圆柱式回转移动副自调整滚动浮动支承

1.一种圆柱式回转移动副自调整滚动浮动支承，由滚动轴承(2)和浮 动组件(3)与回转轴(1)及移动套筒组件(4)构成，其特征在于，回转轴 (1)和滚动轴承(2)连接，滚动轴承(2)外环与浮动组件(3)连接，浮 动组件(3)与移动套筒组件(4)滚动连接，回转轴(1)与浮动组件(3) 之间为滚动回转副，浮动组件(3)与移动套筒组件(4)之间为滚动移动副， 形成圆柱式回转副移动副自调整滚动回转移动副浮动支承；
所述浮动组件(3)由壳体(3-1)、限位组件(3-2)、弹簧元件(3-3)、 阻尼组件(3-4)和钢球(3-5)组成，限位组件(3-2)盖在壳体(3-1)的 外圈，弹簧元件(3-3)和钢球(3-5)分别安装在阻尼组件(3-4)的两端， 钢球(3-5)与移动套筒组件(4)的内壁接触。

技术领域\n本发明属于机械设计与制造领域，涉及自调整浮动轴承式支承，特别涉 及既有回转同时又有直线移动的圆柱式运动副的自调整滚动浮动支承。\n背景技术\n回转轴与支承件的孔之间的支承一般采用滚动轴或普通滑动轴承，一般 的滚动轴承和滑动轴承没有轴心自动调整功能。静压轴承特别是近年来出现 的磁浮轴承及气浮轴承等新型轴承，当有外部干扰使轴心位置在径向发生偏 离时，可以自动调整回到理论轴线位置，以提高轴的回转精度。但是上述浮 动轴承用于轴的支承时，支承必需固定不动，也就是说仅仅是轴承浮动，而 支承仍属固定支承。\n工程中不少情况轴与孔之间既要有相对转动，又要有相对移动，这时要 求轴的支承要能沿轴线方向移动。如图3(a)所示，轴回转，套筒2相对轴沿 轴向移动(套筒的移动延导轨导向)，轴1有两个支承，支承3为固定支承，2 为可移动支撑，但这种移动支撑的轴承为普通滑动轴承，不是浮动轴承，其 缺点是摩擦大；轴心不能自动调整，由于轴的圆柱度误差将会产生轴线偏摆； 特别是由于套筒与轴之间有相对运动，因此图中尺寸L在运动过程中是变化 的，当套筒移到最右边时L达到最大，移至最左边时L为最小。由于高速回 转的回转轴1在左端无支承，属于悬臂，当L较大时，轴的悬臂亦可能会产 生较大的振动，图3(b)与图3(a)相似，并联机构中常用这种形式，只是回转 轴1为丝杠，因此套筒(与螺母固定)的移动与丝杠的回转为螺旋移动关系(为 圆柱式的螺旋副)。图3(a)的圆柱副和图3(b)的圆柱式的螺旋副可统称为圆 柱式回转移动副。\n移动副支承，对推动机床、机器人等行业的高性能的创新产品开发具有重要 意义。\n发明内容\n本发明的目的在于提供一种圆柱式回转移动副浮动支承，该类浮动支承 具有轴心自动调整，回转精度高；回转副与移动副摩擦都小，运动平稳性好； 轴无悬臂，且支承的阻尼大，抗振性好等特点。\n为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是，由滚动轴承，浮动组件 与回转轴及套筒组成圆柱式回转移动副浮动支承，其特点是，(1)该浮动支承 的回转运动副和移动运动副都采用滚动副，轴承内环与轴连接，轴承外环与 浮动组件连接，回转轴相对浮动组件回转，为滚动回转副；浮动组件又与套 筒连接，套筒相对浮动组件轴向移动，该移动运动副也为滚动副。(2)该浮动 支承配置在轴的端部，轴无悬臂。(3)浮动组件由壳体，弹簧元件，阻尼组件， 钢球及限位元件组成，限位组件盖在壳体的外圈，弹簧元件和钢球分别安装 在阻尼组件的两端，钢球与移动套筒组件的内壁接触。弹簧元件使该浮动组 件可径向浮动，自动调整轴心；阻尼组件使浮动组件具有大得阻尼。\n弹簧元件优化设置，既使得浮动支承结构紧凑，又使浮动支承刚度大， 特别是阻尼组件的优化设置，可既使得浮动支承浮动自如，又使得浮动支承 具有大的阻尼，抗振性好。\n附图说明\n附图1是本发明浮动支承的原理及应用示意图；\n附图2也是本发明浮动支承的结构图，其中(a)是主视图，(b)是(a) 的A-A剖视图。\n图3是轴的支承沿轴线方向移动的示意图。\n具体实施方式\n以下结合工作原理和结构附图对本发明作进一步详细说明。\n图1中1为回转轴(本例中为滚珠丝杠)，2为滚动轴承，3为浮动组件(其 中包括壳体3-1、限位组件3-2、弹簧元件3-3、阻尼组件3-4、钢球3-5， 限位组件3-2盖在壳体3-1的外圈，弹簧元件3-3和钢球3-5分别安装在阻 尼组件3-4的两端，钢球3-5与移动套筒组件4的内壁接触)，4为移动套筒 组件(含滚珠螺母)，套筒组件4的移动由导轨4-1导向，滚动轴承2与回转 轴1连接，浮动组件3又与移动套筒组件4连接，回转轴1与浮动组件3之 间为滚动回转副，浮动组件3与移动套筒组件4之间为滚动移动副，回转轴 1与移动套筒组件4之间既相对回转，又相对沿轴线方向移动，浮动组件3 可在径向浮动，自动调整轴心位置，从而形成圆柱式回转移动副浮动支承。\n所述的滚动轴承2由轴承调整紧固组件2-1连接在回转轴1的轴端，并 与浮动组件3形成回转副，浮动组件3和移动套筒组件4构成圆柱式自调整 滚动移动副，从而形成圆柱式回转移动副自调整滚动浮动支承形式。\n或将浮动组件3的位置配置为滚动支承，并将滚动轴承2的位置配置为 浮动组件3，形成另一种形式的圆柱式回转移动副浮动支承。\n图2为圆柱式回转移动副浮动支承的结构简图，由滚动轴承2和浮动组 件3及回转轴1，移动套筒组件4组成，回转轴1与滚动轴承2的内环相连 接，轴承调整紧固组件2-1与回转轴1及滚动轴承2连接，滚动轴承2由轴 承调整紧固组件2-1连接在回转轴1的轴端，并与浮动组件(3)形成回转副， 浮动组件3与滚动轴承2的外环连接，回转轴1相对于浮动组件3为滚动回 转副；浮动组件3与移动套筒组件4构成圆柱式自调整滚动移动副。因此回 转轴1与移动套筒组件4之间为圆柱式滚动回转移动副浮动支承。\n优化设计弹簧元件3-3，既可使浮动支承的径向和回转轴向尺寸紧凑， 又可使得其刚度高，优化设计阻尼组件3-4的结构形式，尺寸和材料配对及 阻尼组件3-4与壳体3-1之间配合性质的选择，既使得浮动支承阻尼大，结 构紧凑，同时又保证支承浮动自由。