90%的人不知道工業(yè)機(jī)器人軸承是個(gè)什么鬼！

2020/4/22 13:37:03

工業(yè)機(jī)器人軸承作為工業(yè)機(jī)器人的關(guān)鍵配套件之一，主要包括兩大類用于工業(yè)機(jī)器人的軸承，一是等截面薄壁軸承，另一類是十字交叉圓柱滾子軸承。另外還有諧波減速器軸承、直線軸承、關(guān)節(jié)軸承等，但主要是前兩種軸承。

工業(yè)機(jī)器人軸承的分類

工業(yè)機(jī)器人軸承的關(guān)鍵技術(shù)

現(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展趨于輕量化，軸承要安裝在有限的空間，必須體積小、重量輕，也就是輕量化。但同時(shí)，機(jī)器人的高載荷、高回轉(zhuǎn)精度、高運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性、高定位速度、高重復(fù)定位精度、長(zhǎng)壽命、高可靠性的性能，要求配套的機(jī)器人軸承必須具備高承載能力、高精度、高剛度、低摩擦力矩、長(zhǎng)壽命、高可靠性的性能。輕量化和高性能是一對(duì)矛盾。

詳細(xì)描述工業(yè)機(jī)器人軸承

1、薄壁等截面軸承

與普通軸承不同，等截面薄壁軸承毎個(gè)系列中橫截面大多為正方形，且尺寸被設(shè)計(jì)為固定值（見圖1)：在同一個(gè)系列中橫截面尺寸是不變的，它不隨內(nèi)徑尺寸增大而增大，故稱之為等截面薄壁軸承。等截面薄壁球軸承包括薄壁四點(diǎn)接觸球軸承系列，薄壁角接觸球軸承系列和薄壁深溝球軸承系列三種系列，多被應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人的腰部、肘部、腕部等要求截面尺寸小、有限制的部位。在內(nèi)徑尺寸相同的情況下，薄壁等截面球軸承比標(biāo)準(zhǔn)滾動(dòng)軸承裝的鋼球數(shù)多，因此改善了軸承內(nèi)部受力分布，減小了鋼球與溝道接觸處的彈性變形，提高軸承的承載能力。

圖1.等截面薄壁軸承

2、薄壁十字交叉滾子軸承

薄壁十字交叉圓柱滾子軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用滾子呈90°相互垂直交叉排列，單個(gè)軸承能同時(shí)承受徑向力、雙向軸向力與傾覆力矩的共同作用，滾子之間裝有間隔保持器或者隔離塊，可以防止?jié)L子的傾斜或滾子間的相互磨察，有效防止了摩擦力矩的增加（見圖2）。另外，滾子垂直交叉排列的結(jié)構(gòu)可以避免滾子的鎖死現(xiàn)象；同時(shí)又因?yàn)檩S承內(nèi)外圈是分割的結(jié)構(gòu)，間隙可調(diào)，即使被施加壓力，也能獲得較高的旋轉(zhuǎn)精度。十字交叉滾子軸承以其輕型復(fù)合結(jié)構(gòu)、回轉(zhuǎn)精度高、剛性好、摩擦力矩穩(wěn)定等良好的性能廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人腰部回轉(zhuǎn)、關(guān)節(jié)式機(jī)器人肩部、臂、手腕等回轉(zhuǎn)部位。

圖2：十字交叉滾子軸承

圖3：RV減速機(jī)軸承

4.諧波減速器專用軸承

諧波減速器是一種靠波發(fā)生器使柔輪產(chǎn)生可控彈性變形，利用柔性軸承可控的彈性變形來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)動(dòng)精度高、傳動(dòng)比大，多用于中小轉(zhuǎn)矩的機(jī)器人關(guān)節(jié)。

諧波減速器軸承根據(jù)使用場(chǎng)合可分為外圈分體、內(nèi)圈整體的CSF/CSG系列諧波減速器軸承和內(nèi)外圈整體的SHF/SHG系列諧波減速器軸承兩大類。諧波減速器軸承的滾動(dòng)體為圓柱滾子，其分布在互成90度垂直排列的V型滾道里。諧波減速器軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使得一個(gè)諧波減速器軸承就可以同時(shí)承受軸向載荷、徑向載荷和傾覆力矩等各方向的承受載荷，并具有很高的剛度、旋轉(zhuǎn)精度及復(fù)合承載能力；機(jī)器人諧波減速器軸承亦屬交叉滾子軸承系列，軸承精度高、運(yùn)轉(zhuǎn)靈活、游隙小、誤差??；外形緊湊，軸承自帶有安裝孔，便于客戶直接安裝，適合于各種不同類型諧波減速器。該類軸承約占中國(guó)工業(yè)機(jī)器人軸承市場(chǎng)35%的份額。而且增長(zhǎng)很快。

CSF/CSG系列諧波減速器專用交叉滾子軸承（見圖4）與普通的交叉滾子軸承結(jié)構(gòu)上稍有不同，基本結(jié)構(gòu)形式類似，采用外圈分割型，內(nèi)圈整體結(jié)構(gòu)，與標(biāo)準(zhǔn)交叉滾子軸承相比，內(nèi)外套圈上加工有很多安裝孔，尤其是內(nèi)圈，從外到內(nèi)一般有三層不通尺寸和數(shù)量的安裝螺紋孔，這是外觀上與基本型交叉滾子軸承最大的卻別。材質(zhì)都采用GCr15軸承鋼，外圈熱處理采用整體淬火工藝，而內(nèi)圈采用滾道表面高頻淬火工藝，這是與普通交叉滾子軸承工藝相比最大的區(qū)別之處；該諧波減速器用交叉滾子軸承運(yùn)轉(zhuǎn)摩擦力矩的平穩(wěn)性和精度對(duì)諧波減速器齒嚙合力及運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性具有直接的影響，更直接影響了諧波減速器的使用壽命，因此，諧波減速器專用十字交叉滾子軸承的質(zhì)量好壞直接決定了諧波減速器的使用效果和壽命。