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Debería saber sobre los rodamientos para robots
Como una de las partes clave de los robots industriales, los rodamientos para robots se refieren principalmente a rodamientos de sección delgada y rodamientos de rodillos cruzados. Además, existen rodamientos reductores armónicos, rodamientos lineales, rodamientos esféricos, etc. La razón por la que los rodamientos de sección delgada de los robots industriales son mejores que otros rodamientos: el desarrollo de los robots industriales modernos tiende a ser liviano y los rodamientos deben instalarse en un espacio limitado, con dimensiones reducidas y peso ligero. Al mismo tiempo, la alta carga del robot, la alta precisión de rotación, la alta estabilidad de funcionamiento, la alta velocidad de posicionamiento, la alta precisión de posicionamiento repetido, la larga vida útil y la alta confiabilidad requieren que los rodamientos de soporte del robot tengan una alta capacidad de carga y alta precisión. y alta rigidez. , bajo par de fricción, larga vida útil, etc. Los rodamientos para robots industriales son los más adecuados para juntas o piezas giratorias, mesas giratorias de centros de mecanizado, piezas giratorias de manipuladores, mesas giratorias de precisión, brazos de robots médicos, etc.
Rodamientos de rodillos cruzados
Los elementos rodantes de rodamientos de rodillos cruzadosLos rodamientos de rodillos cruzados, como los rodillos cilíndricos o cónicos, se disponen perpendicularmente entre sí sobre superficies de rodadura con ranuras en V de 90 grados mediante espaciadores. Los rodamientos de rodillos cruzados soportan cargas multidireccionales, como carga radial, carga axial y carga de momento. El tamaño de los anillos interior y exterior se ha miniaturizado. Son muy delgados y prácticamente diminutos. Presentan una alta rigidez y una precisión que puede alcanzar los niveles P5, P4 y P2, con una vida útil superior a 6000 h.
Excelente precisión rotacional
La estructura interna de los rodamientos de rodillos cruzados utiliza rodillos dispuestos perpendicularmente a 90° entre sí. Se instalan espaciadores o bloques de aislamiento entre los rodillos para evitar que los rodillos se inclinen o rocen entre sí, evitando eficazmente el par de rotación. aumentar. Además, no habrá contacto ni bloqueo entre los rodillos; y porque los anillos interior y exterior son estructuras separadas. El espacio entre ellos se puede ajustar para garantizar una rotación de alta precisión incluso si se aplica precarga.
instalación sencilla
El anillo exterior o anillo interior que se separa en dos partes se fija entre sí después de instalar los rodillos y retenedores, por lo que la operación de instalación es muy sencilla.
Capacidad para soportar grandes cargas.
Debido a que los rodillos están dispuestos verticalmente entre sí a través de espaciadores en la superficie de rodadura con ranura en V de 90°, este diseño permite que los rodamientos de rodillos cruzados soporten grandes cargas radiales y cargas axiales. Cargas y cargas de momento en todas las direcciones.
Ahorrar espacio de instalación
Las dimensiones de los anillos interior y exterior de los rodamientos de rodillos cruzados se minimizan, especialmente la estructura ultrafina está cerca del límite de tamaño pequeño y tiene alta rigidez, por lo que es más adecuada para juntas o piezas giratorias de robots industriales, CNC. Se utiliza ampliamente en mesas giratorias de centros de mecanizado y equipos médicos.
Tipos de rodamientos de rodillos cruzados
RB (para separación del aro exterior y rotación del aro interior): Este modelo de serie es el tipo básico de rodamientos de rodillos cilíndricos cruzados. Se minimizan las dimensiones de los anillos interior y exterior. Su estructura es que el anillo exterior es de tipo separado y el anillo interior está integrado. El diseño es adecuado para piezas que requieren una alta precisión de rotación del anillo interior.
RE (tipo de separación del anillo interior, tipo de rotación del anillo exterior): esta serie de modelos es un modelo nuevo basado en el concepto de diseño del tipo RB. Sus dimensiones principales son similares a las del tipo RB. Su estructura es que el anillo interior es de tipo separado y el anillo exterior es un diseño integrado, que es adecuado para piezas que requieren una alta precisión de rotación del anillo exterior.
RU (tipo integrado de anillo interior y exterior): Esta serie de modelos no requiere bridas de fijación ni asientos de soporte porque los orificios de montaje han sido procesados. Además, debido a la estructura de anillo interior y exterior integrada con un asiento, la instalación casi no tiene impacto en el rendimiento, por lo que se puede obtener una precisión de rotación y un par estables. Tanto el anillo exterior como el interior pueden girar.
CRB (anillo exterior separable, rotación del aro interior): Su estructura es un rodamiento de rodillos sin jaula con un aro exterior separado y un aro interior integrado sin jaula. Adecuado para maquinaria que requiere una alta precisión de rotación del aro interior.
CRBC (anillo exterior separable, rotación del aro interior): Su estructura es que el aro exterior está separado, el aro interior es un diseño integrado y un rodamiento de rodillos sin jaula. Adecuado para maquinaria que requiere una alta precisión de rotación del aro interior.
CRBH (tipo anillo interior y exterior integrado): Esta serie de modelos tiene un anillo interior y exterior integrado. Tanto el anillo exterior como el interior pueden girar.
RA (tipo de separación del anillo exterior, rotación del anillo interior): Esta serie de modelos es un modelo compacto que reduce al límite el espesor de los anillos interior y exterior del tipo RB. Adecuado para piezas que requieren un diseño ligero y compacto, como robots industriales y piezas giratorias de manipuladores.
RA-C (tipo de grieta única): Las dimensiones principales son las mismas que las del tipo RA. Dado que este modelo tiene una estructura de muesca en el anillo exterior, el anillo exterior también tiene una alta rigidez, por lo que también se puede utilizar para la rotación del anillo exterior.
XR/JXR (Rodamientos de rodillos cónicos cruzados): este tipo de rodamiento tiene dos juegos de pistas de rodadura y rodillos, que se combinan en ángulo recto entre sí, y los rodillos están escalonados y opuestos. La altura de la sección transversal del rodamiento es similar a la de un rodamiento de una hilera, ahorrando así espacio y material del asiento del rodamiento. El gran ángulo del cono y el diseño geométrico cónico hacen que la luz total efectiva del rodamiento sea varias veces mayor que el ancho del propio rodamiento. Los rodillos cónicos cruzados pueden soportar momentos de vuelco elevados y son adecuados para máquinas herramienta, incluidas máquinas perforadoras verticales y mesas rectificadoras, mesas indexadoras circulares de precisión para máquinas herramienta, talladoras de engranajes grandes, torretas, robots industriales, etc.
Rodamientos de sección delgada
Las secciones transversales de cada serie de rodamientos de sección delgada Son mayoritariamente cuadrados y sus dimensiones están diseñadas para valores fijos. En la misma serie, el tamaño de la sección transversal es constante y no aumenta con el aumento del diámetro interior, por lo que se denomina rodamiento de sección delgada. Los rodamientos de sección delgada para robots se utilizan principalmente en cinturas, codos, muñecas y otras piezas de robots industriales que requieren secciones transversales pequeñas y espacio limitado. Cuando el diámetro interior es el mismo, los rodamientos de sección delgada contienen bolas de acero en lugar de rodamientos estándar, lo que mejora la distribución de la fuerza en su interior, reduce la deformación elástica en el punto de contacto entre las bolas de acero y la ranura y mejora la capacidad de carga. El más famoso Kaydon El rodamiento de sección delgada Reali-Slim se compone de siete series abiertas y cinco series selladas. Hay tres tipos de series abiertas: contacto radial tipo C, contacto angular tipo A y contacto de cuatro puntos tipo X. Además, hay rodamientos de sección delgada en las series 6700, 6800 y 6900, así como opciones como cubiertas antipolvo, bridas y acero inoxidable.
Tipo A: rodamientos de sección delgada de contacto angular
Kaydon Reali-Slim® Los rodamientos de bolas de contacto angular tipo A tienen suficiente juego radial para crear un gran ángulo de contacto para resistir cargas axiales. Los rodamientos de bolas de contacto angular Reali-Slim® tipo A estándar utilizan ranuras de bolas extra profundas (25 % del diámetro de la bola) con un ángulo de contacto de 30°.
La característica distintiva de Kaydon Los rodamientos de sección delgada tipo A son el método de ensamblaje. Un anillo (generalmente el anillo exterior) se avellana para reducir un hombro de la pista de rodadura de modo que, con la ayuda de la diferencia de temperatura entre los dos anillos, el anillo exterior pueda encajar sobre el conjunto del anillo interior, la bola y el separador. Esto proporciona un rodamiento no separable capaz de soportar mayores cargas radiales y al mismo tiempo resistir fuerzas axiales considerables en una dirección. Después de aplicar la fuerza axial, las superficies de los anillos interior y exterior quedan aproximadamente al mismo nivel para minimizar el ajuste de la precarga. Debido a su capacidad de empuje en una sola dirección, los rodamientos de sección delgada Kaydon tipo A generalmente deben instalarse en pares (espalda con espalda, cara a cara, en serie) con otro rodamiento idéntico para que la fuerza axial esté presente para establecer y mantener el ángulo de contacto y minimizar el juego. Movimiento axial bajo carga de empuje.
Espalda con espalda Las disposiciones proporcionan mayor rigidez bajo cargas de momento y deben usarse cuando el espacio entre cojinetes individuales es pequeño o cuando se utiliza un par de cojinetes adyacentes.
Cara a cara La disposición tiene una mayor tolerancia a la desalineación entre el eje y la carcasa, lo que debe tenerse en cuenta cuando hay varios pares de rodamientos en el eje. Cuando los rodamientos individuales se montan cara a cara, deben estar suficientemente espaciados para resistir cargas de momento. Si es necesario, los pares enfrentados se pueden montar con otro rodamiento para formar una disposición de “flotador fijo”, manteniendo el par en una posición fija.
Rodamiento en tándem Los juegos tienen capacidades de empuje unidireccional y deben montarse frente a otro rodamiento o juego de rodamientos.
Tipo C: rodamientos de contacto radial.
Los rodamientos de contacto radial Kaydon tipo C están diseñados para lograr contacto entre la bola y la pista en el plano central de la bola cuando se aplican cargas puramente radiales y no hay empuje. El juego radial necesario se puede aumentar o disminuir para cumplir con las condiciones de operación.
Los rodamientos de bolas de contacto radial Kaydon Reali-Slim® tipo C son rodamientos de bolas radiales de una hilera con ranuras de bolas extra profundas en ambos anillos (profundidad de la ranura = 25 % del diámetro de la bola). El rodamiento suele montarse mediante desplazamiento excéntrico del aro interior dentro del aro exterior, lo que permite insertar la mitad de bolas. Después de insertar las bolas, la pista se coloca concéntricamente y las bolas se espacian alrededor de toda la circunferencia para permitir el montaje del separador. Este método de ensamblaje a menudo se denomina "ensamblaje Conrad".
Otro método de ensamblaje es insertar las bolas en una “ranura de relleno” creada al hacer muescas en los hombros de la pista de rodadura de una o ambas pistas. Este método permite montar hasta bolas completas para aumentar la capacidad de carga. Con las ranuras llenas, tanto la capacidad dinámica radial como la de empuje se ven comprometidas por la interrupción de la trayectoria de contacto de la bola, y la velocidad de rotación debe ser limitada. Los rodamientos Kaydon de pared delgada tipo C funcionan mejor con un espacio libre de diámetro pequeño (el espacio entre la bola y la pista). Los rodamientos de bolas de contacto radial Reali-Slim® tipo C estándar brindan un espacio libre que permite:
Ajuste de interferencia entre la pista del rodamiento y las piezas de montaje
Diferente expansión o contracción térmica de pistas de acero.
La desalineación entre el eje y la carcasa puede requerir el ajuste de holgura correspondiente.
Rodamientos de sección delgada tipo x de cuatro puntos
Los rodamientos Kaydon tipo X tienen una construcción única de "arco gótico" que permite cuatro puntos de contacto entre la bola y la pista. Los rodamientos de sección delgada Kaydon Tipo X se ensamblan utilizando el método Conrad o el método de ranura llena. Los rodamientos tipo X tienen la misma profundidad de ranura que los rodamientos tipo A y tipo C (25% del diámetro de la bola). Las ranuras profundas combinadas con la geometría de contacto de cuatro puntos permiten que el rodamiento resista una combinación de cargas radiales, de empuje y de momento. La implementación del rodamiento X de Kaydon se asemeja a un par de rodamientos A en tándem, espalda con espalda.
Al igual que los rodamientos tipo C, los rodamientos tipo X suelen tener un juego radial. El ángulo de contacto nominal y la capacidad de empuje de los rodamientos tipo X no dependen de este juego. Por el contrario, cuando la carga de empuje o momento es grande, se debe minimizar el juego para evitar que el ángulo de contacto sea demasiado grande. Para muchas aplicaciones que requieren mayor rigidez, los rodamientos tipo X Reali-Slim están equipados con precarga interna. Esto se logra utilizando bolas con un diámetro mayor que el espacio entre las pistas de rodadura. En este caso, las bolas y pistas de rodadura tendrán cierta deformación elástica en ausencia de cargas externas. Los rodamientos tipo X están diseñados para uso independiente. El uso de dos cojinetes X en un eje común puede producir un par de fricción inaceptable.
Rodamientos reductores de armónicos
El reductor armónico utiliza principalmente un rodamiento flexible. El generador armónico provoca que el flexspline produzca una deformación elástica controlable. Esta deformación elástica controlable del rodamiento flexible se utiliza para transmitir movimiento y potencia. Se utiliza principalmente en articulaciones robóticas con pares pequeños y medianos. Su precisión es de nivel P5 (algunos niveles P4), su vida útil es superior a 6000 h y se caracteriza por su estructura compacta, alta precisión de movimiento y una amplia relación de transmisión.
Tecnologías clave de los rodamientos para robots
El desarrollo de los robots industriales modernos tiende a ser liviano, pero el peso ligero y el alto rendimiento son contradictorios. Esto requiere que el diseño de los rodamientos del robot esté completamente optimizado. Los rodamientos de paredes delgadas para robots industriales no sólo deben garantizar una capacidad de carga suficiente, sino que también requieren un posicionamiento preciso y un funcionamiento flexible. Por lo tanto, el análisis del diseño del rodamiento y la determinación de los parámetros principales no solo pueden utilizar la carga dinámica nominal como función objetivo, sino que deben utilizar la carga dinámica nominal como función objetivo. Indicadores como la rigidez y el par de fricción se utilizan como funciones objetivo para llevar a cabo un diseño de optimización multiobjetivo. Al mismo tiempo, se debe utilizar el método de análisis de elementos finitos de rodamientos de paredes delgadas basado en la deformación de la férula y el marco.
(1) Tecnología de detección de alta precisión para la calidad dinámica de los rodamientos de robots;
(2) Tecnología de procesamiento de tratamiento térmico por microdeformación de anillos de rodamientos de robots;
(3) Tecnología de procesamiento de rectificado de precisión de anillos de rodamiento basada en el control de la capa de deterioro del rectificado;
(4) Tecnología de control preciso del juego negativo de los rodamientos del robot;
(5) Tecnología de montaje de precisión de rodamientos de robots;
(6) Tecnología de medición sin contacto para anillos de rodamientos de robots;
Factores a considerar al elegir rodamientos para robots
El modelo de rodamiento del robot generalmente lo selecciona el personal técnico del usuario en función de las condiciones de uso y la carga de los productos de soporte. El personal comercial comprende principalmente si la carga real del usuario es consistente con el rodamiento seleccionado. Si el rodamiento no cumple con los requisitos de uso, se debe recomendar al cliente que cambie el modelo lo antes posible. Sin embargo, a menos que exista un producto especial, generalmente no habrá problema a la hora de seleccionar el modelo.
Selección de juego de rodamientos.
Al comprar un rodamiento, los usuarios generalmente solo les dicen qué modelo y grado es, y rara vez presentan requisitos para el juego del rodamiento. Necesitan comprender las condiciones de uso del rodamiento. La velocidad, la temperatura y la tolerancia de ajuste del rodamiento están directamente relacionadas con el juego del rodamiento. s Elección.
Selección de grasa para rodamientos
La selección de grasa generalmente se basa en la velocidad del rodamiento, la resistencia a la temperatura, los requisitos de ruido y el par de arranque.
Selección de tipos de sellos de rodamientos
Hay dos tipos de sellos: sellos de contacto y sellos sin contacto. Los sellos de contacto tienen un buen rendimiento a prueba de polvo pero un gran par de arranque. Los sellos sin contacto tienen un par de arranque pequeño, pero el rendimiento de sellado no es tan bueno como el de los sellos de contacto.
Mantenimiento de rodamientos de robots
Los rodamientos del robot requieren mantenimiento. Los métodos de mantenimiento comunes incluyen limpieza, cambio de aceite y reemplazo de rodamientos.
(1) Limpieza: Los rodamientos del robot acumularán polvo y suciedad durante la aplicación, por lo que deben limpiarse periódicamente para garantizar el funcionamiento normal de los rodamientos.
(2) Cambio de aceite: el aceite lubricante de los rodamientos del robot debe reemplazarse periódicamente para garantizar el efecto de lubricación de los rodamientos.
(3) Reemplace los rodamientos: si los rodamientos del robot están dañados o defectuosos, deben reemplazarse a tiempo.
Diagnóstico de fallas en los rodamientos del robot
Las fallas en los rodamientos de los robots se manifiestan principalmente por ruido, aumento de temperatura, aumento de vibraciones y otros fenómenos. Para el diagnóstico de fallas de rodamientos, generalmente se requieren análisis de vibración y análisis del modo de falla.
(1) Análisis de vibraciones: Mediante el análisis de vibraciones, se puede determinar el tipo, la ubicación y la causa de la falla del rodamiento. El análisis de vibraciones se puede realizar utilizando equipos como interferómetros láser y sensores de aceleración.
(2) Análisis de fallas: Los modos de falla de los rodamientos de robots generalmente incluyen desgaste, fatiga y mantenimiento inadecuado. Mediante el análisis del modo de falla, se puede determinar la causa de la falla del rodamiento para poder tomar las medidas de reparación correctas.
Los rodamientos para robots son una parte importante de los robots y diferentes tipos de rodamientos son adecuados para diferentes escenarios de aplicaciones de robots. La instalación, el mantenimiento y el diagnóstico de fallos de los rodamientos de robots son eslabones indispensables en la producción y aplicación de robots. Para garantizar la alta calidad y el rendimiento a largo plazo de los robots, las empresas deben prestar atención a la selección, instalación, mantenimiento y diagnóstico de fallas de los rodamientos de los robots.