本发明涉及轴承设计技术领域，具体涉及一种方形导轨用直线轴承。
背景技术
直线轴承是一种直线运动系统,用于与导轨配合的直线运动场合。现有的直线轴承按所使用的导轨不同，划分为多边形导轨直线轴承和圆柱导轨直线轴承两类。回顾直线轴承发展历史，以1944年美国率先设计出的圆柱轴直线轴承为开端，之后进一步改进成与滚珠形状匹配的、带滚动沟道的滚珠花键直线轴承；而后继续改进成把轴设计成凸起形状夹住钢球的即角接触式沟道的滚珠花键直线轴承。日本于1971年首先制造出角接触式构造的滚珠花键直线轴承，所设计的凸起形的轴，是现在多边形轨道直线轴承的雏形，这是具有纪念意义的改良。所以，现有的多边形轨道直线轴承最早是在圆柱轴轨道直线轴承的基础之上改进而来。
我国对多边形轨道直线轴承研究较晚，其中徐建宁等人发明了一种应用于多边形导轨的动力直线轴承，它是将若干永磁电机等分排列在圆环套的内圆一周,若干永磁电机的轴线和圆环套的径向垂直,若干永磁电机两头的输出轴和圆环套固定连接,若干永磁电机围成正多边形插孔将正多边形的插孔内套装正多边形导轨和若干永磁电机的径向面滚动接触,若干永磁电机同步转动时即可沿导轨直线运动,或者使导轨作直线运动。这种动力轴承虽然有很多优点，但是直线轴承里面带有永磁电机，对直线轴承使用环境要求较高，由于其结构复杂，因此安装维护不便，可靠性不高。
对现有的多边形轨道直线轴承来说，此类直线轴承对导轨要求较高，一般情况下，其导轨都是特制的，在机构设计中，需要额外加装其导轨，增加了机构的重量及体积，使结构更加复杂，安装维护比较繁杂。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种方形导轨用直线轴承，采用技术成熟的深沟球轴承作为直线轴承的滚子，提高了直线轴承工作的可靠性。轴承和方形轨道之间采用面-面接触的滚动方式，不仅能够对轴承的直线运动进行周向定位，还增强了直线轴承的承载能力。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种方形导轨用直线轴承，能够在横截面为方形的轨道上直线运动，包括至少两个依次连接的直线轴承单元，相邻的两个直线轴承单元呈90度错位设置。
所述直线轴承单元包括固定框架和两组轴承套筒，两组轴承套筒贯穿固定框架的一对侧面设置。
所述轴承套筒包括螺母、第一套筒、第一轴承、第二套筒、第三套筒、第二轴承和螺杆；第三套筒、第二轴承、第二套筒、第一轴承和第一套筒依次设置在固定框架内，螺杆依次穿过第三套筒、第二轴承、第二套筒、第一轴承、第一套筒和固定框架，通过螺母固定限位；轨道穿过直线轴承单元，同一个直线轴承单元中的两个第一轴承和两个第二轴承沿轨道滚动。
所述相邻的两个直线轴承单元中的螺杆垂直，由此对轨道的上下左右方向进行限位。
所述轨道采用横截面为方形的轨道。
所述轨道采用长方形截面轨道、长方管轨道、正方形截面轨道、方管截面轨道。
所述第二轴承和第一轴承均采用深沟球轴承。
本发明与现有技术相比，其显著优点在于：
（1）采用轴承面与导轨面接触滚动方式，承载能力较强，可以承受较大扭矩。
（2）对导轨要求较低，通用性较强，常用桁架结构中需要直线运动的场合。
（3）结构简单，安装方便，后期维护方便。
（4）可以根据结构设计时具体需要，调节相关尺寸，适应性较强。
附图说明
图1为本发明方形导轨用直线轴承的工作状态示意图。
图2为本发明方形导轨用直线轴承的一个直线轴承单元的结构示意图。
图3为本发明方形导轨用直线轴承的两个直线轴承单元的结构示意图，其中图（a）为直线轴承侧视图，图（b）为直线轴承中轴剖视图。
图4为本发明方形导轨用直线轴承的轨道示意图，其中图（a）为长方形轨道示意图；图（b）为长方管轨道示意图；图（c）为正方管轨道示意图；图（d）为正方形轨道示意图。
图5为本发明方形导轨用直线轴承的套筒示意图。
图6为本发明方形导轨用直线轴承的轴承示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
结合图1至图6，本发明所述的一种方形导轨用直线轴承，如图1所示，直线轴承2在轨道1上直线运动。图3是4种不同形式的导轨，在实际工作中，可以根据设计需求（强度、重量、体积等要求）选择其中任意一种导轨，调整直线轴承1相应的的尺寸，使其与轨道相配合进行工作。
图1为直线轴承工作状态示意图，直线轴承2可以在轨道1上平稳运行。直线轴承2的具体结构如图2所示，包括至少两个依次连接的直线轴承单元，相邻的两个直线轴承单元呈90度错位设置。
所述直线轴承单元包括固定框架4和两组轴承套筒，两组轴承套筒贯穿固定框架4的一对侧面设置。
所述轴承套筒包括螺母3、第二套筒8、第一轴承7、第一套筒6、第三套筒10、第二轴承9和螺杆11。第三套筒10、第二轴承9、第二套筒8、第一轴承7和第一套筒6依次设置在固定框架4内，螺杆11依次穿过第三套筒10、第二轴承9、第二套筒8、第一轴承7、第一套筒6和固定框架4，通过螺母3固定限位。轨道1穿过直线轴承单元，同一个直线轴承单元中的两个第二轴承9和两个第一轴承7沿轨道1滚动。
所述相邻的两个直线轴承单元中的螺杆11垂直，由此对轨道1的上下左右方向进行限位。
直线轴承单元越多，直线轴承的运动越平稳，振动越小，运动精度越高。
当所述方形导轨用直线轴承用于连接其他零部件时，可以在任意一个面延伸出飞边即可通过螺栓与其他零部件连接。
所述轨道1可采用如图3所示的长方形截面轨道、长方管轨道、正方形截面轨道或方管轨道。
所述第二轴承9和第一轴承7均采用深沟球轴承。
在如图3截面右侧再按上述安装顺序，安装另外1组螺杆螺母组件。直线轴承2在导轨1方向上有3组螺杆螺母组件来支撑，通过这6组螺杆螺母组件对导轨的左右两侧面进行限位，另外12个轴承在导轨侧面上滚动，使直线轴承2能够平稳的移动。另外在左右两侧板上，如图3所示截面上，也有两组螺杆螺母组件，在导轨1方向上也有3组螺杆螺母组件，在导轨1的上下两个面上有12个轴承滚动，对导轨上下两个面进行限位。通过在导轨1上下左右4个面上24个轴承滚动，来实现直线轴承2在导轨1上平稳高效运动。
图4为导轨示意图，本发明的直线轴承2可以在正方形和长方形两种导轨上运动。如果在机构设计中要求减重，可以在保证机构强度的情况下，选择方管或者长方管作为导轨进行工作；如果在机构设计中对体积要求较高，可以选择正方形或者长方形的导轨进行工作。如果在特殊场合，可以依照本发明直线轴承2设计六个面的直线轴承在正六边形导轨上进行运动。
图5为套筒示意图，也选用标准间，套在螺杆光轴处上，对轴承进行轴向定位，保证轴承外圈与轨道表面接触，使直线轴承2运动更加平稳。
图6为深沟球轴承，选用标准件，主要是安装在螺杆，在轨道表面滚动，是直线轴承2的主要部件。
实施例1
本发明所述的一种方形导轨用直线轴承，如图1所示，直线轴承2在轨道1上直线运动。图3是4种不同形式的导轨，在实际工作中，可以根据设计需求（强度、重量、体积等要求）选择其中任意一种导轨，调整直线轴承1相应的尺寸，使其与轨道相配合进行工作。
图1为直线轴承工作状态示意图，包括至少两个依次连接的直线轴承单元，直线轴承2可以在轨道1上平稳运行。直线轴承2的具体结构如图3所示，包括螺母3、固定框架4、第二套筒8、第一轴承7、第一套筒6、底板8、上板9、第三套筒10、第二轴承9、导轨12、螺杆11。直线轴承2组装时，将底板8、第一套筒6、第一轴承7、第二套筒8、第二轴承9、第三套筒10和上板9依次安装在螺杆11上、最后将螺母3安装在螺杆11上对整个直线轴承进行紧固。同样，在如图2截面右侧再按上述安装顺序，安装另外1组螺杆螺母组建。直线轴承2在导轨1方向上有3组螺杆螺母组件来支撑，通过这6组螺杆螺母组件对导轨的左右两侧面进行限位，另外12个轴承在导轨侧面上滚动，使直线轴承2能够平稳的移动。另外在左右两侧板上，如图3所示截面上，也有两组螺杆螺母组件，在导轨1方向上也有3组螺杆螺母组件，在导轨1的上下两个面上有12个轴承滚动，对导轨上下两个面进行限位。通过在导轨1上下左右4个面上24个轴承滚动，来实现直线轴承2在导轨1上平稳高效运动。
图4为导轨示意图，本发明的直线轴承2可以在正方形和长方形两种导轨上运动。如果在机构设计中要求减重，可以在保证机构强度的情况下，选择方管或者长方管作为导轨进行工作；如果在机构设计中对体积要求较高，可以选择正方形或者长方形的导轨进行工作。如果在特殊场合，可以依照本发明直线轴承2设计六个面的直线轴承在正六边形导轨上进行运动。
图5为轴套示意图，也选用标准间，套在螺杆11光轴处上，对轴承进行轴向定位，保证轴承外圈与轨道表面接触，使直线轴承2运动更加平稳。
图6为深沟球轴承，选用标准件，主要是安装在螺杆11上，在轨道1表面滚动，是直线轴承2的主要部件。