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(lái)的,使用二級(jí)減速和中心圓盤(pán)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)。
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(guò)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。
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)。
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。
1.4 圓柱滾子(滾針)及保持架組件
該類軸承沒(méi)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。
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(guò)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(lái),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(lái)的關(guān)鍵零部件,此類軸承在使用過(guò)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(méi)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。