技术领域
[0001] 本
发明涉及一种减摩降磨导轨设计技术，具体涉及一种自润滑型仿生织构导轨设计技术在汽车生产线转接平台中的应用。
背景技术
[0002] 很多的车辆整车装配生产车间，由于受
空间布局及使用成本限制，在车辆总装工艺的设计环节需要考虑产品在多个装配流
水线间的调度问题，通过转接平台的联动是解决这一问题的重要举措。转接平台在工作时大多依靠
电机-减速器-摩擦轮等部件组合驱动，减轻移动
工作台与
支撑导轨之间的摩擦可以有效提高流水线的工作效率。目前，受安装空间等因素限制，主要是采用完全开放的形式或通过定期人工涂抹
润滑脂对该导轨进行防护。采用这种润滑技术的缺点是，润滑脂暴露在外很容易受到污染，人工添加及清理润滑脂操作不方便；导轨表面润滑性能差，转接平台工作时存在能耗大和效率低等问题。
[0003] 因此，减少摩擦降低磨损是导轨-转接平台
摩擦副设计的重要目标之一。目前，为改善导轨-工作台摩擦副的工作性能，采取的手段主要有：改进导轨表面的油润滑技术(中国
专利CN 204339286 U、CN 204893429 U、CN 204366422 U、CN 2671743Y、CN 203887526 U)、提高导轨
耐磨性能的耐磨层设计技术(中国专利CN 201783819U、2034713 40U、CN 202240690U、CN 202622341U)，以及功能表面结构设计技术(中国专利CN 1025010 77A、CN
103111850 A、CN 104786069 A、CN 104551701 A)，等等。但是以上这些手段都存在着一个缺点：由于都需要对导轨表面进行改造，使得生产成本增加，且使用一段时间磨损后，导轨表面无法维修使用。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的问题是提供汽车生产线转接平台用的自润滑型仿生织构导轨装置，它可以有效实现支承导轨的自润滑。同时，它还可以起到捕获磨屑的作用，可以改善导轨的摩擦磨损特性，降低转接平台工作能耗并提高生产线工作效率。另外，它可以有效避免润滑脂遭受环境污染。
[0005] 本发明汽车生产线转接平台用的自润滑型仿生织构导轨装置，它包括转接平台、至少两条支承导轨、若干个自润滑导轨、转接平台自带的若干个支承滚轮；支承导轨之间平行布置，支承滚轮的下部位于支承导轨中，每条支承导轨内至少设置有左右两个支承滚轮，自润滑导轨嵌入在支承导轨的底部，其上平面与支承滚轮的最低点相平齐，每条支承导轨内至少设置有左右两个自润滑导轨。
[0006] 进一步地，自润滑导轨包括导轨本体、导轨端盖、端盖螺钉；导轨本体为盒式结构，其空腔内储存有润滑脂，导轨本体的上面设置有若干条凹槽，每条凹槽的中间开设有若干个微孔，微孔连通导轨的空腔，导轨端盖通过端盖螺钉安装在导轨本体的端面，导轨本体通过两端的螺钉紧固在支承导轨的下面。
[0007] 进一步地，自润滑导轨还包括垫板、若干个调节
螺栓，垫板设置在导轨本体的空腔内，调节螺栓从导轨本体的底部旋入，且支撑在垫板的底部。
[0008] 进一步地，自润滑导轨分为单线型和多线型；当自润滑导轨为单线式导轨时，导轨本体为单线式导轨本体，单线式导轨本体的上面沿其长度方向设置有一条凹槽，在凹槽的中央设置有一系列微孔；当自润滑导轨为多线式导轨时，即导轨本体为多线式导轨本体，多线式导轨本体的上面沿其长度方向至少设置有两条凹槽，每条凹槽的形状相同、间距相等，在凹槽的中央设置有一系列微孔。
[0009] 进一步地，自润滑导轨中导轨本体上的凹槽为S形槽，S形槽的几何形状为正弦函数的图像，正弦函数的方程如下：
[0010]
[0011] 式中，X0和Y0表示S形槽的起点
位置，单位：mm；
[0012] Ai表示S形槽在y向的幅值，对于单线型自润滑仿生织构导轨：Ai≤B-20；对于多线型自润滑仿生织构导轨：Ai≤(B-20)/i；B为导轨宽度，i为S形槽个数；
[0013] XT表示一周期内S形槽在x方向的位移，X T≤(L-2X0)/n，L为导轨长度，n为S形槽在x方向的周期数。
[0014] 进一步地，微孔可以为圆柱形导脂孔、沉孔圆柱形导脂孔、
倒角圆柱形导脂孔和锥形导脂孔中的任意一种或任意组合。
[0015] 进一步地，所述凹槽的宽度为2-5mm，微孔的直径大小为1-2mm。
[0016] 本发明通过设置凹槽和微孔，自润滑导轨与支承滚轮相
接触的摩擦副表面加工出一定形状、尺寸和阵列的微小结构阵列，形成仿生织构，从而降低摩擦、减少磨损和提高了承载能
力，并改善了摩擦副。具体地说：自润滑导轨的表面仿照蛇类爬行过程中的轨迹特征，在导轨本体表面通过
铣削加工出具有一定深度和宽度的S形槽，在S形槽中央再加工有一系列微孔结构，微孔与导轨本体内腔是连通的，腔内润滑脂可以通过微孔流入S形槽中，当支承滚轮与自润滑导轨的导轨表面接触运动时，S形槽中的润滑脂会随同支承滚轮的运动而均匀涂抹在支承导轨的表面，从而实现支承导轨的高效自润滑效果。这样，转接平台在其侧面的摩擦
驱动轮的驱动下移动，在转接平台移动的过程中，其自带的支承滚轮与自润滑导轨有效接触，将自润滑导轨里的润滑脂带到支撑导轨的支撑平面上。
[0017] 本发明的有益效果是：通过自润滑导轨使得支撑导轨的支撑面上始终具有润滑脂，自润滑效果良好，从而减轻转接平台与支撑导轨之间的摩擦；润滑脂不用时存储地自润滑导轨内，可以有效避免润滑脂遭受环境污染；仿生织构表面除了具有提供润滑介质的功能外，还可以起到捕获磨屑的作用，可以改善导轨的摩擦磨损特性，降低转接平台工作能耗并提高生产线工作效率；该导轨使用简单，控制方便，成本低。
附图说明
[0018] 图1是本发明自润滑型仿生织构导轨装置的结构示意图；
[0019] 图2是图1的俯视图(去除转接平台和支承滚轮)；
[0020] 图3是本发明中的自润滑导轨为单线式导轨时的示意图；
[0021] 图4是本发明中的自润滑导轨为多线式导轨时的示意图；
[0022] 图5是自润滑导轨的端面结构示意图；
[0023] 图6是圆柱形导脂孔的示意图；
[0024] 图7是沉孔圆柱形导脂孔的示意图；
[0025] 图8是倒角圆柱形导脂孔的示意图；
[0026] 图9是锥形导脂孔的示意图。
[0027] 图中：1-转接平台；2-支承导轨；3-自润滑导轨；4-支承滚轮；5-摩擦驱动轮；6-多线式导轨本体；7-导轨端盖；8-端盖螺钉；9-垫板；10-调节螺栓；11-单线式导轨本体；12-凹槽；13-微孔；14-汽车。
具体实施方式
[0028] 根据汽车生产线转接平台的系统组成特征和工况条件，本发明分别提供了单线式和多线式两类转接平台用自润滑型仿生织构导轨装置。
[0030] 如图1、图2所示，本发明汽车生产线转接平台用的自润滑型仿生织构导轨装置，它包括转接平台1、至少两条支承导轨2、若干个自润滑导轨3、转接平台自带的若干个支承滚轮4；支承导轨2之间平行布置，支承滚轮4的下部位于支承导轨2中，每条支承导轨2内至少设置有左右两个支承滚轮4，自润滑导轨3嵌入在支承导轨2的底部，其上平面与支承滚轮4的最低点相平齐，每条支承导轨2内至少设置有左右两个自润滑导轨3。
[0031] 转接平台1工作时，将汽车14置于转接平台1上，在转接平台1侧面的摩擦驱动轮5的驱动下使转接平台1移动，从而使汽车14到达
指定的位置。在转接平台1移动的过程中，其自带的支承滚轮4与自润滑导轨3有效接触，将自润滑导轨3里的润滑脂带到支撑导轨2的上平面上，使得支撑导轨2的上面始终具有润滑脂，从而减轻转接平台(通过其自带宾支承滚轮)与支撑导轨之间的摩擦。
[0032] 实施例2
[0033] 如图3、图4所示，本发明自润滑型仿生织构导轨装置中：自润滑导轨3包括导轨本体、导轨端盖7、端盖螺钉8；导轨本体为盒式结构，其空腔内储存有润滑脂，导轨本体的上面设置有若干条凹槽12，每条凹槽12的中间开设有若干个微孔13，微孔13连通导轨的空腔，导轨端盖7通过端盖螺钉8安装在导轨本体的端面，导轨本体通过两端的螺钉紧固在支承导轨2的下面。
[0034] 如图5所示，做为本发明的一种改进方式，本发明自润滑型仿生织构导轨装置中的自润滑导轨3还包括垫板9、若干个调节螺栓10，垫板9设置在导轨本体的空腔内，调节螺栓10从导轨本体的底部旋入，且支撑在垫板9的底部。
[0035] 转动调节螺栓10可以调整垫板9的上下位置，从而可以调整导轨本体内空腔的大小。导轨本体空腔内储存的润滑脂具有较好的
粘度特性要求，不会流失，但是支承导轨2表面的润滑脂会有损失，而当导轨本体中的润滑脂使用一段时间减少后，空腔的上面会没有润滑脂，这时通过调节螺栓10将垫板9向上调整，压缩润滑脂的空间，使得空腔的上面充满润滑脂，从而使润滑脂通过微孔到达导轨，即使适量润滑脂流出来补偿支承导轨表面润滑脂的损失。
[0036] 实施例3
[0037] 如图3、图4所示，本发明根据导轨本体上凹槽数量的多少，将自润滑导轨3分为单线型和多线型：当自润滑导轨为单线式导轨时，导轨本体为单线式导轨本体11，单线式导轨本体11的上面沿其长度方向设置有一条凹槽12，在凹槽的中央设置有一系列微孔13；当自润滑导轨为多线式导轨时，即导轨本体为多线式导轨本体6，多线式导轨本体6的上面沿其长度方向至少设置有两条凹槽12，每条凹槽的形状相同、间距相等，在凹槽的中央设置有一系列微孔13。使用多线型还是单线型自润滑导轨根据汽车生产线转接平台的系统组成特征和工况条件确定。
[0038] 实施例4
[0039] 其中，自润滑导轨3中导轨本体上的凹槽12优选为S形槽，S形槽的几何形状为正弦函数的图像，正弦函数的方程如下：
[0040]
[0041] 式中，X0和Y0表示S形槽的起点位置，单位：mm；
[0042] Ai表示S形槽在y向的幅值，对于单线型自润滑仿生织构导轨：Ai≤B-20；对于多线型自润滑仿生织构导轨：Ai≤(B-20)/i；B为导轨宽度，i为S形槽个数；
[0043] XT表示一周期内S形槽在x方向的位移，XT≤(L-2X0)/n，L为导轨长度，n为S形槽在x方向的周期数。
[0044] 如图3、图4所示，所述导轨本体与支承滚轮4接触的表面设有具有仿生特征的微织构，其基本方法是：通过分析多数蛇类爬行过程中的轨迹特征，仿照蛇类爬行过程中的轨迹特征，在导轨本体表面通过铣削加工出具有一定深度和宽度的S形槽，为方便加工，S形槽的几何形状必须具有一定规律性，S形槽的几何形状采用正弦函数方程进行描述。
[0045] 在S形槽中央再加工有一系列微孔结构，微孔与导轨本体内腔是连通的，腔内润滑脂可以通过微孔流入S形槽中。当支承滚轮4与自润滑导轨3的导轨表面接触运动时，S形槽中的润滑脂会随同支承滚轮4的运动而均匀涂抹在支承导轨2的表面，从而实现支承导轨2的高效自润滑效果。导轨工作过程中，S形槽除了具有提供润滑介质的功能外，还可以起到捕获磨屑的作用，从而有效提升导轨的减摩降磨效能。
[0046] 实施例5
[0047] 如图6、图7、图8、图9所示，根据自润滑导轨凹槽内加工的微孔结构特征，可以将微孔13分为圆柱形导脂孔、沉孔圆柱形导脂孔、倒角圆柱形导脂孔和锥形导脂孔四种类型。因此，凹槽中的微孔可以为圆柱形导脂孔、沉孔圆柱形导脂孔、倒角圆柱形导脂孔和锥形导脂孔中的任意一种或任意组合。沉孔圆柱形导脂孔、倒角圆柱形导脂孔和锥形导脂孔可以更好地防止润滑脂溢出。自润滑导轨的导轨本体上：凹槽的宽度为2-5mm，微孔的直径大小为1-2mm。
[0048] 本发明通过设置凹槽和微孔，使在工作平台1自带的支承滚轮4和自润滑导轨3相接触的摩擦副表面加工出一定形状、尺寸和阵列的微小结构阵列，形成仿生织构，从而降低摩擦、减少磨损和提高了承载能力，并改善了摩擦副。
[0049] 本发明导轨装置可以有效避免润滑脂遭受环境污染，仿生织构表面具有提供润滑介质功能，自润滑效果良好；仿生织构表面同时还可以起到捕获磨屑的作用，可以有效改善导轨的摩擦磨损特性，降低转接平台工作能耗并提高生产线工作效率。
