ЛИНЕЙНАЯ ОПОРА КАЧЕНИЯ

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 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 № RU 2035635, МПК F16C 29/06, публ. 20.05.1995), содержащая корпус С-образного профиля, внутри которого установлена втулка С-образного профиля с сепаратором. В сепараторе выполнены циркуляционные каналы, в которых размешены шарики. Между корпусом и втулкой существует зазор, который прерывается выступами для соединения с корпусом винтами. Опора снабжена по крайней мере двумя стопорными элементами, установленными в пазы, выполненные в направляющей.
Недостатком известной опоры является: низкая скорость перемещения из-за эффекта торможения прижатых друг другу шариков и связанный с этим их повышенный износ.
Известна линейная опора качения (патент № RU 143962, МПК F16C 29/04, публ. 10.08.2014), которая содержит направляющую с рабочим и возвратным участками, тела качения с сепараторами, переходные детали с каналами для движения сепараторов и тел качения. Переходные детали выполнены в виде крышек, из полимерного материала, и соединены с торцевыми частями направляющей. Переходные детали снабжены скребками и смазочными каналами. Сепараторы выполнены из полимерного материала.
Недостатком известной линейной опоры качения является ограниченный выбор длины рабочего хода: излишне большой ход может привести к чрезмерной нагрузке на направляющий профиль, к деформации и, как следствие, к ее неисправности.
Наиболее близкой по технической сущности является 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-холоднокатаного 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. Каретка меньше длины направляющей, на торцах направляющей с обеих сторон расположены упоры, которые не позволяют каретке выйти за габарит направляющей. Рабочий ход ограничен габаритом направляющей, то есть каретка перемещается в габарите направляющей.
Раскрытие сущности полезной модели
При создании полезной модели решалась задача создания линейной опоры качения с хорошими эксплуатационными характеристиками, удовлетворяющей современным требованиям, предъявляемым к направляющим в машиностроении, безопасной в эксплуатации и с длительным сроком службы.
Технический результат - увеличение рабочего хода линейной опоры качения с сохранением ее компактности, плавности скольжения, высокой скорости перемещения и грузоподъемности.
Указанный технический результат достигается тем, что линейная опора качения содержит по меньшей мере одну направляющую С-образного профиля, в которой установлена по меньшей мере одна каретка, а между кареткой и направляющей установлен сепаратор, на боковых сторонах которого выполнены сквозные отверстия для размещения тел качения, при этом, согласно полезной модели, длина каретки больше длины сепаратора, но не больше длины направляющей, при этом на одной из торцевых сторон направляющей и на одной из торцевых сторон каретки установлены стопорные элементы, выполненные с возможностью упора в торцы сепаратора.
При этом, согласно полезной модели, опорные поверхности направляющих жестко соединены друг с другом при помощи заклепок с потайной головкой.
При этом, согласно полезной модели, заклепки с потайными головками размещены в монтажных отверстиях с чередованием их положения в противоположных направлениях.
При этом согласно полезной модели отверстия для размещения потайных заклепок выполнены на опорных поверхностях направляющих в шахматном порядке.
При этом согласно полезной модели направляющая и каретка выполнены из горяче-холоднокатаного профиля, протянутого через фильеру.
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.
При этом согласно полезной модели поверхности дорожки качения упрочнены методом закалки.
При этом согласно полезной модели тела качения выполнены в виде шариков или роликов.
Особенность полезной модели, направленная на увеличение рабочего хода направляющей опоры скольжения, заключается в возможности телескопического выдвижения каретки за габарит направляющей. В предложенной конструкции линейной опоры качения длина каретки приближена по размеру к длине направляющей или равна длине направляющей. За счет отсутствия с одной торцевой стороны направляющей стопорного элемента каретка может выдвигаться за габарит направляющей. При это ограничение выдвижения каретки обеспечивается следующим образом: при выдвижении каретки сепаратор упирается в стопорный элемент на направляющей, а стопорный элемент на каретке упирается в торец сепаратора - с противоположной стороны. Таким образом обеспечивается возможность выдвижения каретки за габарит направляющей в определенном направлении.
Вместе с тем 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 среднего опорного элемента. В предлагаемой полезной модели соединенные друг с другом направляющие образуют средний опорный элемент, в котором располагаются с обеих сторон по меньшей мере две каретки. Жесткое механическое крепление двух направляющих 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.
При этом соединение опорных поверхностей направляющих заклепками с потайными головками, которые размещены в крепежных отверстиях с чередованием их положения в противоположных направлениях, позволяет увеличить статические и динамические нагрузки, воспринимаемые линейной опорой, тем самым повысить ее надежность в работе.
Краткое описание чертежей
Полезная модель поясняется графическими материалами конкретного примера ее осуществления, где на:
фиг. 1 представлен вид линейной опоры спереди (в собранном виде);
фиг. 2 - поперечное сечение линейной опоры с одной направляющей;
фиг. 3 - поперечное сечение линейной опоры с двумя соединенными направляющими;
фиг. 4 - вид линейной опоры спереди в выдвинутом состоянии (одна направляющая);
фиг. 5 - вид линейной опоры спереди в выдвинутом состоянии (две соединенные направляющие);
фиг. 6 - вид линейной опоры сзади (отверстия на опорной поверхности направляющей);
фиг. 7 - вид линейной опоры спереди (расположение заклепок);
фиг. 8 - сечение Б-Б и В-В фиг. 7 (разнонаправленное положение заклепки для крепления опорных поверхностей направляющих).
Осуществление полезной модели
Линейная опора качения содержит по меньшей мере одну металлическую направляющую 1 С-образного профиля (фиг. 1, 2), в расточке которой установлена по меньшей мере одна каретка 2. При этом направляющая 1 С-образного профиля по меньшей мере равна длине линейной опоры. Для увеличения грузоподъемности линейной опоры направляющие 1 могут быть соединены с образованием среднего опорного элемента (фиг. 3).
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 или роликов и удерживаются сепаратором 3. Использование сепаратора 3 позволяет увеличить скорость перемещения каретки 2, поскольку исключается контакт между соседними телами качения 4.
Направляющая 1 и каретка 2 выполнены из горяче-холоднокатаного стального профиля, протянутого через фильеру. Длина каретки 2 больше длины сепаратора, но не больше длины направляющей 1. В представленном примере осуществления полезной модели каретка 2 имеет длину, приближенную по размеру или равную длине направляющей 1, при этом длина сепаратора 3 меньше длины направляющей 1 по меньшей мере в два раза. Для ограничения полного выдвижения каретки 2 за габарит направляющей 1 линейная опора качения снабжена по крайней мере двумя стопорными элементами: стопорный элемент 5 на одной торцевой стороне каретки 2 и стопорный элемент 6 на одной торцевой стороне направляющей 1, выполненные с возможностью упора в торцы сепаратора 3, расположенного между стопорными элементами 5 и 6 (фиг. 1).
Внутренние боковые стенки направляющей 1 и боковые поверхности каретки 2 выполнены с углублениями, которые образуют дорожку качения 7 (фиг. 2) для свободного перемещения в ней тел качения 4. Контактные поверхности внутренних стенок дорожки качения 7 могут быть упрочнены известным методом закалки.
Сепаратор 3 может быть выполнен из металлического листа с покрытием из антифрикционного материала. С обоих торцов сепаратора 3 установлены упоры 9 (фиг. 1) для ограничения хода сепаратора 3 между стопорными элементами 5 и 6 и исключения выхода сепаратора 3 за габарит направляющей 1, как следствие исключается выпадение тел качения 4 из сепаратора 3.
Для установки на оборудовании, линейная опора качения снабжена монтажными отверстиями 10 и 11 известной формы, выполненными на поверхности каретки 2 и направляющей 1 соответственно (фиг. 2, 6).
Для увеличения рабочего хода полного выдвижения линейной опоры опорные поверхности направляющих могут быть жестко соединены друг с другом с образованием среднего опорного элемента (фиг. 3), благодаря чему одна направляющая 1 имеет возможность выдвигаться за габарит другой направляющей 1. Жесткое крепление опорных поверхностей двух направляющих обеспечивается с помощью заклепок 8 с потайными головками, устанавливаемых в совмещенных отверстиях 12 по меньшей мере двух направляющих 1.
Заклепки 8 с потайными головками размещены в монтажных отверстиях 12 с чередованием их положения в противоположных направлениях: если потайная головка заклепки 8 расположена со стороны одной направляющей 1, то потайная головка следующей за ней заклепки 8 располагается со стороны другой направляющей 1 (фиг. 7, 8).
Монтажные отверстия 12 могут быть выполнены по продольной оси опорной поверхности направляющей 1, а также могут располагаться со смещением в сторону от продольной оси в шахматном порядке.
При необходимости получения линейной опоры большой длины она может выполняться составной и монтироваться стык-в-стык для достижения требуемой суммарной длины. Для обеспечения повышенной жесткости на участках стыковки предусмотрены дополнительные крепежные винты.
Линейная опора монтируется на оборудование с помощью монтажных отверстий 11, выполненных на направляющей 1 и монтажных отверстий 10, выполненных на каретке 2 (фиг. 2, 3). При движении линейной опоры 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 7 в том же направлении. Каждое тело качения 4 вращается в индивидуальном гнезде, образованном дорожкой качения 7 и отверстием в 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. Конечной точкой хода перемещения каретки 2 является точка, в которой стопорный элемент 5 каретки 2 достигает торца сепаратора 3 (фиг. 1, 4). Упором в торец сепаратор 3 стопорный элемент 5 предотвращает выход каретки 2 за длину сепаратора 3 и тем самым увеличивается рабочий ход. 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 6 направляющей 1.
Жесткое соединение двух направляющих 1, образующее средний опорный элемент, позволяет предотвратить деформацию и разрушение конструкции в процессе эксплуатации под воздействием ударных и динамических нагрузок (фиг. 5). Благодаря разнонаправленно расположенным в отверстиях 12 заклепкам с потайными головками исключается ослабление соединения, образующего средний опорный элемент. При этом обеспечивается телескопическое выдвижение кареток 2 в противоположных направлениях.
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 при сохранении грузоподъемности линейной опоры качения.