工業(yè)機(jī)器人用減速器軸承
工業(yè)機(jī)器人用減速器軸承
- 2020/8/25 15:13:37
工業(yè)機(jī)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(shè)計(jì)成薄壁、非標(biāo)軸承，又由于減速器運(yùn)動(dòng)的高精度要求，軸承的加工制造要求極為嚴(yán)格。依據(jù)其應(yīng)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(dòng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，使用二級(jí)減速和中心圓盤支承結(jié)構(gòu)。具有傳動(dòng)比大、傳動(dòng)效率高、運(yùn)動(dòng)精度高、回差小、低振動(dòng)、剛性大和高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，是機(jī)器人的“御用”減速器。減速器的關(guān)鍵在于軸承的精密定位，要求軸承輸出力矩大、精度高、負(fù)載大、體積小、重量輕、剛性高、低噪聲、長(zhǎng)壽命、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、安全靠性等優(yōu)良性能，能在惡劣的工作環(huán)境長(zhǎng)期連續(xù)工作，并具有高的抗沖擊能力。主要用于機(jī)器人、焊接變位臺(tái)（翻轉(zhuǎn)臺(tái)）、數(shù)控機(jī)床、精密雷達(dá)驅(qū)動(dòng)控制等要求空間小、速比大的精密傳動(dòng)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(duì)減速器的力矩剛性具有重要影響；軸承內(nèi)外圈通常不等高，這一方面是由于減速器緊湊的結(jié)構(gòu)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(rùn)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(cè)，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(nèi)外圈，使用時(shí)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(nèi)外圈和滾道，起到支撐曲柄擺線輪的作用，結(jié)構(gòu)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(jīng)是用于機(jī)器人關(guān)節(jié)傳動(dòng)的主要裝置，通過柔輪的彈性變形實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)傳遞，彈性變形大。由于彈性變形會(huì)引起較大的彈性回差，導(dǎo)致機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性受到影響，主要應(yīng)用于機(jī)器人小臂、腕部或手部等部位。諧波減速器在傳遞負(fù)載時(shí)，變形的柔輪與剛輪并非是共軛齒廓嚙合，造成其保證運(yùn)動(dòng)精度壽命較低。因此，近年來，在很多高精度機(jī)器人傳動(dòng)中有逐漸被 RV 減速器取代的趨勢(shì)。諧波減速器所需要的柔性軸承是使其能夠運(yùn)動(dòng)起來的關(guān)鍵零部件，此類軸承在使用過程中會(huì)產(chǎn)生周期性的交變應(yīng)力，加之軸承壁厚較薄，對(duì)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(yīng)用行星式傳動(dòng)原理，采用擺線針齒嚙合的傳動(dòng)裝置。在其輸入軸上裝有一個(gè)錯(cuò)位 180°的雙偏心套，在偏心套上裝有兩個(gè)稱為轉(zhuǎn)臂的滾柱軸承，形成 H 機(jī)構(gòu)，該滾柱軸承沒有軸承外圈，兩個(gè)擺線輪的中心孔充當(dāng)偏心套上轉(zhuǎn)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(jī)器人用減速器要求結(jié)構(gòu)緊湊、輸出功率大、傳動(dòng)鏈短、質(zhì)量輕并且易于控制等，大量應(yīng)用在工業(yè)機(jī)器人減速器上的主要還是 RV 減速器和諧波減速器。
機(jī)器人技術(shù)是未來的戰(zhàn)略性高新技術(shù)，是智能制造的核心關(guān)鍵技術(shù)。軸承作為機(jī)器人重要關(guān)鍵配套件,被譽(yù)為機(jī)械的“關(guān)節(jié)”，對(duì)機(jī)器人的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性、重復(fù)定位精度、動(dòng)作精確度以及工作的可靠性等關(guān)鍵性能指標(biāo)具有重要影響。
隨著我國(guó)制造業(yè)智能化改造升級(jí)，工業(yè)機(jī)器人需求量以每年25%~30%的速度增長(zhǎng)，當(dāng)前中國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)約占全球市場(chǎng)份額三分之一，是世界第一大工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用市場(chǎng)。盡管國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)仍由外資主導(dǎo),但國(guó)產(chǎn)品牌已逐步崛起,開始逐漸顯現(xiàn)核心零部件國(guó)產(chǎn)化的趨勢(shì)。在這個(gè)發(fā)展趨勢(shì)中，橫亙著許多阻擋國(guó)產(chǎn)化發(fā)展的技術(shù)障礙，同樣也對(duì)我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人軸承技術(shù)提出了新的要求?，F(xiàn)代軸承工業(yè)的發(fā)展,需要及時(shí)跟蹤、研究機(jī)器人產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)的技術(shù)動(dòng)向及特征趨勢(shì),研判國(guó)內(nèi)外機(jī)器人用軸承技術(shù)發(fā)展所處階段水平和性能要求。
《工業(yè)機(jī)器人軸承技術(shù)專輯》，從機(jī)器人軸承發(fā)展綜述、理論研究與設(shè)計(jì)、加工工藝與熱處理、試驗(yàn)測(cè)試與應(yīng)用四個(gè)方面收錄了近年來國(guó)內(nèi)外相關(guān)的技術(shù)文獻(xiàn)，為統(tǒng)一格式, 對(duì)所收集的部分文章進(jìn)行了編輯性修改，供有關(guān)科研、教學(xué)和技術(shù)人員開拓視野、學(xué)習(xí)和借鑒，也為國(guó)內(nèi)軸承企業(yè)提供機(jī)器人軸承技術(shù)發(fā)展方向及路徑。