4. март 2024. Препорука за вести ВБМ-а - Беионд Беарингс: Ослобађање потенцијала кугличастих шиљака у роботским дизајнима

Када је дизајнерима система покрета потребно сложено, брзо, вишеосно кретање, прво би могли да се сете разрађених, унапред упакованих роботских руку. Или, ако им је потребно само неколико оса, могли би да конфигуришу посебан профил или округлу шину за сваку осу. Али сакривање између ових опција је једноставна и доказана технологија кугличног клизања. Ово решење за кретање по више оса постоји годинама и још увек је веома релевантно за данашње сложене шеме кретања. Куглични клинови користе јединствену архитектуру која интегрише ротационо и линеарно кретање на једној осовини. Ово им даје већу флексибилност за имплементацију сложених шема кретања у скученим просторима, пружајући два за један посао у контроли кретања.

Интегрисање ротационог и линеарног кретања

Куглични згибови омогућавају и линеарно и ротационо кретање. Ово се постиже помоћу заједничке осовине која изводи два независна покрета (слика 2). Осовина има аксијалне жлебове за уземљење зване "сплине" дуж своје дужине. Ово такође укључује кугличну навртку која се креће дуж аксијалних жлебова за тло, блокирајући ротационо кретање или радијална моментна оптерећења.

За покретање аксијалне ротације, куглична навртка се окреће. Ова навртка садржи низ куглица које омогућавају слободно кретање дуж осе (тј. навртка може да клизи дуж осовине уз минимално трење). Када се ротирају, ове куглице примењују окомиту силу на осовину преко жлебова урезаних у уторима, окрећући га.

За покретање линеарног кретања, клизна осовина се помера напред или назад помоћу линеарног актуатора, попут клипа. Пошто се куглични лежајеви котрљају унутар жлебова (уместо да клизе), нижи коефицијент трења и хабања ствара глатко, прецизно линеарно кретање и веће брзине.

Због сидрења/ослонца, овај распоред је такође отпоран на торзијско оптерећење (тј. вратило се одупире ротацији осим ако га не покреће мотор). Ако се торзионо оптерећење примењује споља на осовину док се она продужава/увлачи/стационира, навртка га подржава, одолевајући том оптерећењу.

Предности

Боље коришћење простора

Компресија више оса у једну чини кугличне уторе просторно ефикаснијим од традиционалних решења за лежајеве. Ово подразумева мање компоненти и покретних делова, плус већу способност оптерећења унутар тог простора него што нуде упоредиви линеарни лежајеви.

Већи капацитет оптерећења

Широки, прецизно брушени жљебови повећавају способност ношења оптерећења и побољшавају крутост и крутост за руковање до двоструко већим моментним оптерећењем од традиционалних склопова лежаја. Куглични клинови такође распоређују више оптерећења дуж дужине осовине. Ово им омогућава да носе већа оптерећења од конвенционалних лежајева, који могу бити више подложни локализованим концентрацијама напрезања. Куглични шиљци су такође бољи са оптерећењима ван центра, што је уобичајено за промене алата и апликације за подизање и постављање.

Занемарљиво трење

Систем за вођење куглица обезбеђује кретање скоро без трења кроз прецизан контакт са тангенцијалним тачкама куглица које се котрљају вођене жљебовима осовине и трком унутар матице.

Веће брзине

Куглични шиљци захтевају само мале силе да помере матицу аксијално док преносе обртни момент и минимизирају трење. Ово доприноси повећању брзине за око 20 процената у односу на традиционални куглични вијак и глаткијем раду. Куглични шиљци могу да поднесу брзине до 2 м/с.

Висока прецизност и тачност

Куглични зупци нуде високу прецизност и тачност у позиционирању, што их чини идеалним за апликације које захтевају прецизну контролу. Нулти зазор обезбеђује ротацију или изгубљено кретање при промени смера. Куглични клинови одржавају ову прецизност и ниско трење чак и под великим оптерећењима.

Једноставна инсталација и одржавање

Инсталација је лака, обично захтева груби проврт и монтажне рупе избушене и урезане да би се причврстила навртка са прирубницом, или груби проврт и отвор за кључ за округлу матицу. Једноставан дизајн олакшава отклањање проблема и сервисирање кугличних утора. Тим за одржавање може извући клин из осовине, подмазати га и вратити, док профилна шина и куглични завртњи захтевају веће одржавање.

Висока издржљивост

Куглични клинови имају дужи радни век од неких традиционалних лежајева због повећаних тачака контакта кугличних лежајева, што смањује напрезање и повећава носивост. Што је мањи притисак на лоптице, то је веће оптерећење које могу да поднесу, а истовремено се одупиру хабању и обезбеђују доследне перформансе.

Куглични клинови често имају заптивке и заштитне поклопце који штите кугличне лежајеве од загађивача попут прашине и крхотина, додатно продужавајући животни век. Архитектура кугличног клина има безбедну носивост из сваког угла, за разлику од радијалног лежаја, где куглице морају бити пажљиво позициониране да избалансирају оптерећење.

Уштеде

Унапред уштеде су значајне за две осе кретања, а уштеде се множе са већим обима. Куглични шиљци су знатно јефтинији од упакованих, вишеосних система. Имајући мање компоненти и покретних делова, чини их економичнијим од склопова профилних шина. Они пружају бољу отпорност на моментално оптерећење за своју цену и захтевају мање припреме површине за уградњу. Трошак кугличних шинова је попут склопова округлих шина, али унутар мањег отиска и мањег броја оса. Дугорочно, мање компоненти захтева одржавање, штедећи време и новац.

Апликације

Дизајнери покрета који интегришу линеарно и ротационо кретање требало би да процене технологију кугличног клизања да виде да ли је њихово конфигурисање на истој осовини корисно. Ево неколико примера примене у фабричкој аутоматизацији, транспорту и здравственој заштити/истраживању који су искористили функционалност кугличног клизања:

Фацтори Аутоматион

Поновљиво састављање и постављање, као што је позиционирање полупроводничког објекта велике брзине у којем рука бира предмет из фазе склапања, ротира и поставља га на другу.

Позиционирање ЦНЦ алата у операцијама обраде и глодања.

Опрема за паковање за прецизну контролу механизама за пуњење и затварање.

Транспорт

Контроле авиона, као што су отварање закрилца и подешавање гаса.

Војна возила за олакшавање ротације, подизања топова и управљања возилом.

Здравство и истраживање

Роботи за помоћ у хируршким захватима.

Медицински уређаји за снимање који олакшавају прецизно кретање ЦТ скенера или других уређаја за аквизицију слике високе прецизности.

Лабораторијске анализе, као што су степен микроскопа и позиционирање узорка.

Неки добављачи нуде упутства на мрежи како би помогли дизајнерима машина да оптимизују кугле за своје апликације. На пример, једна алатка за избор кугличних жлебова нуди визуелна помагала која корисницима дају најбољу конфигурацију за неколико минута.

Проналажење њиховог места

Куглични шиљци су савршени за дизајнере машина којима је потребно кретање на више оса. У поређењу са упакованим, вишеосним системима, куглични шиљци захтевају мање простора и могу се користити при већим брзинама, са мањим трењем; већа прецизност; дужи, предвидљивији живот; и лакше одржавање. Они такође могу бити јефтинији.

Док би куглични шиљак могао да замени упаковане роботске руке, њихова просторна ефикасност и нула зазора чине их употребљивим као компонентама тих склопова, евентуално продужавајући вертикални ход или помажући код већих радијалних и аксијалних оптерећења.

Како пословне операције постају сложеније, а дигитализација, вештачка интелигенција и напредак у мобилности уносе више осовина кретања у стратегије аутоматизације, јединствене перформансе и свестраност лоптице могу коначно добити поштовање које заслужује.

 

(хттпс://ввв.повертрансмиссион.цом)