滚柱直线导轨用钢制链式滚柱保持架的制作方法

本实用新型涉及保持架技术领域，尤其涉及一种滚柱直线导轨用钢制链式滚柱保持架。

背景技术：

目前，滚柱直线导轨通常是由导轨、滑块、滚动体、返向器、保持架等零件组成。其工作原理是通过滚动体在导轨与滑块的滚道内滚动，来实现滚动直线导轨副的直线运动。由于相邻滚柱的外圆柱面运动方向相反，为了避免直接摩擦，通常采用部分地包裹滚动体的保持架，并随之运动，用以隔离滚动体使滚动体之间保持一定距离，避免两滚动体间相互接触，保持架通常还引导滚动体并在其导轨和滑块之间内正常运动。保持架是直线导轨的主要零件之一。

现有技术的保持架球兜在滚柱横截面上形状为圆形，球兜过小将锁住滚动体，使滚柱与滚道出现打滑，球兜过大保持架将不稳定，因此控制保持架和滚柱之间相互作用，相互摩擦的间隙尤为重要；而且市场上现有的直线导轨保持架通常由尼龙经注塑而成，由于尼龙保持架材料的特性，使用时受到环境湿度的影响而尺寸相应发生变化，出现缩短时滚柱卡住或者增长时滚柱脱出现象；而且通常带保持架的直线导轨的失效是以保持架先断裂，造成产品不能再使用，保持架的早期破坏一直成为是直线导轨所困扰的问题。

技术实现要素：

针对现有现有技术中存在的因球兜大小不适而引起的滚柱对球兜产生的不必要的冲击和摩擦；以及尼龙保持架造成的滚柱卡住、脱落、断裂等问题，本实用新型提供一种滚柱直线导轨用钢制链式滚柱保持架，以达到既确保定位精度高，同时旋转灵活性好的目的，也避免了尼龙保持架缩水造成的尺寸变化，以及尼龙保持架不耐磨损、早期疲劳易断裂等问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种滚柱直线导轨用钢制链式滚柱保持架，所述保持架包括链式基板，所述链式基板上设置有若干保持架单元，若干保持架单元沿链式基板的延伸方向等距设置，其中每个保持架单元由两个对立设置的单个保持架构成，两个对立设置的单个保持架之间配合形成滚柱安置区；每个单个保持架上设置有上支撑爪，中支撑爪和下支撑爪，所述上支撑爪，中支撑爪和下支撑爪分别呈与滚柱外表面相配合的弧形。

进一步的，所述上支撑爪，中支撑爪和下支撑爪分别呈圆形。

进一步的，所述每个单个保持架上的中支撑爪的弧面凹向与上支撑爪和下支撑爪的弧面凹向相反。

进一步的，所述上支撑爪，中支撑爪和下支撑爪弧面曲率为滚柱直径的0.57倍。

进一步的，所述保持架上的球兜圆与滚柱的外圆同心且稍大，并与内包容滚柱在水平线上，按滚柱差异形成间隙变化范围为0.05-0.50mm。

进一步的，所述链式基板由弹性钢板一体压制形成。

本实用新型提供的滚柱直线导轨用钢制链式滚柱保持架，通过将保持架球兜在滚柱横截面上形状设计为圆形，以达到滚柱定位精度高，同时旋转灵活性好的目的；而且本实用新型提供的滚柱直线导轨用钢制链式滚柱保持架，采用弹性钢结构，使用强度高，柔性和弹性好，可任意弯曲，变形后具有自恢复功能，不受外界折弯、撞击影响，避免了传统保持架因弯曲而造成卡住滚动体的现象，同时，避免了尼龙保持架不耐磨损、早期疲劳断裂等问题。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。

图1为本实例中滚柱直线导轨用钢制链式滚柱保持架的俯视示例图；

图2为本实例中滚柱直线导轨用钢制链式滚柱保持架的侧视示例图；

图3为图2保持架单元的放大示例图；

图4为本实例中滚柱直线导轨用钢制链式滚柱保持架左视示例图；

图中标号说明：链式基板10、保持架单元20、安装槽20-1、单个保持架21、上支撑爪21-a，中支撑爪21-b、下支撑爪21-c、滚柱30、游隙30-1。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、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，进一步阐述本实用新型。

保持架是直线导轨的主要零件之一，保持架在直线导轨中的主要作用有分离滚动体；将滚动体本身保持住；引导滚动体在正确的轨道上滚动；对滚动体定向、减少摩擦力。因此要求保持架材料具有高耐磨性，但高硬度需要防止产生“抱合”；较高的疲劳强度；有必要的弹性和韧性；摩擦损失小，能缓和滚动体进出负荷区的冲击；压力加工性能相对良好；有足够的刚性和柔顺性；摩擦系数小、化学上稳定，受外磁场，不易生锈。

基于上述保持架在直线导轨中的作用，本方案针对保持架周向不同间隙进行了设计。

在非匀速状态下，为了减少滚动体偏移造成兜孔摩擦和冲击，必须保证不小于最小的兜孔间隙，同时也要兼顾不影响保持架的稳定性的最大兜孔间隙。球兜过小将锁住滚动体，使滚柱与滚道出现打滑；球兜过大保持架将不稳定，针对上述这两种情况，本方案采用通过将球兜设计与滚柱的外圆同心且稍大的圆形来实现，其中间隙在水平方向的变化范围为0.05-0.50mm，间隙随滚柱的直径增大而加大。在使用中，若保持架兜孔间隙过小，使滚柱圆周面和保持架兜孔之间的摩擦加大，并导致导轨内部润滑不畅。间隙过大，滚柱对保持架冲撞加大，严重的还可能导致相邻的滚柱对保持架形成拉伸或压缩效应从而引起保持架早期破坏，如此的设计既可以确保定位精度高，同时使滚柱旋转灵活性好。

针对现有技术中尼龙保持架不耐磨、易老化，断裂等问题，本实用新型中保持架的材料选用弹性钢结构，可任意弯曲，具有自恢复功能，不受外界折弯影响，并且消除内部相互之间的作用力和应力，避免了传统保持架因弯曲而造成卡住滚动体的现象；同时，不会受以往注塑材料的缩水的影响兜孔间隙大小的变化，材料抗疲劳强度远高于现有的尼龙保持架产品，防止了保持架提前破坏的状况。

基于上述保持架在直线导轨中的作用以及设计方案，下面结合具体图示对本方案中的保持架进行具体的说明。

参见图1，其所示为本实例中滚柱直线导轨用钢制链式滚柱保持架的俯视示例图。本实例中给出的滚柱直线导轨用钢制链式滚柱保持架通过压制一体链式基板10而成，链式基板的材料采用弹性钢板，具有弯曲弹性自恢复功能，延长保持架的使用寿命。

进一步的，在链式基板10上有若干相同，等距设置的保持架单元20，若干的保持架单元20通过链式基板10串联连接组成柔性条状结构，每个保持架单元20上设置有用于安置滚柱的安装槽20-1，安装槽的两端分别设有用于夹持滚柱30两端的圆弧面，如此结构的设置可以将滚柱30保持在安装槽内。

参见图2-3，其所示分别为本实例中滚柱直线导轨用钢制链式滚柱保持架的侧视示例图和保持架单元的放大示例图，每个保持架单元20又由两个保持架21构成，两个单个保持架21相对设置，并在两个保持架之间形成一个安装槽20-1，用于保持住滚柱30。

参见图4，其所示为图1所示滚柱直线导轨用钢制链式滚柱保持架左视示例图。

由图可知，每个单个保持架21又由上支撑爪21-a，中支撑爪21-b和下支撑爪21-c构成，中支撑爪21-b与上支撑爪21-a、下支撑爪21-c的弧面凹向相反；其中，中支撑爪21-b设置在中间部分，向上凹，用于夹持滚柱30中间的圆弧面；上支撑爪21-a和下支撑爪21-c分别设置在中支撑爪21-b的两端，向下凹，用于夹持滚柱30两端的圆弧面。

进一步的，这里的上支撑爪、中支撑爪，下支撑爪弧面曲率设置为滚柱直径的0.57倍。如此的设置可以兼顾保持架的接触点应力、润滑性能和抗摩擦性能，经过实验保持架兜孔半径与滚柱圆周直径之比控制在0.56-0.58。

如此设置的上支撑爪21-a，中支撑爪21-b和下支撑爪21-c基于其弯曲的弧形结构，使得上支撑爪21-a，中支撑爪21-b和下支撑爪21-c本身具有较好的弹性性能，可以弯曲，并能够进行自行恢复。

由此构成的单个保持架21在设置时，两个单个保持架21相对设置形成一个保持架单元20，这里两个单个保持架21上的上支撑爪21-a，中支撑爪21-b和下支撑爪21-c的弯曲方向相反。

参见图3，其所示为本实例中保持架单元的放大示例图，本实例中还将保持架球兜与圆柱面的间隙设计为：沿着柱心移动方向游隙较大，垂直方向游隙较小。以达到既确保定位精度高，同时旋转灵活性好的目的。作为优选，这里的垂直方向的游隙比水平方向减小范围为13-25微米，间隙随滚柱的直径减小而减小。

根据上述方案构成的滚柱直线导轨用钢制链式滚柱保持架，具有弯曲弹性自恢复功能，不受外界折弯、撞击影响，适合弯曲直线交替脉动循环直线导轨的运动状态，并且在消除材料内应力处理后，避免了传统保持架因弯曲而造成卡住滚动体的现象，同时，避免了塑胶保持架缩水的造成在使用一段时期后，尺寸变化；特别的是克服了现有的塑胶保持架有不耐磨损、早期疲劳断裂的问题。

由此构成的滚柱直线导轨用钢制链式滚柱保持架在应用时，可以减少滑动摩擦而造成磨损，特别是在高速运转下，由于离心力、惯性力的作用，减缓了内部滚动体与保持架的碰撞、摩擦磨损与发热，造成保持架早期疲劳破坏。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型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实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型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实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。