一种用于直线导轨的隔离圈及直线导轨的制作方法

本发明涉及一种精密设备，具体涉及直线导轨技术。

背景技术：

在现有技术中，直线导轨的滚动循环钢球有两种形式，一是满珠型，即球与球直接接触；二是有带保持架型，即塑料链式带孔将球隔开。

满珠型存在的问题是：由于相邻的球接触表面线速度方向相反，其直线导轨的运行速度越大，接触点的相对速度也越大，使得接触点摩擦力加大，运动效率降低，振动噪音加大，使得对数控机床的高速化受到了限制。再者球在循环换向时，由于前后球移动的速度不一，相邻有间隔存在的球，出现撞击损伤，使得对数控机床的精密化受到了限制。

带保持架型存在的问题是：由于保持架为塑料链式带孔型，虽然克服了满球型球与球直接接触产生的问题，但保持器在球每循环一周需要进过两次弯曲，其直线导轨的运行速度越大，脉动弯曲的频率也越高，由于现有的工程塑料脉动交变应力有限，造成早期断裂，使得对数控机床的使用稳定性受到了限制。

适合于现代高速度、高精度直线导轨急需解决现有技术中：无保持架满球型，在运行时球与球相互摩擦、碰撞，造成的精度破坏、噪音增加及效率损耗等问题；以及链式保持架型，即安装在长条状链式保持器，在现有的工程塑料材质中，因挠性疲劳造成早期破坏的两大问题。

技术实现要素：

针对现有直线导轨所存在的问题，需要一种运行速度快，使用寿命长的直线导轨技术。

为此，本发明所要解决的技术问题是提供一种用于直线导轨的隔离圈及直线导轨，以提高直线导轨速度和使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种用于直线导轨的隔离圈，该隔离圈的外周面是一个外球面，两侧面为对称设置的内球面，中心开设有一通孔，该通孔的两端分别与两侧的内球面相交。

优选的，所述隔离圈采用改性聚四氟乙烯支撑。

优选的，所述改性聚四氟乙烯由15％玻璃纤维、10％碳纤维填充PTFE制成。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种直线导轨，所述直线导轨中设置有隔离圈，所述隔离圈位于直线导轨中钢球之间。

优选的，所述隔离圈的外球径使得隔离圈在经过曲线运动时移动轨迹延曲率内移，其外径不碰及直线导轨中的反相器。

基于上述方案构成的直线导轨用隔离圈以及相应的直线导轨与现有技术相比，将现有技术中的直线导轨进行精密化与高速化，使精度寿命比带保持器型延长30％以上，噪音分贝值比满球型降低50％以上，以解决了在现有直线导轨技术中噪音和寿命的问题。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本发明实例中隔离圈的剖视图；

图2为本发明实例中隔离圈的侧视图；

图3a为本发明实例中采用法兰型滑块的直线导轨中隔离圈的位置图；

图3b为本发明实例中采用四方型滑块的直线导轨中隔离圈的位置图；

图4为本发明实例中直线导轨的隔离圈的路径图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1和图2，其所示为本实例中提供的直线导轨用隔离圈05的结构示意图。

由图可知，该隔离圈05整体为具有一定厚度的圆盘结构，其横截面为圆形。隔离圈05的外周是一个外球面体，其球面体是不完整的(即隔离圈05的外周面为一球面)，形状与尺寸设置确保能在循环时能顺利通过的最大尺寸。

隔离圈05的两侧对称各有一个内球面体，其内球面(R)半径与与直线导轨中的钢球04的半径相配合，并可按承受推力的大小，选摩擦力较小的优化值。

隔离圈05的中心有一个通孔(d)，该通孔(d)为储油孔，以确保储油放油的效果，孔径可根据润滑油粘度的大小，选用相应孔径。

由此构成的隔离圈05，其外周的外球面体(Φ)与两侧的两个对称内球面(R)相交，中间通孔(d)的两端与两内球面(R)相交。

在具体实现时，该隔离圈05采用改性聚四氟乙烯来制成，该改性聚四氟乙烯由15％(质量比)玻璃纤维、10％(质量比)碳纤维填充基础原料PTFE(聚四氟乙烯)制成。根据构成的隔离圈05能够很好的适应直线导轨的应用环境，可按受力大小和速度调整，以提高直线导轨的运行速度和使用寿命。

根据上述方案构成的带储油孔的隔离圈05能够与直线导轨中的钢球04和滑块沟02相配合，使间隔块与球避免过大摩擦力、运行时脱落，进而解决了现有技术中：

(1)无保持架满球型在运行时球与球相互碰撞、直接接触时产生精度破坏、噪音增加及效率损耗等问题；

(2)链式保持架型，即安装在长条状链式保持器，在现有的工程塑料材质中，因挠性疲劳造成早期破坏等问题。

参见图3a和图3b，其示出本实例提供的隔离圈05在直线导轨中的应用状态。

由图可知，本隔离圈05在应用到直线导轨中时，具体位于直线导轨中钢球04之间，其两侧的内球面分别与两侧的钢球04相配合。

再者，直线导轨中的滑块08，其外形，根据与外部设备连接方式不同有法兰型(下图3a)和四方型(下图3b)。其同规格隔圈(下图05)可通用于相应规格的法兰型或四方形。

如此构成的直线导轨中，隔离圈05将随着钢球04进入滑块沟02与导轨沟01之间，经过一端反相器06，再入滑块孔03，最后入另一端面的反相器06。

若滑块的移动方向一致，形成再一次的循环；若滑块的移动方向相反，则相反运动。

参见图4，其示出隔离圈05在直线导轨中的运行路径。

由图可知，隔离圈05将随着钢球04进行直线运动(延滑块长度)--曲线运动(延反相器03曲率)--直线运动--曲线运动，形成腰型圆轨迹。

其中，隔离圈05随着钢球04进行直线运动(延滑块长度)时，由于球与反相器06和球与滑块沟02、导轨沟01摩擦力不同，在交接处出现间隙07，防止间隙过大隔离圈脱落以及间隙太小移动阻力增大。

隔离圈05随着钢球04进行曲线运动(延反相器03曲率)时，隔离圈的外球径，在经过曲线运动时移动轨迹延曲率内移，其外径不碰及反相器06。

由上可知，本发明提供的直线导轨用隔离圈方案，使直线导轨能够达到精密化与高速化，即隔离圈的寿命比链式保持架的寿命更接近直线导轨的系统精度寿命；避免了球与球的直接摩擦和碰撞，减少了振动与噪音，更适合于高速运行的直线导轨。使精度寿命比带保持器型延长30％以上，噪音分贝值比满球型降低50％以上，以解决了在现有直线导轨技术中噪音和寿命的问题。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。