工業(yè)機(jī)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(biāo)準(zhǔn)、多滾動體等設(shè)計(jì)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):在同個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。薄壁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,單個軸承能同時承受徑向力、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。
圖2 薄壁交叉滾子軸承
薄壁交叉滾子軸承以其輕型結(jié)構(gòu)與良好的性能主要用于機(jī)械手臂、關(guān)鍵式機(jī)器人肩部、腰部、臀部等。對于RV減速器,軸承的外形結(jié)構(gòu)、精密定位是其結(jié)構(gòu)緊湊、剛性優(yōu)良、傳動精密關(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傳遞運(yùn)動和動力的,其點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)動精度高、傳動比大,多用于中小轉(zhuǎn)矩的機(jī)器人關(guān)節(jié)。柔性軸承是諧波減速器的核心部件,通過軸承的彈性變形達(dá)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(yīng)力載荷,而且承受交變應(yīng)力載荷。
圖4 諧波減速器軸承