本發(fā)明是關(guān)于用于自動(dòng)起子構(gòu)造的平面軸承的技術(shù),特別是指一種可調(diào)整動(dòng)態(tài)負(fù)載精度的自動(dòng)起子。
背景技術(shù):
目前,自動(dòng)動(dòng)起子(包含電動(dòng)、氣動(dòng)型式)的誤差產(chǎn)生,普遍由最大張應(yīng)力壓應(yīng)力的總合與最大摩擦力的總合減去最小張應(yīng)力壓應(yīng)力所產(chǎn)生,再經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)后,稱為扭力的誤差值,俗稱的扭力精度。
一般電氣動(dòng)起子,對(duì)于扭力精度只能在大中小扭力中,選擇扭力誤差值,一般都選擇最大扭力為誤差值的標(biāo)準(zhǔn),但中低扭力的精度誤差值會(huì)較大,尤其在低扭力硬性時(shí),誤差最大。
但一般操作者使用中或低扭力做為工具的使用標(biāo)準(zhǔn),鮮少使用最大扭力,當(dāng)作最大誤差值,因?yàn)樽畲笈ち?huì)使工具減少壽命,故此設(shè)計(jì)并不符合實(shí)際使用情況。往往實(shí)際的誤差值會(huì)大于目錄上所寫(xiě)的參考誤差值,會(huì)偶而發(fā)現(xiàn)用于飛機(jī)、汽車或其他物品上的鎖附螺絲,會(huì)產(chǎn)生滑牙或鎖不緊的情況,而導(dǎo)致意外的發(fā)生。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的主要目的在于提供一種可調(diào)整動(dòng)態(tài)負(fù)載精度的自動(dòng)起子,借助分散裝設(shè)在自動(dòng)起子內(nèi)一個(gè)以上單獨(dú)或復(fù)合式動(dòng)態(tài)軸承,能令自動(dòng)起子在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),內(nèi)部結(jié)構(gòu)如離合器等在受力時(shí)能利用位差支點(diǎn)作轉(zhuǎn)移分散,以消除摩擦力造成的扭力誤差值,并提供全扭力(即不同扭力值)范圍下均能得到最佳扭力精度。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種可調(diào)整動(dòng)態(tài)負(fù)載精度的自動(dòng)起子,借助利用螺絲或螺帽的預(yù)緊(Preload)扭力,產(chǎn)生張應(yīng)力(Tensile stress),可使齒輪間隙達(dá)到最小,張力(Tension)損失變小,并使整體鋼性(Stiffness)增強(qiáng),進(jìn)而提高彎頭齒輪的強(qiáng)度,在小空間即可達(dá)到大扭力,使彎頭尺寸變小,鎖附小空間時(shí),可以進(jìn)行鎖附螺絲,是一般彎頭的自動(dòng)起子所達(dá)不到的。
為達(dá)成上述目的,本案采用的技術(shù)方案是于自動(dòng)起子內(nèi)分布設(shè)置有至少一組以上的動(dòng)態(tài)軸承,該動(dòng)態(tài)軸承包括有:至少一層不限厚度的平面華司,以及至少二個(gè)以上不限數(shù)量的環(huán)繞鋼珠構(gòu)成的高、低位差支點(diǎn)所組成;該動(dòng)態(tài)軸承是一種采用復(fù)合式設(shè)計(jì)的軸承,為一個(gè)以上的平面軸承,在每一個(gè)附載力(如總附載張力、總附載壓力)皆有經(jīng)過(guò)力的計(jì)算,了解材料的變形量δ,利用材料的變形量去計(jì)算大中小全扭力范圍的附載力(如總附載張力、總附載壓力),使其在小扭力時(shí),有小扭力的摩擦力誤差值、中扭力有中扭力的摩擦力誤差值、大扭力有大扭力的摩擦力誤差值,再通過(guò)排除所有扭力的扭力誤差值,就能使扭力值輸出變得更精準(zhǔn)。
上述動(dòng)態(tài)軸承內(nèi)的高、低位差支點(diǎn)結(jié)構(gòu)可采直徑大小不同的鋼珠達(dá)成。
上述動(dòng)態(tài)軸承內(nèi)的高、低位差支點(diǎn)結(jié)構(gòu)可采于平面華司相對(duì)鋼珠接觸面設(shè)置具有深淺弧度不同的軌道達(dá)成。
上述動(dòng)態(tài)軸承內(nèi)的高、低位差支點(diǎn)結(jié)構(gòu)可采于平面華司相對(duì)鋼珠接觸面設(shè)置不同旋轉(zhuǎn)半徑的軌道達(dá)成。
上述動(dòng)態(tài)軸承內(nèi)的高、低位差支點(diǎn)結(jié)構(gòu)可采于平面華司相對(duì)鋼珠接觸面設(shè)有不同旋轉(zhuǎn)半徑的軌道,以及設(shè)置直徑大小不同的鋼珠達(dá)成。
上述動(dòng)態(tài)軸承內(nèi)的高、低位差支點(diǎn)結(jié)構(gòu)可采于環(huán)繞鋼珠內(nèi)緣設(shè)置一小于鋼珠直徑的支撐環(huán)達(dá)成。
上述動(dòng)態(tài)軸承的位差支點(diǎn)可以于環(huán)繞鋼珠外緣設(shè)置一支撐座旋轉(zhuǎn)環(huán)達(dá)成。
上述動(dòng)態(tài)軸承的預(yù)設(shè)變形量包括有徑向變形量與軸向變形量。
上述動(dòng)態(tài)軸承為對(duì)抗軸向變形更包括有一預(yù)鎖結(jié)構(gòu),是穿設(shè)動(dòng)態(tài)軸承的軸以螺絲或螺帽的螺鎖方式結(jié)合有兩個(gè)軸承。
本發(fā)明借助將固定摩擦力改為可變動(dòng)式的摩擦力,使其在不同扭力狀態(tài)下,使用不同的摩擦系數(shù)對(duì)抗,進(jìn)而使自動(dòng)起子工具扭力精度更精準(zhǔn),優(yōu)點(diǎn)如下:1、扭力誤差值變小,扭力誤差值CMK增加約小數(shù)點(diǎn)前一至二個(gè)單位,其值越大越好。2、溫度對(duì)于自動(dòng)起子的影響變小,因?yàn)槟Σ亮Φ慕档停沟脺囟扰c力的大小對(duì)于自動(dòng)起子的影響變小,可使自動(dòng)起子高轉(zhuǎn)速高循環(huán)的使用,也不會(huì)產(chǎn)生太高的誤差值。3、潤(rùn)滑效果較好,自動(dòng)起子相對(duì)的使用壽命較長(zhǎng)。4、對(duì)于自動(dòng)起子在鎖附硬性扭力與軟性扭力時(shí),誤差值會(huì)變小。5、由于摩擦力變小,使自動(dòng)起子在低溫或高溫的作業(yè)環(huán)境皆能運(yùn)轉(zhuǎn)。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明應(yīng)用相關(guān)摩擦力原理的線性圖;
圖2a為本發(fā)明應(yīng)用的軸承受力(小扭力)原理示意圖;
圖2b為一般平面軸承受力示意圖(一);
圖2c為本發(fā)明依圖2a原理的動(dòng)態(tài)軸承示意圖(一);
圖3a為本發(fā)明應(yīng)用的軸承受力(中扭力)原理示意圖;
圖3b為一般平面軸承受力示意圖(二);
圖3c為本發(fā)明依圖3a原理的動(dòng)態(tài)軸承示意圖(二);
圖4a為本發(fā)明應(yīng)用的軸承受力(大扭力)原理示意圖;
圖4b為一般平面軸承受力示意圖(三);
圖4c為本發(fā)明依圖4a原理的動(dòng)態(tài)軸承示意圖(三);
圖5為本發(fā)明依圖4a的動(dòng)態(tài)軸承局部結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6為本發(fā)明的動(dòng)態(tài)軸承與一般平面軸承使用鋼珠差異示意圖;
圖7a為本發(fā)明的動(dòng)態(tài)軸承的鋼珠設(shè)置示意圖(一);
圖7b為本發(fā)明的動(dòng)態(tài)軸承的鋼珠設(shè)置示意圖(二);
圖7c為本發(fā)明的動(dòng)態(tài)軸承的鋼珠設(shè)置示意圖(三);
圖8a為本發(fā)明中應(yīng)用赫茲接觸原理的示意圖;
圖8b為依據(jù)圖8a原理的離合器受力示意圖(一);
圖9為本發(fā)明適用于一直立型自動(dòng)起子結(jié)構(gòu)示意圖;
圖10為本發(fā)明適用于另一彎頭型自動(dòng)起子結(jié)構(gòu)示意圖;
圖11為本發(fā)明應(yīng)用于自動(dòng)起子內(nèi)的受力原理示意圖(二);
圖12為本發(fā)明應(yīng)用于自動(dòng)起子內(nèi)的受力原理示意圖(三);
圖13a為本發(fā)明的動(dòng)態(tài)軸承結(jié)構(gòu)變形示意圖(一);
圖13b為本發(fā)明的動(dòng)態(tài)軸承結(jié)構(gòu)變形示意圖(二);
圖13c為本發(fā)明的動(dòng)態(tài)軸承結(jié)構(gòu)變形示意圖(三);
圖13d為本發(fā)明的動(dòng)態(tài)軸承結(jié)構(gòu)變形示意圖(四);
圖13e為本發(fā)明的動(dòng)態(tài)軸承結(jié)構(gòu)變形示意圖(五);
圖13f為本發(fā)明的動(dòng)態(tài)軸承結(jié)構(gòu)變形示意圖(六);
圖13g為本發(fā)明的動(dòng)態(tài)軸承結(jié)構(gòu)變形示意圖(七);
圖14為本發(fā)明的動(dòng)態(tài)軸承結(jié)構(gòu)變形示意圖(八);
圖15為本發(fā)明的動(dòng)態(tài)軸承結(jié)構(gòu)變形示意圖(九);
圖16為本發(fā)明的動(dòng)態(tài)軸承結(jié)構(gòu)變形示意圖(十)。
附圖標(biāo)記
a、c、e 平面華司
b、d、f 支點(diǎn)
f1~f6 鋼珠
A~H 動(dòng)態(tài)軸承
1 離合器
2 連接軸
3 螺絲(或螺帽)
4 支撐環(huán)調(diào)整旋轉(zhuǎn)環(huán)
5 支撐座調(diào)整旋轉(zhuǎn)環(huán)
6 軸承固定支撐座。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明是提供一種可調(diào)整動(dòng)態(tài)負(fù)載精度的自動(dòng)起子,主要是于自動(dòng)起子內(nèi)設(shè)置有至少一組以上的動(dòng)態(tài)軸承。
首先,關(guān)于本案設(shè)計(jì)所依據(jù)的原理論述,請(qǐng)配合參閱圖1所示,其中摩擦力的大?。é蘭in與μmax),會(huì)影響扭力的精準(zhǔn)度,由圖面得知,總誤差值與摩擦力的高低是密不可分,要得到精確的扭力,就必須降低摩擦力的誤差,由此可知,制作變動(dòng)式摩擦力μ是非常重要的,也是本發(fā)明的重點(diǎn)所在,因?yàn)樵诓煌呐ちο戮蜁?huì)有不同的張壓應(yīng)力,在最大夾緊力Fv max與最小夾緊力Fv min(主要來(lái)自彈簧力與離合器的大小力量)范圍下,即可得到最佳的摩擦系數(shù),進(jìn)而得到最佳的扭力精度(即最低耐受極限扭矩Tll與最高容許極限扭矩Tul之間)。
依據(jù)前述理論,本發(fā)明的動(dòng)態(tài)軸承在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采如圖2c所示,包括有:至少一層不限厚度的平面華司a,以及至少二個(gè)以上不限數(shù)量的環(huán)繞鋼珠構(gòu)成的位差支點(diǎn)b所組成,該具有位差的支點(diǎn)b是指其中任一支點(diǎn)相對(duì)另一支點(diǎn)在高度上具有預(yù)設(shè)的變形量。
請(qǐng)一并參閱圖2a至圖4c所示,列舉一實(shí)施例依受力原理對(duì)照說(shuō)明一般平面軸承與本發(fā)明的動(dòng)態(tài)軸承的結(jié)構(gòu)差異;如圖2a所示,揭露有一軸承受扭力彈簧的靜力F(小扭力)的基本受力原理示意圖,其中該軸承的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)包含有:一具厚度t的平面華司a,與一支點(diǎn)b,又當(dāng)中δ代表變形量,該F代表扭力彈簧的作用力,△代表支點(diǎn)b且區(qū)分有支點(diǎn)一f1及支點(diǎn)二f2。當(dāng)平面華司a與支點(diǎn)b受到扭力彈簧的靜力F(小扭力)作用時(shí),該靜力F對(duì)該平面華司a產(chǎn)生的作用力較輕微,且僅產(chǎn)生小幅度的變形量(因扭力彈簧尚未遭到擠壓),故兩支點(diǎn)一f1的受力同樣為小幅度,而該平面華司a僅被支點(diǎn)一f1所接觸支撐而未碰觸到支點(diǎn)二f2。
如圖2b所示,揭露有一般常見(jiàn)的自動(dòng)起子內(nèi)采用的平面軸承,其結(jié)構(gòu)包括有:一平面華司a及一支點(diǎn)b;因一般使用上產(chǎn)生的摩擦力相對(duì)較小,故在設(shè)計(jì)上不需要使用很多支點(diǎn)b(即鋼珠),僅設(shè)有支點(diǎn)一(即鋼珠一)f1做為支撐已足夠,總摩擦力相對(duì)較?。ㄒ?yàn)槭褂玫匿撝樯偎钥偰Σ亮π。谑艿脚ち椈傻撵o力F(小扭力)使用下并不會(huì)出現(xiàn)任何扭力精度的問(wèn)題,且不影響使用壽命。
如圖2c所示,揭露有本發(fā)明一較佳實(shí)施例的動(dòng)態(tài)軸承基礎(chǔ)構(gòu)造,其中采用與圖2a相同原理的設(shè)計(jì),包括具有:一平面華司a與一支點(diǎn)b,且該支點(diǎn)b再包含具有位差設(shè)置的鋼珠一f1及鋼珠二f2的構(gòu)造;故當(dāng)該動(dòng)態(tài)軸承用于自動(dòng)起子內(nèi)時(shí),在受到扭力彈簧的靜力F(小扭力)作用下,仍能得到高精度扭力及長(zhǎng)使用壽命;至于平面華司a上方之鋼珠(f1)則可視實(shí)際需求設(shè)置,具有減緩該扭力彈簧靜力F的作用。
其次,如圖3a所示,揭露有一軸承受扭力彈簧的動(dòng)力F(中扭力)的基本受力原理示意圖;承此設(shè)計(jì),當(dāng)平面華司a與支點(diǎn)b受到該動(dòng)力F(中扭力)作用時(shí),對(duì)平面華司a產(chǎn)生一中程度的變形量,于支點(diǎn)b之支點(diǎn)一(f1)的受力亦為中程度,同時(shí)該平面華司a因變形而與支點(diǎn)b的支點(diǎn)二(f2)相接觸。
如圖3b所示,揭露有一般的平面軸承結(jié)構(gòu),包括有一平面華司a及一支點(diǎn)b;當(dāng)該軸承受到扭力彈簧的動(dòng)力F(中扭力)作用時(shí),該支點(diǎn)一(即鋼珠一)(f1)接觸面相對(duì)較前述在受靜力F(小扭力)時(shí)已增多,總摩擦力也增加,因此已有誤差值的產(chǎn)生。
如圖3c所示,揭露有本發(fā)明的動(dòng)態(tài)軸承的基礎(chǔ)構(gòu)造,并承襲且采用與圖3a相同原理的設(shè)計(jì),在結(jié)構(gòu)上包括有:一平面華司a、及一具有高、低位差設(shè)置的支點(diǎn)b,該支點(diǎn)b再區(qū)分有鋼珠一f1與鋼珠二f2;借此將該動(dòng)態(tài)軸承裝設(shè)于自動(dòng)起子內(nèi)取低平面軸承時(shí),在受到扭力彈簧動(dòng)力F(中扭力)作用下,能將該受力點(diǎn)由鋼珠一f1轉(zhuǎn)移到鋼珠二f2,而能排除鋼珠摩擦力造成的誤差,進(jìn)而得到高精度扭力。
再如圖4a所示,揭露有一個(gè)以上軸承的層疊構(gòu)造在受扭力彈簧的高扭力F(大扭力)的基本受力原理示意圖,該結(jié)構(gòu)至少包括有:一層以上的平面華司a、c、e及多個(gè)支點(diǎn)b、d、f交互層疊。依據(jù)此受力原理圖所揭,當(dāng)多層式軸承受到扭力彈簧的動(dòng)力F(大扭力)作用時(shí),需要至少兩層平面華司a、c或兩層以上的平面華司a、c、e層疊構(gòu)造,以及搭配更多的鋼珠一f1~鋼珠六f6為分層支點(diǎn)來(lái)分開(kāi)承受,才不會(huì)造成最上層鋼珠f1直接受力而破裂情形,此設(shè)計(jì)最終可得到的結(jié)果為:不論遇到何種程度受力(含大、中、小扭力)的作用下,均能排除各階段不同力造成的摩擦力誤差而達(dá)到精準(zhǔn)扭力。
然而如圖4b所示,揭露有一般的平面軸承結(jié)構(gòu),包括有一平面華司a及一支點(diǎn)b,在受扭力彈簧的動(dòng)力F(大扭力)作用下,平面華司a的變形度會(huì)增大,鋼珠f1接觸面增大,總摩擦力也增大,誤差值相對(duì)愈大。
再觀圖4c所示,再揭露有一本發(fā)明的動(dòng)態(tài)軸承的基礎(chǔ)構(gòu)造,并承襲且采用與圖4a相同原理的設(shè)計(jì),因此,本發(fā)明的動(dòng)態(tài)軸承更可采用多層平面華司a、c、e搭配較多層具有高、低位差的支點(diǎn)b、d、f,即包括鋼珠一f1~鋼珠六f6,使得該動(dòng)態(tài)軸承實(shí)際用于自動(dòng)起子內(nèi)時(shí),在受到扭力彈簧的動(dòng)力F(大扭力)作用的情況下,能將各層受力做分層轉(zhuǎn)移,并排除摩擦力,故能得到高精度扭力。
上述所揭的多層式的動(dòng)態(tài)軸承構(gòu)造,并非局限于圖面所示層層相疊的固定層疊型式,而在實(shí)際實(shí)施上,可視需求采用在自動(dòng)起子內(nèi)設(shè)置多個(gè)單獨(dú)或?qū)盈B的動(dòng)態(tài)軸承以取代原本的固定軸承型式,使得該自動(dòng)起子內(nèi)形成有多個(gè)分布的單層或多層的動(dòng)態(tài)軸承,如此便能借助該所有的動(dòng)態(tài)軸承提供的受力轉(zhuǎn)移分散作用,排除摩擦力誤差而達(dá)到所需高扭力精度功效。
另外,請(qǐng)?jiān)僖徊㈤唸D4a至圖5,依據(jù)圖4a所示受力原理,當(dāng)受扭力彈簧的動(dòng)F(大扭力)作用下,該層疊的軸承構(gòu)造中的支點(diǎn)四f4同時(shí)會(huì)有剪力的產(chǎn)生,故如圖4c所示,本發(fā)明的動(dòng)態(tài)軸承同樣的在平面華司c下設(shè)計(jì)支點(diǎn)d為多個(gè)鋼珠f4的型式,如此可將Fmax(F1)分散成為兩個(gè)分力(即F2及F3)的受力型態(tài),將可使總下壓力減少,進(jìn)而使反作用力減少,便能藉此得到最佳扭力精度之效用。
本發(fā)明借助上述說(shuō)明可得一結(jié)論:利用動(dòng)態(tài)軸承的支點(diǎn)(即鋼珠)數(shù)量與至少一平面華司不同厚度(t1~t3)的變化量,來(lái)決定總摩擦力與扭力(作用力)的大小,將可使動(dòng)態(tài)軸承在遭受大、中、小扭力作用時(shí),均可得到最佳的扭力精度。
請(qǐng)參閱圖6,再舉一較佳實(shí)施例對(duì)照說(shuō)明一般平面軸承與本發(fā)明的動(dòng)態(tài)軸承的結(jié)構(gòu)差異,依據(jù)該圖面所示的基本理論,用以說(shuō)明平面華司a與支點(diǎn)b(即鋼珠)在靜態(tài)情況下,遇不同負(fù)載總摩擦力矩(30%、50%、80%、100%),再利用公式 T = fμ× r,可得到如下之結(jié)果。在摩擦力大小相同,但鋼珠半徑大小不同時(shí),fμ1 > fμ2,且T1 > T2,T1會(huì)損失較大的摩擦力,故扭力精度較差;同理,T2損失的摩擦力較小,所以扭力精度高。
由上述圖6所示的比例關(guān)系得知鋼珠與摩擦力間的相關(guān)結(jié)果,并由結(jié)論得知:小扭力僅有小摩擦力、中扭力會(huì)有中摩擦力、大扭力則會(huì)有大摩擦力,因此扭力愈大造成之摩擦力愈大。
請(qǐng)參閱圖7a至圖7c,再進(jìn)一步說(shuō)明使用鋼珠數(shù)量的多寡會(huì)產(chǎn)生的不同摩擦力大??;如圖7a所示,參照本發(fā)明前述的由平面華司a與支點(diǎn)b組成的單層動(dòng)態(tài)軸承結(jié)構(gòu),在受到扭力彈簧的靜力F(小扭力)作用情況下,若使用三顆鋼珠時(shí),摩擦力為最小,該總摩擦力=3個(gè)fμ;如圖7b所示,再以同樣單層動(dòng)態(tài)軸承結(jié)構(gòu)為例,在受到扭力彈簧動(dòng)力F(中扭力)作用的情況下,若使用五顆鋼珠時(shí),該總摩擦力=5個(gè)fμ;又如圖7c所示,以本發(fā)明的多層動(dòng)態(tài)軸承結(jié)構(gòu)為例,在受到高扭力F(大扭力)作用情況下,若使用十顆鋼珠時(shí),摩擦力最大,總摩擦力=10個(gè)fμ;由此可知,使用鋼珠數(shù)量愈多,所損失的摩擦力愈大,相對(duì)扭力精度愈差。
另外,請(qǐng)參閱圖8a圖8b所示,在實(shí)際動(dòng)態(tài)的情況下,自動(dòng)起子啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)受到扭力彈簧產(chǎn)生的推力(FS),如圖8a所示的赫茲(Hertz)接觸理論可知:兩個(gè)彈性體為點(diǎn)接觸時(shí),形成接觸區(qū)域可視為一橢圓形;如圖8b所示,將此理論套用在一般自動(dòng)起子結(jié)構(gòu)中關(guān)于離合器(1)部分進(jìn)行探討,其扭力彈簧的推力(FS)示意如圖面。
本發(fā)明特別利用鋼珠在負(fù)載時(shí)會(huì)產(chǎn)生的彈性變形,預(yù)留此變形量來(lái)設(shè)計(jì)并說(shuō)明軸承的滾動(dòng)、滑動(dòng)及未受負(fù)載摩擦的區(qū)別;如圖9和圖10所示,舉例來(lái)說(shuō),如預(yù)設(shè)推力(FS)為750N時(shí)會(huì)使2.0mm鋼珠產(chǎn)生δmm的變形,遂將此δ變形量預(yù)留在自動(dòng)起子內(nèi)多層的動(dòng)態(tài)軸承A~H中的動(dòng)態(tài)軸承E,并利用鋼珠半徑大小及旋轉(zhuǎn)半徑,來(lái)區(qū)別滾動(dòng)及滑動(dòng),使得推力(FS)從30%~100%的狀態(tài),均能得到線性型摩擦損失;再由壓應(yīng)力公式可知 P0 = 3N/2πab,可求出變形量δ,滾動(dòng)摩擦力 FT =ρN/r,滑動(dòng)摩擦力 FU = uN,假設(shè)滾動(dòng)摩擦力(T)以力矩的方式表示為:T=ρN。當(dāng)a > b,鋼珠沿軸向旋轉(zhuǎn),F(xiàn)T > FU時(shí),鋼珠為滾動(dòng);當(dāng)a > b,鋼珠沿軸向旋轉(zhuǎn),F(xiàn)T < FU時(shí),鋼珠為滑動(dòng)。
圖9及圖10所示分別揭示有兩種不同類型的自動(dòng)起子,其中圖9揭示一種直立型的自動(dòng)起子局部構(gòu)造,圖10則揭示一種彎頭型的自動(dòng)起子局部構(gòu)造;將本發(fā)明的動(dòng)態(tài)軸承于實(shí)施于上述兩種類型的自動(dòng)起子時(shí),可視實(shí)際預(yù)設(shè)扭力值不同需求情況下設(shè)置一層以上的動(dòng)態(tài)軸承于該自動(dòng)起子內(nèi),以達(dá)到提升扭力精度的效用;而該圖面所揭示僅用現(xiàn)階段常見(jiàn)的兩種自動(dòng)起子結(jié)構(gòu)為例(并非以此為限制條件),如圖9和圖10所示,于自動(dòng)起子內(nèi)分別設(shè)置有多層的動(dòng)態(tài)軸承A~H;再依上述所舉例750N時(shí)會(huì)使2.0mm鋼珠產(chǎn)生δmm的變形,且將此δ變形量預(yù)留在動(dòng)態(tài)軸承E的前題下,針對(duì)該扭力彈簧的推力(FS)分別為30%、50%、80%、100%的狀態(tài)配合前段公式來(lái)做說(shuō)明:(一)當(dāng)推力(FS)為30%時(shí),A層滾動(dòng)(ρa),B層滾動(dòng)(ρb),C層滾動(dòng)(ρc),D層滾動(dòng)(ρd),E層軸向未受負(fù)載,F層未受負(fù)載;負(fù)載總摩擦力矩=Na ×ρa + Nb ×ρb + Nc×ρc + Nd ×ρd。(二)當(dāng)推力(FS)為50%時(shí),A層滑動(dòng),B層滑動(dòng),C層滑動(dòng),D層滑動(dòng),E層滾動(dòng)(ρe),F層未受負(fù)載;負(fù)載總摩擦力矩=Na ×μa × Ra + Nb ×μb × Rb + Nc ×μc × Rc + Nd ×μd × Rd + Ne ×ρe。(三)當(dāng)推力(FS)為80%時(shí),A層不動(dòng),B層滑動(dòng),C層滑動(dòng),D層滑動(dòng),E層滾動(dòng)(ρe),F層滾動(dòng)(ρf);負(fù)載總摩擦力矩=Na ×μa × Ra + Nb ×μb × Rb + Nc ×μc × Rc + Nd ×μd× Rd + Ne ×ρe + Nf ×ρf。(四)當(dāng)推力(FS)為100%,A層不動(dòng),B層滑動(dòng),C層滑動(dòng),D層滑動(dòng),E層滾動(dòng)(ρe),F層滑動(dòng);負(fù)載總摩擦力矩=Na ×μa × Ra + Nb ×μb × Rb + Nc ×μc × Rc + Nd ×μd × Rd + Ne ×ρe + Nf ×μf × Rf。
以上即為自動(dòng)起子內(nèi)的多個(gè)動(dòng)態(tài)軸承的實(shí)施情況;本發(fā)明利用采復(fù)合式軸承設(shè)計(jì),且運(yùn)用一個(gè)以上的動(dòng)態(tài)軸承提供受力分散作用,在不同的負(fù)載力下會(huì)有不同的負(fù)載總摩擦力,所以能針對(duì)不同扭力(如30%、50%、80%、100%)下能有不同的負(fù)載總摩擦力矩,并將該總摩擦力矩控制在較正常情況下更小數(shù)值的范圍內(nèi),而達(dá)到最佳且精準(zhǔn)的鎖附扭力;然而一般市售的單一平面軸承,只有單一種預(yù)設(shè)固定且無(wú)法變動(dòng)的負(fù)載總摩擦力值,所以在鎖附不同需求下的螺絲扭力時(shí)將無(wú)法精準(zhǔn),反觀本發(fā)明通過(guò)動(dòng)態(tài)軸承的作用,能適用不同扭力需求的鎖附作業(yè),且排除誤差值并得到更精準(zhǔn)的扭力值。
請(qǐng)?jiān)僖徊㈤唸D9至圖11所示,依圖11所示的離合器受力基本理論二,并以不同扭力大?。ㄈ?0%、50%、80%、100%)作用于離合器跳脫前(B層)所產(chǎn)生的不同張應(yīng)力與壓應(yīng)力為例;其中FPS為離合器跳脫產(chǎn)生的張應(yīng)力、FS為初始扭力彈簧壓縮離合器的推力、FP為連接軸預(yù)鎖力、Fsd 為離合器跳脫后扭力彈簧推回離合器的結(jié)合力。當(dāng)離合器1跳脫時(shí)會(huì)產(chǎn)生FPS的張應(yīng)力,該離合器1的張應(yīng)力會(huì)撐開(kāi)連接軸2,故預(yù)先將連接軸1以FP預(yù)鎖連結(jié)起來(lái)(即預(yù)先加載負(fù)力于連接軸上),如果FPS > FP 時(shí),該動(dòng)態(tài)軸承G層就會(huì)產(chǎn)生作用;同樣的,在750N時(shí)會(huì)使2.0mm鋼珠產(chǎn)生δmm的變形,且將此δ變形量預(yù)留在動(dòng)態(tài)軸承E層的前題下,再將受力時(shí)之張應(yīng)力FPS分別以30%、50%、80%、100%的狀態(tài)對(duì)照?qǐng)D9和圖10來(lái)做說(shuō)明:(一)當(dāng)FPS為30%時(shí),A層滾動(dòng)(ρa),B層滾動(dòng)(ρb),C層滾動(dòng)(ρc),D層滾動(dòng)(ρd),E層滾動(dòng)(ρe),F層未受負(fù)載,G層未受負(fù)載,H層未受負(fù)載。(二)當(dāng)FPS為50%時(shí),A層滑動(dòng),B層滑動(dòng),C層滑動(dòng),D層滑動(dòng),E層滾動(dòng)(ρe),F層滾動(dòng)(ρf),G層未受負(fù)載,H層滾動(dòng)(ρh)。(三)當(dāng)FPS為80%時(shí),A層不動(dòng),B層滑動(dòng),C層滑動(dòng),D層滑動(dòng),E層滾動(dòng)(ρe),F層滾動(dòng)(ρf),G層滾動(dòng)(ρg),H層滾動(dòng)(ρh)。(四)當(dāng)FPS為100%時(shí),A層不動(dòng),B層滑動(dòng),C層滑動(dòng),D層滑動(dòng),E層滾動(dòng)(ρe),F層滑動(dòng),G層滾動(dòng)(ρg),H層滾動(dòng)(ρh)。
上述A~G層的動(dòng)態(tài)軸承,可在實(shí)施上進(jìn)行至少一層的微調(diào)作業(yè),即將其中所選定的該層動(dòng)態(tài)軸承所使用的鋼珠,替換成直徑較小的鋼珠,如此一來(lái),便能使該層動(dòng)態(tài)軸承的鋼珠由原本的滾動(dòng)狀態(tài)變成滑動(dòng)狀態(tài),而降低總摩擦力矩,達(dá)到更精準(zhǔn)的扭力值輸出。
請(qǐng)?jiān)倥浜蠀㈤唸D9和圖10及圖12所示,依圖12所示的基本理論,當(dāng)圖面中的離合器1跳脫后(B層)與連接軸2結(jié)合時(shí)會(huì)產(chǎn)生Fsd的推力,該離合器1的推力會(huì)撞擊連接軸2,故采預(yù)先將該連接軸2以FP預(yù)鎖起來(lái)(即預(yù)先加載負(fù)力于連接軸),一旦FP > Fsd 時(shí),該動(dòng)態(tài)軸承G層就會(huì)產(chǎn)生作用。
另外,請(qǐng)參閱圖13a至圖13g所示,為了取得不同負(fù)載有不同數(shù)量的支點(diǎn),特別針對(duì)自動(dòng)起子內(nèi)結(jié)構(gòu)中的鋼珠、回轉(zhuǎn)環(huán)、固定環(huán)、支撐環(huán)及支撐座的不同組合排列(如圖9、圖10),并針對(duì)T=F×R探討動(dòng)態(tài)軸承產(chǎn)生的變化情形做動(dòng)態(tài)軸承結(jié)構(gòu)的改良,其中:δ表示動(dòng)態(tài)軸承受到F施力作用時(shí),接觸下一個(gè)動(dòng)態(tài)軸承的變形量;表示平面軸承受力的支點(diǎn);R表示旋轉(zhuǎn)的半徑;F表示物體的受力。
本發(fā)明的動(dòng)態(tài)軸承,在實(shí)際高、低位差支點(diǎn)的設(shè)置,包括有以下多種型態(tài),同時(shí)對(duì)照?qǐng)D9和圖10所示的自動(dòng)起子結(jié)構(gòu)圖;如圖13a所示,采用于動(dòng)態(tài)軸承的平面華司上設(shè)置相同旋轉(zhuǎn)半徑R的鋼珠,但選用鋼珠直徑大小不同為支點(diǎn),如用在自動(dòng)起子內(nèi)的A、B層;如圖13b所示,采用于動(dòng)態(tài)軸承的平面華司上設(shè)置固定環(huán)軌道弧度差異造成鋼珠的高低差,即在平面華司相對(duì)鋼珠接觸面上的軌道設(shè)置有弧度,如用在自動(dòng)起子內(nèi)的A、B層;如圖13c所示,采用于動(dòng)態(tài)軸承的平面華司上設(shè)置不同旋轉(zhuǎn)半徑R的鋼珠,但鋼珠直徑大小相同,即在平面華司相對(duì)鋼珠接觸面設(shè)有不同旋轉(zhuǎn)半徑的軌道,如用在自動(dòng)起子內(nèi)的A、B層;如圖13d所示,采用于動(dòng)態(tài)軸承的平面華司上設(shè)置有不同旋轉(zhuǎn)半徑R的鋼珠,且所選用的鋼珠直徑大小亦不同,如用在自動(dòng)起子內(nèi)的A、B層;如圖13e所示,于動(dòng)態(tài)軸承的平面華司上設(shè)置支撐用的支撐環(huán)調(diào)整旋轉(zhuǎn)環(huán)4,以及相同直徑大小的鋼珠,即于鋼珠內(nèi)環(huán)緣設(shè)置一高度略小于鋼珠直徑的支撐環(huán)調(diào)整旋轉(zhuǎn)環(huán)4,如用在自動(dòng)起子內(nèi)的C、D層;如圖13f所示,采用于動(dòng)態(tài)軸承的平面華司外緣設(shè)置支撐座調(diào)整旋轉(zhuǎn)環(huán)5,以及相同直徑大小的鋼珠,即于鋼珠外緣設(shè)置一高度略小于平面華司厚度的支撐座調(diào)整旋轉(zhuǎn)環(huán)5,如用在自動(dòng)起子內(nèi)的C、D層;如圖13g所示,采用于兩層動(dòng)態(tài)軸承間設(shè)置有軸承固定支撐座6,除了上述各種作法能對(duì)抗徑向變形外,此做法更包括對(duì)抗軸向變形,如用在自動(dòng)起子內(nèi)的E、F層。
通過(guò)(a)~(g)的結(jié)構(gòu)型態(tài)可知,不同的材質(zhì)與不同的平面華司厚度(t),會(huì)產(chǎn)生不同的變形量δ,利用不同的作用力(如小、中、大扭力下)所產(chǎn)生不同的變形量δ,以及通過(guò)不同的張、壓應(yīng)力與不同的變形量計(jì)算,產(chǎn)生最佳的動(dòng)態(tài)軸承結(jié)構(gòu),再將材料的變形量δ去計(jì)算全扭力(含小、中、大扭力)范圍的負(fù)載力(如總負(fù)載張力、總負(fù)載壓力),而能自由地應(yīng)用于自動(dòng)起子內(nèi)取代原本各個(gè)平面軸承,達(dá)到提升扭力精度的效用。
請(qǐng)一并參閱圖9及圖14,另外,為避免起子頭與離合器機(jī)構(gòu)跳脫產(chǎn)生脫離現(xiàn)象,可能造成扭力誤差情形,特別選在Fp處使用螺絲3以螺牙鎖合方式結(jié)合有兩個(gè)軸承形成的固定支撐座對(duì)抗最后的變形δ,此結(jié)合方式可得到軸向平衡。如圖14所示,其中Fp 為預(yù)鎖力、Fa 為軸向力、Fr 為徑向力,同時(shí)對(duì)照?qǐng)D9自動(dòng)起子的結(jié)構(gòu),在G、H層時(shí)的負(fù)載超過(guò)F(物體受力)時(shí),該動(dòng)態(tài)軸承才會(huì)有作用,當(dāng)負(fù)載F(物體受力)移開(kāi)時(shí),產(chǎn)生的張力不會(huì)有影響,但徑向會(huì)有滑動(dòng)的情形,使扭力精度再次提高。
請(qǐng)一并參閱圖10、圖15及圖16,關(guān)于預(yù)鎖力的結(jié)構(gòu),是指用于彎頭型自動(dòng)起子,對(duì)照?qǐng)D10自動(dòng)起子的結(jié)構(gòu),在G、H層,分別使用螺絲3(或螺帽)以螺牙螺鎖方式結(jié)合兩個(gè)動(dòng)態(tài)軸承并使兩個(gè)軸承保持轉(zhuǎn)軸同心的支撐座結(jié)構(gòu),以預(yù)留軸向變形δ,此結(jié)合方式可得到軸向及徑向平衡;如圖15所示,其中Fp為預(yù)鎖力、Fa 為軸向力、Fr 為徑向力,當(dāng)負(fù)載超過(guò)F(物體受力)時(shí),該動(dòng)態(tài)軸承才會(huì)有作用,當(dāng)負(fù)載F(物體受力)移開(kāi)時(shí),產(chǎn)生的張力不會(huì)有影響,且同心度較佳,該徑向負(fù)載已由該動(dòng)態(tài)軸承吸收。利用軸徑向變化產(chǎn)生的δ,此結(jié)合方式可得到軸向平衡;另外,如圖16所示,在G、H層當(dāng)負(fù)載超過(guò)F(物體受力)時(shí),第二動(dòng)態(tài)軸承才會(huì)有作用。
以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例,不得以此限定本發(fā)明實(shí)施的保護(hù)范圍,因此凡參考本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)內(nèi)容所作的簡(jiǎn)單等效變化與修飾,仍屬本發(fā)明的保護(hù)范圍。