Cuscinetti a rulli e a rullini
Cuscinetti a rulli e i cuscinetti ad aghi sono ottimi per carichi pesanti e variabili. Questi cuscinetti utilizzano rulli, non sfere. I rulli distribuiscono maggiormente il peso, quindi sono più forti e più stabili. I cuscinetti ad aghi hanno rulli lunghi e sottili. Si inseriscono in posti piccoli e possono sostenere un peso elevato.
I cuscinetti a rulli incrociati sono un tipo speciale. I rulli sono posizionati a 90 gradi l'uno rispetto all'altro. Questo permette loro di sostenere il peso da più direzioni contemporaneamente. I cuscinetti a rulli incrociati offrono ai robot un forte sostegno e una buona precisione. Sono utilizzati nelle articolazioni dei robot che si muovono in molti modi.
I cuscinetti a rulli incrociati sono 3-4 volte più rigidi dei cuscinetti a sfere a contatto obliquo.
Possono sostenere il peso in entrambe le direzioni, a differenza di altri cuscinetti.
I cuscinetti a rullini a contatto obliquo a due file sono circa 30% più rigidi e hanno 20% meno attrito rispetto ai cuscinetti a rulli incrociati.
I robot che devono sollevare, girare o muoversi velocemente utilizzano spesso cuscinetti a rulli e ad aghi. Questi cuscinetti aiutano il sistema di cuscinetti del robot a rimanere forte e a funzionare bene, anche quando le cose si fanno difficili.
Cuscinetti di precisione
Cuscinetti di precisione aiutano i robot a muoversi in modo fluido e preciso. Questi cuscinetti sono realizzati con regole rigide e buoni materiali. Gli ingegneri li usano quando ogni movimento deve essere perfetto, come nei robot medici o nelle catene di montaggio.
I cuscinetti a rulli incrociati in acciaio al cromo AISI 52100 durano a lungo e non si arrugginiscono facilmente. I gradi di precisione come P5, P4 e P2 dimostrano la precisione di questi cuscinetti. I robot utilizzano questi cuscinetti nelle tavole rotanti, negli stadi di posizionamento e nelle articolazioni dei bracci. Il design è spesso dotato di distanziali in plastica per ridurre l'attrito e rendere il movimento più fluido.
Suggerimento: utilizzare l'olio giusto e inserire i cuscinetti con attenzione li aiuta a durare più a lungo e a lavorare meglio.
I cuscinetti di precisione aiutano a controllare il movimento dei robot e a mantenerli stabili. Riducono le oscillazioni e le perdite, in modo che i movimenti del robot rimangano nitidi e ripetibili. Questo li rende molto importanti in qualsiasi sistema di cuscinetti per robot avanzato.
Selezione
Carico e velocità
Gli ingegneri devono considerare sia il carico che la velocità quando scelgono un cuscinetto per robot. Ogni giunto del robot deve affrontare forze diverse. Alcuni giunti sollevano oggetti pesanti, mentre altri si muovono rapidamente. Il cuscinetto giusto deve gestire queste esigenze senza cedere.
I carichi radiali spingono lateralmente sul cuscinetto.
I carichi assiali spingono lungo l'albero.
I carichi combinati utilizzano entrambe le forze contemporaneamente.
I produttori testano i cuscinetti per i valori di carico massimo. Ad esempio, un cuscinetto può sostenere fino a 300 newton di forza radiale o 100 newton di forza assiale. Anche la velocità è importante. Alcuni giunti rotanti girano a una velocità superiore a 5.000 giri al minuto. I giunti lineari possono muoversi a velocità superiori a 100 millimetri al secondo. Se un cuscinetto non riesce a tenere il passo, può usurarsi o rompersi.
Le classi di precisione aiutano gli ingegneri a scegliere il cuscinetto giusto. Classi come P4 o P5 mostrano quanto gioco o allentamento consente il cuscinetto. I cuscinetti di alta precisione mantengono i bracci dei robot stabili e precisi.
Suggerimento: Abbini sempre i valori nominali di carico e di velocità del cuscinetto alle reali condizioni di lavoro del robot.
Spazio e ambiente
Lo spazio all'interno di un robot è spesso ristretto. I progettisti scelgono dei cuscinetti che si adattano a spazi ridotti, ma che comunque sopportano il carico necessario. I cuscinetti a sezione sottile funzionano bene in questi casi. Risparmiano spazio e mantengono il robot leggero.
Anche l'ambiente influisce sulla scelta dei cuscinetti. Alcuni robot lavorano in luoghi caldi, mentre altri devono affrontare polvere o sostanze chimiche. I cuscinetti in acciaio sono in grado di gestire temperature fino a 300°C. I cuscinetti in ceramica funzionano anche in presenza di calore fino a 1000°C. I cuscinetti sigillati tengono lontano la polvere e lo sporco. Rivestimenti speciali proteggono dalla ruggine e dall'usura.
La tabella seguente mostra i fattori chiave per lo spazio e l'ambiente:
Fattore | Esempio di soluzione | Beneficio |
|---|
Spazio ristretto | Cuscinetto a sezione sottile | Risparmia spazio, riduce il peso |
Alta temperatura | Cuscinetto in ceramica | Funziona in condizioni di calore estremo |
Ambiente polveroso | Cuscinetto sigillato | Tiene lontano lo sporco |
Prodotti chimici corrosivi | Rivestimento resistente alla corrosione | Previene la ruggine e i danni |
Anche la lubrificazione è importante. Alcuni cuscinetti utilizzano materiali autolubrificanti. Questi richiedono meno cure e durano più a lungo in luoghi difficili.