工業(yè)機器人用減速器軸承
工業(yè)機器人用減速器軸承
- 2020/8/25 15:13:37
工業(yè)機器人用減速器軸承鑒于其有限的安裝空間與高承載要求,往往被設計成薄壁、非標軸承,又由于減速器運動的高精度要求,軸承的加工制造要求極為嚴格。依據其應用不同,主要分為以下幾類:RV 減速器軸承、諧波減速器軸承、擺線針輪減速器用軸承等。
1、RV 減速器軸承
RV 減速器是在擺線針輪傳動基礎上發(fā)展起來的,使用二級減速和中心圓盤支承結構。具有傳動比大、傳動效率高、運動精度高、回差小、低振動、剛性大和高可靠性等優(yōu)點,是機器人的“御用”減速器。減速器的關鍵在于軸承的精密定位,要求軸承輸出力矩大、精度高、負載大、體積小、重量輕、剛性高、低噪聲、長壽命、運轉平穩(wěn)、安全靠性等優(yōu)良性能,能在惡劣的工作環(huán)境長期連續(xù)工作,并具有高的抗沖擊能力。主要用于機器人、焊接變位臺(翻轉臺)、數(shù)控機床、精密雷達驅動控制等要求空間小、速比大的精密傳動行業(yè)。
RV 減速器軸承包含:
1.1 薄壁角接觸球軸承
該類型軸承主要用作減速器的主軸承,具有較大接觸角,通常為 40°~50°,具有高精度、高剛性,對減速器的力矩剛性具有重要影響;軸承內外圈通常不等高,這一方面是由于減速器緊湊的結構限制,避免軸承在安裝過程中出現(xiàn)干涉,另一方面也是為了軸承的潤滑與散熱方便;軸承保持架通常采用 PA66 注塑成型的冠形保持架。
薄壁角接觸球軸承
1.2 薄壁深溝球軸承
該類軸承主要用在減速器的輸出部位,要求精度高,輸出平穩(wěn)。
薄壁深溝球軸承
1.3 薄壁圓錐滾子軸承
該類軸承分為曲柄支撐用和主體支撐用兩種,曲柄支撐用薄壁圓錐滾子軸承通常較小,置于曲柄兩側,起到支撐曲柄的作用;主體支撐用薄壁圓錐滾子軸承和薄壁角接觸球軸承功能類似,用作減速器的主軸承。
薄壁圓錐滾子軸承
1.4 圓柱滾子(滾針)及保持架組件
該類軸承沒有內外圈,使用時將其置于曲柄中間部位,以與之相配套的軸和孔為軸承的內外圈和滾道,起到支撐曲柄擺線輪的作用,結構非常緊湊。
滾針及保持架組件
2、諧波減速器軸承
諧波減速器曾經是用于機器人關節(jié)傳動的主要裝置,通過柔輪的彈性變形實現(xiàn)運動傳遞,彈性變形大。由于彈性變形會引起較大的彈性回差,導致機器人運動的準確性受到影響,主要應用于機器人小臂、腕部或手部等部位。諧波減速器在傳遞負載時,變形的柔輪與剛輪并非是共軛齒廓嚙合,造成其保證運動精度壽命較低。因此,近年來,在很多高精度機器人傳動中有逐漸被 RV 減速器取代的趨勢。諧波減速器所需要的柔性軸承是使其能夠運動起來的關鍵零部件,此類軸承在使用過程中會產生周期性的交變應力,加之軸承壁厚較薄,對軸承材料及加工制造都提出了極高的要求。
3、擺線針輪減速器用軸承
擺線針輪減速器是一種應用行星式傳動原理,采用擺線針齒嚙合的傳動裝置。在其輸入軸上裝有一個錯位 180°的雙偏心套,在偏心套上裝有兩個稱為轉臂的滾柱軸承,形成 H 機構,該滾柱軸承沒有軸承外圈,兩個擺線輪的中心孔充當偏心套上轉臂軸承外圈及滾道。
除上述三類減速器之外,還有其他種類的減速器,如行星減速器等。工業(yè)機器人用減速器要求結構緊湊、輸出功率大、傳動鏈短、質量輕并且易于控制等,大量應用在工業(yè)機器人減速器上的主要還是 RV 減速器和諧波減速器。
機器人技術是未來的戰(zhàn)略性高新技術,是智能制造的核心關鍵技術。軸承作為機器人重要關鍵配套件,被譽為機械的“關節(jié)”,對機器人的運轉平穩(wěn)性、重復定位精度、動作精確度以及工作的可靠性等關鍵性能指標具有重要影響。
隨著我國制造業(yè)智能化改造升級,工業(yè)機器人需求量以每年25%~30%的速度增長,當前中國工業(yè)機器人市場約占全球市場份額三分之一,是世界第一大工業(yè)機器人應用市場。盡管國內工業(yè)機器人市場仍由外資主導,但國產品牌已逐步崛起,開始逐漸顯現(xiàn)核心零部件國產化的趨勢。在這個發(fā)展趨勢中,橫亙著許多阻擋國產化發(fā)展的技術障礙,同樣也對我國的工業(yè)機器人軸承技術提出了新的要求。現(xiàn)代軸承工業(yè)的發(fā)展,需要及時跟蹤、研究機器人產業(yè)呈現(xiàn)的技術動向及特征趨勢,研判國內外機器人用軸承技術發(fā)展所處階段水平和性能要求。
《工業(yè)機器人軸承技術專輯》,從機器人軸承發(fā)展綜述、理論研究與設計、加工工藝與熱處理、試驗測試與應用四個方面收錄了近年來國內外相關的技術文獻,為統(tǒng)一格式, 對所收集的部分文章進行了編輯性修改,供有關科研、教學和技術人員開拓視野、學習和借鑒,也為國內軸承企業(yè)提供機器人軸承技術發(fā)展方向及路徑。