Rollen- und Nadellager
Rollenlager und Nadellager sind gut für schwere und wechselnde Lasten geeignet. Diese Lager verwenden Rollen, keine Kugeln. Die Rollen verteilen das Gewicht besser, so dass sie stärker und stabiler sind. Nadellager haben lange, dünne Rollen. Sie passen an kleine Stellen und können viel Gewicht halten.
Kreuzrollenlager sind eine besondere Art. Die Rollen sind im 90-Grad-Winkel zueinander angeordnet. Dadurch können sie Gewicht aus vielen Richtungen gleichzeitig aufnehmen. Kreuzrollenlager geben Robotern starken Halt und gute Genauigkeit. Sie werden in Robotergelenken verwendet, die sich in viele Richtungen bewegen.
Kreuzrollenlager sind 3-4 mal steifer als Schrägkugellager.
Im Gegensatz zu einigen anderen Lagern können sie das Gewicht in beide Richtungen halten.
Zweireihige Schrägnadellager sind etwa 30% steifer und haben 20% weniger Reibung als Kreuzrollenlager.
Bei Robotern, die heben, drehen oder sich schnell bewegen müssen, werden häufig Rollen- und Nadellager verwendet. Diese Lager tragen dazu bei, dass das Lagersystem des Roboters stark bleibt und gut funktioniert, selbst wenn es hart auf hart kommt.
Präzisionslager
Präzisionslager helfen Robotern, sich reibungslos und präzise zu bewegen. Diese Lager werden nach strengen Regeln und aus guten Materialien hergestellt. Ingenieure verwenden sie dort, wo jede Bewegung genau richtig sein muss, wie in medizinischen Robotern oder an Fließbändern.
Kreuzrollenlager aus Chromstahl AISI 52100 halten lange und rosten nicht so leicht. Präzisionsklassen wie P5, P4 und P2 zeigen, wie genau diese Lager sind. In Robotern werden diese Lager in Drehtischen, Positioniertischen und Armgelenken verwendet. Das Design ist oft mit Kunststoffabstandshaltern versehen, um die Reibung zu verringern und die Bewegung reibungsloser zu gestalten.
Tipp: Wenn Sie das richtige Öl verwenden und die Lager sorgfältig einbauen, halten sie länger und funktionieren besser.
Präzisionslager helfen dabei, die Bewegungen des Roboters zu kontrollieren und ihn stabil zu halten. Sie verringern das Wackeln und die Lockerheit, so dass die Bewegungen des Roboters scharf und wiederholbar bleiben. Das macht sie zu einem sehr wichtigen Bestandteil jedes fortschrittlichen Roboterlagersystems.
Auswahl
Belastung und Geschwindigkeit
Ingenieure müssen bei der Auswahl eines Roboterlagers sowohl die Belastung als auch die Geschwindigkeit berücksichtigen. Jedes Robotergelenk ist unterschiedlichen Kräften ausgesetzt. Einige Gelenke heben schwere Gegenstände, während andere sich schnell bewegen. Das richtige Lager muss diesen Anforderungen gewachsen sein, ohne zu versagen.
Radiale Lasten drücken seitlich auf das Lager.
Axialkräfte drücken entlang der Welle.
Kombinierte Lasten nutzen beide Kräfte gleichzeitig.
Die Hersteller testen die Lager auf maximale Belastungswerte. So kann ein Lager beispielsweise bis zu 300 Newton Radialkraft oder 100 Newton Axialkraft aushalten. Auch die Geschwindigkeit spielt eine Rolle. Einige Drehgelenke drehen sich schneller als 5.000 Umdrehungen pro Minute. Lineare Gelenke können sich mit Geschwindigkeiten von über 100 Millimetern pro Sekunde bewegen. Wenn ein Lager nicht mithalten kann, kann es verschleißen oder brechen.
Präzisionsklassen helfen Ingenieuren bei der Auswahl des richtigen Lagers. Klassen wie P4 oder P5 zeigen an, wie viel Spiel oder Spielraum das Lager zulässt. Hochpräzise Lager halten die Roboterarme stabil und genau.
Tipp: Stimmen Sie die Belastungs- und Geschwindigkeitsangaben des Lagers immer auf die tatsächlichen Arbeitsbedingungen des Roboters ab.
Raum und Umwelt
Der Platz im Inneren eines Roboters ist oft eng. Die Konstrukteure wählen Lager aus, die in kleine Bereiche passen und dennoch die benötigte Last tragen. Dünnwandige Lager funktionieren in diesen Fällen gut. Sie sparen Platz und halten den Roboter leicht.
Auch die Umgebung beeinflusst die Wahl des Lagers. Einige Roboter arbeiten in heißen Umgebungen, während andere mit Staub oder Chemikalien konfrontiert sind. Lager aus Stahl können Temperaturen von bis zu 300°C standhalten. Keramiklager funktionieren sogar bei Hitze bis zu 1000°C. Versiegelte Lager halten Staub und Schmutz fern. Spezielle Beschichtungen schützen vor Rost und Verschleiß.
In der folgenden Tabelle finden Sie die wichtigsten Faktoren für Raum und Umgebung:
Faktor | Beispiel-Lösung | Profitieren Sie von |
|---|
Enger Raum | Dünnwandiges Lager | Spart Platz, reduziert das Gewicht |
Hohe Temperatur | Keramisches Lager | Funktioniert bei extremer Hitze |
Staubige Umgebung | Abgedichtetes Lager | Hält Schmutz fern |
Ätzende Chemikalien | Korrosionsbeständige Beschichtung | Verhindert Rost und Schäden |
Auch die Schmierung ist wichtig. Einige Lager verwenden selbstschmierende Materialien. Diese benötigen weniger Pflege und halten länger an schwierigen Orten.