本发明涉及轴承,尤其是平面轴承,具体而言,涉及一种高荷载双向平面多自由度轴承。
背景技术:
1、在一些较复杂大型物理模型试验等领域,均存在一些重荷载的平面运动结构,例如,在较大型的地裂缝物理模型试验中,需要带着大型重载荷的岩块作平面运动。较大型设备往往在一个方向上需要带着笨重的电机进行运动,需要有拖链电线等附属设备,而在这个过程中常常出现磨损、设备故障和漏电等现象,并且结构复杂,安装十分不便。
2、目前现有技术中,例如中国专利cn2674184y公开了一种改进的单向平面推力球轴承,其采用的是单向平面推力球,只能做单向运动,cn103790956a公开了一种推力角接触球轴承,其座圈和轴圈中以角接触方式设置用于钢球滚子滚动的滚道面,显然也只是沿着垂直纸面的方向单向运动,cn214367257u公开了一种组合推力轴承,其采用多个圆柱滚子结合多个滚球,也只是单向运动。另外现有技术还采用双层托板加导轨技术,来控制岩块沿平面内运动,这种结构复杂,也无法两面承受大荷载。
3、总之,当前这些传统做法存在如下缺陷:
4、1.现有技术的结构无法承受两侧的大荷载,且只能单向运动,如果同时实现重载荷物体作多个方向运动,需要做多层的托架或滚动导轨,成本增加。
5、2.如果做多层导轨,厚度增加,整个结构体积,质量变大,总体看起来复杂冗余。
6、3.因为要承受较大的荷载,必须要将结构设计的足够结实和牢固,这又导致搭建的难度增加。
7、因此,有必要对现有做法进行针对性改进,以解决复杂大型物理模型试验中重荷载下的平面运动问题。
技术实现思路
1、鉴于现有技术的不足,本发明提供一种高荷载双向平面多自由度轴承,结构简单、轻便,可以承受大荷载的平面内任意方向自由运动,能够解决上述存在的问题。
2、本发明的技术方案如下:
3、一种高荷载双向平面多自由度轴承,包括:
4、相对设置的第一板和第二板,其中所述第一板作为载荷板适于与加载对象抵接,所述第二板作为推力板适于与加载源抵接,并且所述第一板和第二板间隔预设距离且不连接;
5、保持架,设置于所述第一板和第二板之间,并且所述保持架上预设有多个滚动槽;
6、滚动体,多个所述滚动体一一对应布置于多个所述滚动槽内以被所述保持架保持,所述滚动体分别与两侧的第一板和第二板的表面抵接并能够在所述滚动槽内自由滚动,使得加载对象能够随所述第一板在垂直于加载方向的平面内沿第一方向和第二方向相对所述第二板自由移动。
7、本发明提供的高荷载双向平面多自由度轴承系统,借助滚动体在第二板上的滚动,能够实现加载对象随第一板做平面内任意方向的自由运动,并且在轴承的两侧能够被施加高荷载,例如至少在500kn以上,至少能够模拟带着重载荷的大型岩块作双向平面运动,以及任意方向的平面运动,确保了重荷载加载下加载对象的多自由度平面运动,拓展了重荷载加载下加载对象的运动范围,满足此类模型试验的需求。
8、在一些实施例中,所述第二板面积大于所述第一板,使得所述第一板四周边界距第二板四周边界存在自由移动空间。
9、借助该改进,能够满足第一板的运动行程需求,并且该行程可以根据模型试验中的试验需求灵活设定,只需灵活选取不同尺寸的第一板和第二板即可。
10、在一些实施例中,所述滚动槽在所述保持架上以矩阵排列多行多列。
11、借助该改进,通过矩阵排列多行多列的滚动槽,足够多的滚动体与合理的排布,能够确保轴承两侧被施加高荷载而不破坏。
12、在一些实施例中,所述滚动槽为圆形凹槽,所述滚动体为钢球,钢球嵌于圆形凹槽内。
13、借助该改进,钢球承载力高,且嵌入圆形凹槽内,实现平面内双向多自由度运动的同时不易从槽内滑脱。
14、在一些实施例中,所述保持架为单层板结构,单层板上形成有多个所述滚动槽。
15、借助该改进,保持架采用单层板结构容易加工制作,其上易于成型圆形滚动槽,滚动体也易于安装。
16、在一些实施例中,所述保持架为双层板结构,双层板由第一保持板和第二保持板扣合构成,并且所述第一保持板和第二保持板上均形成有多个收口半圆槽,对应的两个收口半圆槽扣合形成一个所述滚动槽。
17、借助该改进,保持架采用双层板结构,双层板相互扣合,分别从上下两方向对滚动体进行夹持式保持,上下两个收口半圆槽扣合使得滚动体安装更稳妥。
18、在一些实施例中,所述第一保持板和第二保持板上对应预设有多个锚固孔,二者相互扣合并由铆钉锚固固定。
19、借助该改进,铆钉锚固使得上下两个保持板扣合的更牢固,在加载和跟随运动过程中不易发生相互错动或脱开。
20、在一些实施例中,所述第一板的至少相对两边缘固定有保持架挡板,所述保持架挡板用于防止所述第一板在自由移动过程中与所述保持架脱离。
21、借助该改进,保持架挡板在第一板的至少相对两边缘形成止挡结构,防止自由运动过程中保持架与滚动体“越位”,即避免发生超行程运动。
22、在一些实施例中,所述保持架挡板为『型结构,其顶部卡合于所述保持架的上边缘。
23、借助该改进,『型结构在第一板的边缘容易安装,且安装后容易对保持架形成有效止挡。
24、在一些实施例中,『型结构的侧边开设有螺钉孔,所述第一板的至少相对两边缘对应开设有螺钉孔,所述保持架挡板通过紧固螺钉固定于所述第一板上。
25、借助该改进,将保持架挡板采用螺钉安装在第一板上,保持架挡板从第一板上可拆卸分离,分体式结构可安装可拆卸更换,能够根据不同体量的滚动体和加载需求灵活设置,也避免了一体成型而带来的误差。
26、在一些实施例中,『型结构的侧板和顶部与所述保持架的侧边缘和上边缘均预留有一预设的间隙s,以允许所述保持架受力时在所述保持架挡板内有轻微滑动。
27、借助该改进,通过在适当位置预留间隙,以允许保持架在保持架挡板内有轻微滑动空间,如此使得滚动体与保持架不会卡死,确保结构功能的顺利实现,降低故障率。
28、在一些实施例中,所述第一板位于内侧,所述第二板位于外侧,所述加载源为千斤顶。
29、有益效果:本发明提出的一种高荷载双向平面多自由度轴承,结构简单、轻便,可以承受大荷载的平面内任意方向自由运动,能够解决上述存在的问题。具体而言,至少可得到以下有益效果:
30、(1)本发明提出的高荷载双向平面多自由度轴承,借助滚动体(钢球)在推力板上的滚动可实现加载对象在平面内任意方向自由运动,控制承载物作平面运动,避免了传统做法中需要大量辅助结构相互配合。
31、(2)本发明提出的高荷载双向平面多自由度轴承,被移动重物载荷的增加,可以通过增加滚动体(钢球)的数量和尺寸来实现,在实际使用中容易实现,荷载能够被很容易地施加到500kn以上,满足大型岩块的模型试验需求。
32、(3)本发明提出的高荷载双向平面多自由度轴承,设备的行程可以通过改变推力板的尺寸来实现,在实际使用中容易实现。
33、(4)本发明提出的高荷载双向平面多自由度轴承,保持架可由单层钢板或两层钢板之间通过铆钉连接实现,结构易于加工制作,能够方便地对滚动体(钢球)进行限位。
34、(5)本发明提出的高荷载双向平面多自由度轴承,保持架和保持架挡板之间预留有小间隙,使保持架受力时在挡板内可以有轻微滑动,滚动体(钢球)与保持架不会卡死,确保结构功能的顺利实现,降低故障率。
35、(6)本发明提出的高荷载双向平面多自由度轴承,运动结构简单,各部件易于获取,安装方便。
36、应当理解,本发明任一实施方式的实现并不意味要同时具备或达到上述有益效果的多个或全部。
1.一种高荷载双向平面多自由度轴承,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的高荷载双向平面多自由度轴承,其特征在于,所述第二板面积大于所述第一板,使得所述第一板四周边界距第二板四周边界存在自由移动空间。
3.根据权利要求1所述的高荷载双向平面多自由度轴承,其特征在于,所述滚动槽为圆形凹槽,所述滚动体为钢球,钢球嵌于圆形凹槽内。
4.根据权利要求1所述的高荷载双向平面多自由度轴承,其特征在于,所述保持架为单层板结构,单层板上形成有多个所述滚动槽。
5.根据权利要求1所述的高荷载双向平面多自由度轴承,其特征在于,所述保持架为双层板结构,双层板由第一保持板和第二保持板扣合构成,并且所述第一保持板和第二保持板上均形成有多个收口半圆槽,对应的两个收口半圆槽扣合形成一个所述滚动槽。
6.根据权利要求5所述的高荷载双向平面多自由度轴承,其特征在于,所述第一保持板和第二保持板上对应预设有多个锚固孔,二者相互扣合并由铆钉锚固固定。
7.根据权利要求1至6任一项所述的高荷载双向平面多自由度轴承,其特征在于,所述第一板的至少相对两边缘固定有保持架挡板,所述保持架挡板用于防止所述第一板在自由移动过程中与所述保持架脱离。
8.根据权利要求7所述的高荷载双向平面多自由度轴承,其特征在于,所述保持架挡板为『型结构,其顶部卡合于所述保持架的上边缘。
9.根据权利要求8所述的高荷载双向平面多自由度轴承,其特征在于,『型结构的侧边开设有螺钉孔,所述第一板的至少相对两边缘对应开设有螺钉孔,所述保持架挡板通过紧固螺钉固定于所述第一板上。
10.根据权利要求8所述的高荷载双向平面多自由度轴承,其特征在于,『型结构的侧板和顶部与所述保持架的侧边缘和上边缘均预留有一预设的间隙s,以允许所述保持架受力时在所述保持架挡板内有轻微滑动。
