工業(yè)機器人是一種新型的可以代替部分人工進行工業(yè)生產的高科技的智能機器設備。作為工業(yè)生產的機器人,無非可以用三個字來形容其要求:快、準、穩(wěn)。
對于現在的機器人生產技術來說,快、準都更容易辦到,而如果在做到快、穩(wěn)的同時還要做到準,那就相對來說比較難了。
這里就定義了一個詞:工業(yè)機器人的重復定位精度——工業(yè)機器人重復做某個動作(一般10--20次),每次與計劃的位置的偏差的均值是它的重復定位精度,一般需用激光干涉儀來測量。
對于工業(yè)機器人來說,精度是相當重要的因素,它直接影響產品的質量與生產效率。而影響工業(yè)機器人的精度的主要因素就是軸承,那么什么樣的軸承能使工業(yè)機器人會有較高的精度呢?
1、關鍵結構參數設計
工業(yè)機器人的軸承具有長壽命、高剛性、低摩擦的使用要求,所以在設計工業(yè)機器人的時候不僅要考慮盡可能大的額定動載荷,還需要精心選擇每個結構參數的最佳值,以改善軸承零件接觸應力分布,達到有利于潤滑油膜形成的最佳接觸狀態(tài),提高軸承的使用壽命。
2、套圈溝道位置
工業(yè)機器人的接觸球軸承內、外圈采用整體結構,而且一般截面積只有相同內徑標準軸承20%,所以就造成了保持架的徑向壁厚取值很有限,如果把溝道位置設計在軸承寬度的中心,這樣一來軸承就成了對稱結構,同時保持架兜孔底部強度和密封圈的安裝位置就將受到限制。因此,為保證軸承保持架具有足夠的強度和密封圈有足夠的安裝空間,溝位置采取對兩側端面不對稱的設計。
3、擋邊高度的確定
工業(yè)機器人的接觸球軸承處于工作狀態(tài)時,在承受一定的徑向載荷時,同時還要承受一定的軸向載荷。若承受的軸向載荷過大,可能造成鋼球與內、外圈擋邊邊緣接觸或擋邊與滾道之間的接觸橢圓被截斷,這時候就會產生應力集中,軸承套圈就會受到磨損,從而影響精度。
因此,擋邊高設計時,需根據軸承承受軸向載荷大小利用Hertz接觸應力理論推算出軸承套圈最小擋邊高度J,從而計算出套圈擋邊直徑。而在設計時考慮到接觸球軸承截面積較小,在滿足使用要求前提下,擋邊高系數取值可以比深溝球軸承小。
4、密封結構設計
工業(yè)機器人的軸承的早起破壞一般是因為密封性不好,因為密封性不好,空氣中的雜物或者其他污染物就容易進入軸承,從而使?jié)櫥饾u失效,導致軸承損壞。所以軸承的密封性很關鍵。因此設計密封軸承時,既要考慮到密封,同時要考慮到軸承的具體工作要求和軸承的具體結構形式。
工業(yè)機器人正在朝小型化、輕量化、精密化發(fā)展。因此工業(yè)機器人用軸承的潤滑最好采用帶密封結構的潤滑方式進行脂潤滑。
5、針對工業(yè)機器人軸承壁薄的特點
軸承內圈與密封唇的配合方式一般有兩種:
接觸式密封相對于非接觸式密封防塵漏脂效果要好,但其摩擦力矩較大,溫升較高,考慮到摩擦力矩較大,對機器人主機有不利影響,設計時一般采用非接觸式密封結構。
另外由于軸承套圈壁很薄,軸承內、外圈易變形,所以內圈擋邊可采用無槽結構,但要嚴格控制密封間隙。
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