工業(yè)機器人用軸承主要有等截面薄壁軸承、薄壁交叉圓柱滾子軸承、RV減速器用軸承及諧波減速器用軸承等,它們大多采用非標準、多滾動(dòng)體等設計原則。
圖1 等截面薄壁軸承
1.等截面薄壁軸承與普通軸承不同,該種軸承每個(gè)系列中橫截面大多為正方形,且尺寸被設計為固定值(見(jiàn)圖1):在同個(gè)系列中橫截面尺寸是不變的,它不隨內徑尺寸增大而增大,故稱(chēng)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,多被應用于工業(yè)機器人的腰部、肘部、腕部。薄壁交叉圓柱滾子軸承內部結構采用滾子呈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,可以防止滾子的傾斜或滾子間的相互磨察,有防止了摩擦力矩的增加(見(jiàn)圖2)。另外,滾子垂直交叉排列的結構可以避免滾子的鎖死現象;同時(shí)又因為軸承內外圈是分割的結構,間隙可調,即使被施加壓力,也能獲得較高的旋轉精度。
圖2 薄壁交叉滾子軸承
薄壁交叉滾子軸承以其輕型結構與良好的性能主要用于機械手臂、關(guān)鍵式機器人肩部、腰部、臀部等。對于RV減速器,軸承的外形結構、精密定位是其結構緊湊、剛性?xún)?yōu)良、傳動(dòng)精密關(guān)鍵因素,RV減速器軸承包括多種薄壁軸承系列及圓柱滾子保持架組件系列(見(jiàn)圖3)。
圖3 RV減速器軸承
4.諧波減速器軸承諧波減速器是種靠波發(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(lái)傳遞運動(dòng)和動(dòng)力的,其點(diǎn)是結構緊湊、運動(dòng)精度高、傳動(dòng)比大,多用于中小轉矩的機器人關(guān)節。柔性軸承是諧波減速器的核心部件,通過(guò)軸承的彈性變形達到高減速比的要求,而且,諧波減速器壽命主要取決于柔性軸承壽命(見(jiàn)圖4)。柔性軸承工作中隨柔輪的彈性變形不斷的發(fā)生變化,不僅承受循環(huán)應力載荷,而且承受交變應力載荷。
圖4 諧波減速器軸承