузоподъемностью и минимальными габаритами.
Технический результат - улучшение эксплуатационных характеристик путем исключения контакта движимых элементов друг с другом, препятствующего свободному ходу линейной опоры качения с сохранением ее компактности, плавности скольжения, высокой скорости перемещения и грузоподъемности.
Указанный технический результат достигается тем, что линейная опора качения полного выдвижения содержит две направляющие С-образного профиля, в каждой из которых установлена каретка, при этом каретки направляющих закреплены на S-образном опорном элементе с возможностью выдвижения направляющих в противоположных направлениях, согласно полезной модели, между S-образным опорным элементом и кареткой размещена прокладка в виде пластины с отверстиями для крепежных элементов.
При этом, согласно полезной модели, прокладка выполнена из полимерной композиции или оцинкованного металла, толщина прокладки выбирается в пределах от 0,5 мм до 8 мм.
При этом, согласно полезной модели, между кареткой и направляющей установлен сепаратор, на боковых сторонах которого выполнены сквозные отверстия для размещения тел качения.
При этом, согласно полезной модели, внутренние боковые стенки направляющей и боковые поверхности каретки выполнены с углублениями, образующими дорожку качения для свободного перемещения в ней тел качения, поверхность которой упрочнена методом закалки.
При этом согласно полезной модели тела качения выполнены в виде шариков или роликов.
При этом согласно полезной модели линейная опора качения снабженапо меньшей мере одним фиксатором закрытого положения, установленным на конце направляющей. Фиксаторсодержит подпружиненный упругим элементом цилиндрический стержень, шарнирно связанный с рычажным элементом, предназначенным для разблокировки зафиксированного положения направляющих.
При этом, согласно полезной модели, для установки на оборудовании на опорных поверхностях направляющих выполнены монтажные отверстия с возможностью совмещения при выдвижении каретки с монтажными отверстиями каретки.
Предлагаемая полезная модель рассчитана на большую грузоподъемность с низкой деформацией прогиба, при этом имеет компактную конструкцию. Направляющие С-образного профиля установлены на S-образном опорном элементе, путем жесткого крепления к S-образному опорному элементу кареток направляющих. Применение жесткого S-образного опорного элемента позволяет увеличить грузоподъемность линейной опоры качения, которая в свою очередь позволяет увеличить рабочий ход линейной опоры качения за счет телескопического выдвижения кареток в противоположных направлениях и при этом уменьшить габарит по ширине.
Подбор телескопических направляющих осуществляется с учетом требуемой грузоподъемности, а также учетом того, какой максимальный прогиб направляющей в полностью выдвинутом состоянии является допустимым.
При определении длины рабочего хода направляющей с целью увеличения длины рабочего хода, определяющим является фактор жесткости S-образного опорного элемента.
Между S-образным опорным элементом и кареткой размещена прокладка в виде пластины с отверстиями для крепежных болтов. Использование прокладки позволяет компенсировать погрешности изготовленного оборудования, в котором устанавливается линейная опора, путем обеспечения гарантированного зазора «А» между выдвигаемыми элементами оборудования и его неподвижным основанием. Тем самым достигается улучшение эксплуатационных характеристик линейной опоры качения, а именно эксплуатационной надежности, плавного свободного хода направляющих, а также высокой грузоподъемностью, малым прогибом и высокой устойчивостью к ударам и вибрациям.
Краткое описание чертежей
Полезная модель поясняется графическими материалами конкретного примера ее осуществления, где на:
фиг. 1 - вид линейной опоры в выдвинутом состоянии;
фиг. 2 представлен вид линейной опоры качения в выдвинутом (в аксонометрической проекции);
фиг. 3 - поперечное сечение линейной опоры качения;
фиг. 4 - вид линейной опоры в выдвинутом состоянии (фиг. 1 с противоположной стороны);
фиг. 5 - фиксатор закрытого положения линейной опоры в задвинутом состоянии.
Осуществление полезной модели
Линейная опора качения полного выдвижения содержит две металлические направляющие 1 С-образного профиля (фиг. 1, 2). В расточке каждой направляющей 1 установлена каретка 2. Между кареткой 2 и направляющей 1 установлен сепаратор 3, выполненный в виде П-образной рамы. На боковых сторонах сепаратора 3 выполнены сквозные отверстия для размещения тел качения 4. Тела качения 4 выполнены в виде металлических шариков, удерживаемых сепаратором 3 или роликов. Использование сепаратора 3 позволяет увеличить скорость перемещения каретки 2, поскольку исключается контакт между соседними телами качения 4.
Направляющие 1 С-образного профиля установлены на S-образном опорном элементе 5 (фиг. 2, 3), путем жесткого крепления к S-образному опорному элементу 5 кареток 2 направляющих 1, для чего в каретках 2 предусмотрены соответствующие монтажные отверстия 6, выполненные известным способом.
S-образный опорный элемент 5 выполнен таким образом, что верхняя и нижняя его части являются ложементами для С-образных направляющих 1. Кроме функции опоры S-образный опорный элемент 5 выполняет защитную функцию, защищая элементы направляющих 1 от внешних воздействий.
Для обеспечения гарантированного зазора «А» между выдвигаемыми элементами оборудования и его неподвижным основанием между S-образным опорным элементом 5 и кареткой 2 размещена прокладка 7, выполненная, например, в виде оцинкованной металлической пластины с отверстиями для размещения крепежных элементов, например, болтов. Прокладка 7 также может быть выполнена из полимерной композиции, обладающей достаточной жесткостью и прочностью. Толщина прокладки варьируется в пределах от 0,5 мм до 8 мм.
Использование прокладки 7 между кареткой 2 и S-образным опорным элементом 5 исключает контакт движимых элементов оборудования друг с другом и/или с неподвижным основанием, тем самым достигается гарантированный свободный ход линейной опоры, увеличивается ее надежность. При этом сохраняется минимальный размер «Б» линейной опоры, без снижения эксплуатационных нагрузок.
Направляющая 1, каретка 2 и выполнены традиционным способом, например, из протянутого через фильеру горяче-холодно катанного стального профиля.
Внутренние боковые стенки направляющей 1 и боковые поверхности каретки 2 выполнены с углублениями, которые образуют дорожку качения 8 для свободного перемещения в ней тел качения 4. Контактные поверхности внутренних стенок дорожки качения 8 могут быть упрочнены известным методом закалки.
Сепаратор 3 может быть выполнен из металлического листа с покрытием из антифрикционного материала (фиг. 1, 4). С обоих торцов сепаратора 3 установлены упоры для исключения выхода сепаратора 3 за габарит направляющей 1 и выпадения тел качения 4 из сепаратора 3.
Для фиксации в закрытом положении линейная опора качения может быть снабжена по меньшей мере одним фиксатором 10 закрытого положения (фиг. 5), установленным на конце направляющей 1. Фиксатор 10 содержит подпружиненный упругим элементом 11, например, пружиной сжатия цилиндрический стержень 12, шарнирно связанный с рычажным элементом 13, предназначенным для разблокировки зафиксированного положения направляющих. Стержень 12 выполнен с возможностью свободного перемещения в сквозном отверстии 14, выполненным на боковой части направляющей 1. При этом обеспечивается соосное положение сквозного отверстия 14 направляющей 1 в закрытом положении линейной опоры и аналогичного сквозного отверстия 15 другой направляющей 1 для свободного прохода стержня 12 фиксатора 10 через отверстия 14 и 15.
Для установки на оборудовании, линейная опора качения снабжена монтажными отверстиями 16 известной формы, выполненными на опорных поверхностях 17 направляющих 1 (фиг. 4). При этом монтажные отверстия 16 выполнены с возможностью совмещения при выдвижении каретки 2 из направляющей 1 с монтажными отверстиями 6 каретки 2. Такое совместное размещение монтажных отверстий 6 и 16 обеспечивает свободный доступ к крепежным болтам, размещенным в монтажных отверстиях 6 каретки 2, тем самым упрощает монтаж и техническое обслуживание линейной опоры качения.
Установленные в каждую С-образную направляющую 1 каретки 2 жестко соединяются при помощи крепежных болтов, установленных в монтажных отверстиях 6 кареток 2, с S-образным опорным элементом 5. Предварительно между каждой кареткой 2 и S-образным опорным элементом 5 размещается прокладка 7. После чего собранная таким образом линейная опора монтируется на оборудование с помощью монтажных отверстий 16, выполненных на опорных поверхностях 17 каждой направляющей 1 (фиг. 1). Причем одна направляющая 1 закрепляется на неподвижном основании оборудования, а вторая направляющая 1 - на выдвигаемом элементе. При движении линейной опоры каждая каретка 2 направленно перемещается внутри сепаратора 3 с телами качения 4, в свою очередь размещенного во внутреннем пространстве С-образного профиля направляющей 1. Тела качения 4 двигаются по дорожке качения 8 в том же направлении. Каждое тело качения 4 вращается в индивидуальном гнезде, образованном дорожкой качения 8 и отверстием в сепараторе 3, благодаря чему исключается тормозящий контакт между соседними телами качения 4.
При перемещении каретки 2 на определенную длину хода сам сепаратор 3 перемещается внутри направляющей 1. Конечной точкой хода перемещения каретки 2 является точка, в которой стопорный элемент 9 каретки 2 достигает торца сепаратора 3 (фиг. 1, 4). Упором в торец сепаратор 3 стопорный элемент 9 предотвращает выход каретки 2 за длину сепаратора 3. Сепаратор 3 вместе с заключенными в него телами качения 4 перемещается внутри направляющей 1 со скоростью, составляющей половину скорости каретки 2 до упора в стопорный элемент 18 направляющей 1.
S-образный опорный элемент 5 позволяет предотвратить деформацию и разрушение конструкции в процессе эксплуатации под воздействием ударных и динамических нагрузок. Установленные в S-образном опорном элементе 5 направляющие 1 выдвигаются в противоположных направлениях. Тем самым обеспечивается полное выдвижение элемента оборудования за пределы неподвижного основания.
Таким образом, достигается увеличение рабочего хода линейной опоры с сохранением компактности, плавности скольжения, высокой скорости перемещения. При этом соединенные друг с другом направляющие позволяют увеличить рабочий ход до полного выдвижения при сохранении грузоподъемности линейной опоры качения.