交叉滚子轴承
交叉滚子轴承的滚子以垂直 90 度排列,圆柱滚子在轴承内外圆滚道内相互垂直交叉排列,具有高刚性、高精度的优点,单个轴承就能同时承受径向力、双向轴向力与倾覆力矩的共同载荷。其承载能力大,刚性好,回转精度高,安装简便,节省空间,降低重量,显著降低摩擦,并提供良好的旋转精度。主要用在需要高负载、高精度定位的场合,如机器人关节、旋转平台、机械手腕等部位。为使产业机器人用交叉滚子轴承生产系列化,还制定了与国际标准接轨、具有领先技术优势的产品技术标准。主要结构有整体型、外圈分离型和内圈分离型,且为防污染防漏,轴承两侧安装密封圈。
薄壁轴承
这种轴承内外径差异小,设计轻薄,重量轻,能承受径向、轴向、倾覆负荷,常用于机器人手臂、关节位置等需要承受多方向负荷的部位。
角接触球轴承
可以承受轴向、径向联合载荷,适应高速旋转工况,还可以成对安装进一步提高轴承的能力,常用在机器人减速机、驱动装置中,在需要精确定位、高速运转的部位也较为常见,如工业机器人关节、传动系统等。
谐波减速器轴承
专为谐波减速器设计,能承受较大的径向、轴向载荷、倾覆力矩,具有高精度、高刚性,耐用性强,应用于谐波减速器中的柔性变形部件支撑。其为交叉圆柱滚子结构,根据使用场合分为外圈分体、内圈整体和外圈内圈都为整体两大类,滚动体为圆柱滚子,互成 90 度垂直排列在 V 型滚道中。
圆柱滚子轴承
以圆柱体取代滚珠作为滚动体,径向负荷承受能力强,刚性高、耐用,在工业机器人的关节、传动部件上应用较多。
直线轴承
用于直线往复运动,具有高精度、高刚性和高承载能力等特点,一般用于工业机器人中实现直线运动的部件上。
其他轴承
深沟球轴承:与其他轴承相比结构简单,摩擦系数低,能承受一定径向、轴向负荷,主要用在各种轻载和中载传动部位,比如电机、减速器等。
推力球轴承:主要承受轴向负荷,轴向承载能力非常强,适用于机器人设备中需要承受较大轴向负荷的部位,比如某些特定关节、支撑部件。
转盘轴承:能承受较大径向、轴向负荷、倾覆力矩,具有较高承载能力和刚性,在机器人底座旋转平台和大型关节部位比较常见。
应用场景
工业机器人在物流、机械加工等行业广泛应用,在完成组装、旋转、转向等复杂动作的过程中,不管是机器人关节,还是动力传输位置,都会用到轴承。泰和轴承工程师陈东升言在机器人的关节部位,需要轴承有高刚性、高精度和高承载能力,交叉滚子轴承就很适用;而在需要实现直线运动的部件上,则会用到直线轴承。
国内发展面临的挑战
技术实力不足
洛阳轴承陈东平工程师言国内工业机器人轴承起步稍晚,在高精度、高负载、高速运转等高端领域的技术积累较少,与国外相比在技术经验上仍有差距,需要加大投入以缩小差距。
产品质量控制难
国内有众多机器人轴承制造商,但不同厂商在技术标准、质量控制上差异明显,导致产品质量参差不齐,难以让客户稳定放心。因此,国内厂家需要加强生产过程监控,确保每一批次产品都能达到预期质量标准。
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工业机器人轴承的常用类型及特点如下:
一、交叉滚子轴承
特点:采用圆柱/圆锥滚子90°交叉排列,可承受径向、轴向及倾覆力矩的复合载荷,具有高刚性、高精度和低摩擦特性。
应用:机器人关节、旋转平台、机械手腕等高负载、高精度定位场景。
二、等截面薄壁轴承
特点:截面尺寸恒定,厚度极薄,重量轻,支持多方向载荷(径向、轴向、倾覆)。
应用:机器人腰部、肘部、腕部等对空间限制严格的部位。
三、角接触球轴承
特点:可承受联合载荷(径向+轴向),高速性能优异;成对安装可增强能力。
应用:减速机、驱动装置等需要高速旋转的部件。
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四、谐波减速器轴承
特点:专为谐波减速器设计,承受大径向/轴向载荷及倾覆力矩,兼具高精度和耐用性。
应用:柔性变形部件支撑,如谐波减速器内部。
五、圆柱滚子轴承
特点:圆柱滚子增强径向承载能力,刚性和耐久性突出。
应用:关节、传动部件等中高负荷场景。
六、直线轴承
特点:专为直线往复运动设计,精度高且摩擦小。
应用:机械臂导轨、滑台等直线运动模块。
七、其他类型
推力球轴承:主要用于承受纯轴向载荷,适用于特定关节或支撑部件。
关节轴承:适应多角度摆动,常见于机械臂连接处。
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