Роликовые и игольчатые подшипники
Роликовые подшипники и игольчатые подшипники хороши для тяжелых и меняющихся нагрузок. В этих подшипниках используются ролики, а не шарики. Ролики лучше распределяют вес, поэтому они прочнее и устойчивее. У игольчатых подшипников длинные, тонкие ролики. Они помещаются в небольших местах и могут удерживать большой вес.
Скрещенные роликовые подшипники - это особый вид. Ролики в них расположены под углом 90 градусов друг к другу. Это позволяет им удерживать вес одновременно с разных сторон. Скрещенные роликовые подшипники обеспечивают роботам надежную опору и хорошую точность. Они используются в шарнирах роботов, которые двигаются различными способами.
Роликовые подшипники со скрещенными роликами в 3-4 раза жестче радиально-упорных шарикоподшипников.
Они могут удерживать вес в обоих направлениях, в отличие от некоторых других подшипников.
Двухрядные радиально-упорные игольчатые подшипники примерно на 30% жестче и имеют на 20% меньше трения, чем скрещенные роликовые подшипники.
Роботы, которым нужно поднимать, поворачивать или быстро двигаться, часто используют роликовые и игольчатые подшипники. Эти подшипники помогают подшипниковой системе робота оставаться прочной и хорошо работать даже в сложных условиях.
Прецизионные подшипники
Прецизионные подшипники помогают роботам двигаться плавно и точно. Эти подшипники изготавливаются с соблюдением строгих правил и из хороших материалов. Инженеры используют их там, где каждое движение должно быть точным, например, в медицинских роботах или на сборочных линиях.
Скрещенные роликовые подшипники, изготовленные из хромированной стали AISI 52100, служат долго и не ржавеют. Такие классы точности, как P5, P4 и P2, показывают, насколько точны эти подшипники. Роботы используют эти подшипники в поворотных столах, этапах позиционирования и шарнирах рук. В конструкции часто используются пластиковые прокладки, чтобы снизить трение и сделать движение более плавным.
Совет: Использование правильного масла и тщательная установка подшипников поможет им прослужить дольше и работать лучше.
Прецизионные подшипники помогают контролировать движения роботов и сохранять их устойчивость. Они уменьшают тряску и расшатывание, поэтому движения робота остаются четкими и повторяющимися. Это делает их очень важными в любой продвинутой системе подшипников для роботов.
Выбор
Нагрузка и скорость
При выборе подшипника для робота инженеры должны обращать внимание как на нагрузку, так и на скорость. Каждый шарнир робота сталкивается с различными силами. Одни шарниры поднимают тяжелые предметы, другие быстро двигаются. Правильный подшипник должен справляться с этими требованиями без сбоев.
Радиальные нагрузки давят на подшипник в боковом направлении.
Осевые нагрузки давят на вал.
Комбинированные нагрузки используют обе силы одновременно.
Производители тестируют подшипники на максимальные значения нагрузки. Например, подшипник может выдерживать до 300 ньютонов радиальной силы или 100 ньютонов осевой силы. Скорость также имеет значение. Некоторые вращающиеся шарниры вращаются быстрее, чем 5 000 оборотов в минуту. Линейные шарниры могут двигаться со скоростью более 100 миллиметров в секунду. Если подшипник не справляется со скоростью, он может износиться или сломаться.
Классы точности помогают инженерам выбрать правильный подшипник. Такие классы, как P4 или P5, показывают, насколько большой люфт или ослабление допускает подшипник. Высокоточные подшипники обеспечивают устойчивость и точность манипуляторов роботов.
Совет: Всегда сопоставляйте номинальные значения нагрузки и скорости подшипника с реальными условиями работы робота.
Космос и окружающая среда
Пространство внутри робота часто бывает ограничено. Конструкторы выбирают подшипники, которые помещаются в небольшие пространства, но при этом выдерживают необходимую нагрузку. В таких случаях хорошо работают тонкостенные подшипники. Они экономят место и сохраняют легкость робота.
Окружающая среда также влияет на выбор подшипника. Некоторые роботы работают в жарких помещениях, другие сталкиваются с пылью или химическими веществами. Подшипники, изготовленные из стали, могут выдерживать температуру до 300°C. Керамические подшипники работают даже при температуре до 1000°C. Закрытые подшипники не пропускают пыль и грязь. Специальные покрытия защищают от ржавчины и износа.
В таблице ниже приведены ключевые факторы для пространства и окружающей среды:
Фактор | Пример решения | Выгода |
|---|
Тесное пространство | Тонкостенный подшипник | Экономия места, уменьшение веса |
Высокая температура | Керамический подшипник | Работает в условиях экстремальной жары |
Пыльная среда | Подшипник с уплотнением | Защищает от грязи |
Коррозионные химикаты | Коррозионностойкое покрытие | Предотвращает появление ржавчины и повреждений |
Смазка также имеет значение. В некоторых подшипниках используются самосмазывающиеся материалы. Они требуют меньше ухода и дольше служат в сложных условиях.