CN102979888A - 工业机器人轴承脂润滑蜗轮减速器 - Google Patents

工业机器人轴承脂润滑蜗轮减速器 Download PDF

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吴小杰
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本发明涉及工业机器人减速器技术领域，一种工业机器人轴承脂润滑蜗轮减速器，包括机座、装在机座内的蜗轮、蜗杆、带法兰盘中空输出轴、大端盖及内端盖，其特征在于：输出轴两端用第一、二密封轴承分别支承在大端盖与内端盖内孔；右半蜗轮外侧轴颈由第三密封轴承支承在内端盖内孔，左半蜗轮外侧轴颈由第四密封轴承支承在大端盖内孔；蜗杆两端分别用第五、六密封轴承支承在机座内孔，第五密封轴承之前顺次装置第一隔圈、第一推力轴承及第一密封件，第六密封轴承之后顺次装置第二隔圈、推力轴承及闷盖。有益效果：技术效果是轴承运转可靠，因而减速器使用寿命长。

Description

工业机器人轴承脂润滑蜗轮减速器
【技术领域】
本发明涉及工业机器人减速器技术领域，一种工业机器人轴承脂润滑蜗轮减速器，机座内蜗轮-蜗杆啮合副用润滑油润滑、滚动轴承用轴承脂润滑。
【背景技术】背景技术主要有以下两种：
(1)日本RV-C中空机型；
(2)《工业机器人零回差蜗轮减速器》(201010544474.4)。
背景技术主要问题是：润滑油同时润滑滚动轴承与蜗轮-蜗杆啮合副时，由于蜗轮-蜗杆啮合副系滑动摩擦，温升高导致油膜破坏而使其磨损比渐开线齿轮严重，蜗轮箱因磨损会造成故障，现将齿轮箱因齿轮磨损造成故障率高的原因叙述如下：
“减速器故障在煤矿设备故障中约占40％。轴承是减速器中非常容易损坏的另件。轴承破坏形式：轴承划伤、轴承粘着、轴承侵入杂质、轴承保持架断裂等。原因：润滑油中大颗粒杂质含量较高，加重轴承磨损程度。”《矿用减速器的破坏原因及处理方法》
“承载轮齿表面各处承受着不同形式的应力作用，齿面和皮下金属可能产生微小裂纹形成疲劳源，随之应力循环次数增加，裂纹将不断扩展以致相互连接起来形成小块金属脱落，齿面出现点蚀剥落，齿轮齿面产生疲劳损坏。”《重载齿轮齿面疲劳损坏及预防》
(一)轴承故障率高的根本原因：
“润滑不良是引起轴承早期破坏的主要原因”(刘泽九《滚动轴承应用手册》891页)
“…轴承早期失效往往不是材质引起的疲劳破坏，而是污染物进入轴承内部后润滑脂质逐渐变坏，在滚动接触面上产生压痕所致。”(《密封深沟球轴承的密封技术》轴承2009.05)
向心球轴承接触应力σjmax＝5000Mpa(р.д.别捷尔曼的《滚动轴承手册》134页)为蜗轮-蜗杆副σjmax＝220Mpa的20多倍，因此轴承润滑脂(油)清洁度应远高于蜗轮油。
(a)上海机械学院《机械设计基础》上103页：“齿轮传动装备使用一段时间后拆下可发现轮齿表面出现磨损痕迹，特别在润滑较差或润滑油不纯洁的条件下，磨损现象更为明显，轮齿根部磨损较顶部严重，小齿轮磨损又较大齿轮严重。磨损是由于接触面之间有作用力和相对滑动造成的。…齿廓间有了相对滑动长度ΔS，表明齿廓要磨损。”
(b)朱孝录《齿轮传动设计手册》94页：在动力齿轮传动中，轮齿表面由于滑动磨损、腐蚀、过热等等，因而出现齿面损耗是不可避免的；
(二)理论上要求轴承用脂润滑(或不含添加剂矿物油)，齿轮用含添加剂的润滑油：
(a)刘泽九《滚动轴承应用手册》893页：“当高速运转或高温下工作的轴承，在无法使用润滑脂润滑时或轴承邻近的另件(如齿轮)用润滑油润滑时，轴承才用润滑油润滑。”921页：“…滚动轴承的润滑一般用不含添加剂的矿物油”；
(b)徐灏《机械设计手册》卷1.7-159页：蜗杆传动尽量使用复合齿轮油，负荷工业齿轮油。
SH/T0017-1990 L-FC一等品轴承油运动粘度为90-100；比SH/T0094-1991L-CKE/P一级品蜗轮蜗杆油粘度为220-1000小得多。
结论：蜗轮箱故障率高的根本原因是用齿轮油同时润滑齿轮与滚动轴承。
【发明内容】
本发明提供一种使用寿命长的工业机器人轴承脂润滑蜗轮减速器。
【技术方案】
输出轴两端用第一、第二密封轴承分别支承在大端盖与内端盖内孔；右半蜗轮外侧轴颈由第三密封轴承支承在内端盖内孔，左半蜗轮外侧轴颈由第四密封轴承支承在大端盖内孔；蜗杆两端分别用第五、六密封轴承支承在机座内孔，第五密封轴承之前顺次装置第一隔圈、第一推力轴承及第一密封件，第六密封轴承之后顺次装置第二隔圈、推力轴承及闷盖。
脂润滑轴承的可行性陈述如下：
①埃斯曼《滚动轴承设设计与应用手册》221页：“当结构紧凑时，最好使用装有两面密封的向心球轴承。装有两面密封圈的向心球轴承已装入足够轴承整个使用期限的润滑脂。”
②卜炎《实用轴承技术手册》95页：“在那些结构紧凑、轴向尺寸要求小、密封要求严格、维护补油困难，不便采用附加密封装置的地方，可以优先选用密封轴承。”
③刘泽九《滚动轴承应用手册》593页：“密封轴承既可以有一个良好密封润滑环境，同时也省去复杂的润滑系统。所以在结构紧凑、密封要求严格部位，均建议使用密封轴承。”
朱孝录《齿轮传动设计手册》1096页：“齿轮润滑油和齿轮及其他另件一样都有它的使用寿命，油品的使用寿命又与使用工况和保养技术密切相关。…一般工业齿轮正常运转2500h.或6个月必须换油。”刘泽九《滚动轴承应用手册》913页：换脂周期经验公式如下：
T＝1.475·106K-0.9908-1.025·106K-0.8626(h.)
式中：系数K＝Kf·n·Dm(r·mm/s)(球轴承Kf＝0.9-1.1)，Dm＝(D+d)/2计算结果：密封轴承的换脂周期大于规定的2500(h.)换脂周期，因而证明了密封轴承已装入足够轴承整个使用期限的润滑脂。
电机n1＝1000rpm，NAD.i＝6.3、n＝158.7rpm，NBD：i＝40、n＝25rpm换脂周期
Figure BSA00000793696600031
【有益效果】技术效果是轴承运转可靠，因而减速器使用寿命长。
【附图说明】图1.为本发明实施例的结构示意图
图2为本发明实施例蜗杆的结构示意图
【具体实施方式】参照图1.一种工业机器人轴承脂润滑蜗轮减速器，包括机座1、装在机座内的蜗轮、蜗杆2、带法兰盘的输出轴5、大端盖9及内端盖3，所述蜗轮由以喉圆为分型面的左半蜗轮82与右半蜗轮81组成，所述左、右半蜗轮82、81的内侧轴颈上过渡配合一只滑动轴承套圈15，所述中空输出轴5法兰盘用以联接外部驱动件，所述输出轴5上依次装置第一弹性档圈26、第一碟型弹簧13、第一联接套12、第二弹性档圈14、第二联接套18、第二碟型弹簧7，所述第一联接套12外圆花键与左半蜗轮82内孔花键滑动配合，所述第二联接套18外圆花键与右半蜗轮81内孔花键滑配，所述第一、第二联接套12、18内孔同旋向多头内螺纹与输出轴5上的多头外螺纹滑配，升角λ＝22°-30°，所述输出轴5有一通孔用以装置电源线，所述右半蜗轮81与左半蜗轮82的轴颈外径、轴向长度及轴颈内花键尺寸相同，所述大端盖9联接在机座1一侧壁中心孔，所述内端盖3联接在机座1另一侧壁中心孔，其特征在于：
所述输出轴5两端用第一、第二密封轴承11、6分别支承在大端盖9与内端盖3内孔；
所述右半蜗轮81外侧轴颈由第三密封轴承4支承在内端盖3内孔，所述左半蜗轮82外侧轴颈由第四密封轴承10支承在大端盖9内孔；
所述蜗杆2两端分别用第五、第六密封轴承22、23支承在机座1内孔，所述第五密封轴承22之前顺次装置第一隔圈21、第一推力轴承20及第一密封件19，所述第六密封轴承23之后顺次装置第二隔圈24、第二推力轴承25及闷盖；
所述密封轴承为接触式径向密封轴承，如RK、或RS、或HMS(A)、或MHS(A)型，所述密封件为旋转轴唇形密封圈、或车氏组合密封(成大先《机械设计手册》卷3-10-269、300页)；
“轴承的自身密封按结构形式分为接触式和非接触式密封。按接触式可分为径向密封和轴向密封。按密封圈的构造可分为单唇密封和双唇密封。”(刘泽九《滚动轴承应用手册》593页)。
上述实施例是对本发明的说明而不是限定，任何简单变换后方案均属于本发明保护范围。

Claims (1)

1.一种工业机器人轴承脂润滑蜗轮减速器，包括机座(1)、装在机座内的蜗轮、蜗杆(2)、带法兰盘的输出轴(5)、大端盖(9)及内端盖(3)，所述蜗轮由以喉圆为分型面的左半蜗轮(82)与右半蜗轮(81)组成，所述左、右半蜗轮(82、81)的内侧轴颈上过渡配合一只滑动轴承套圈(15)，所述输出轴(5)法兰盘用以联接外部驱动件，所述输出轴(5)上依次装置第一弹性档圈(26)、第一碟型弹簧(13)、第一联接套(12)、第二弹性档圈(14)、第二联接套(18)、第二碟型弹簧(7)，所述第一联接套(12)外圆花键与左半蜗轮(82)内孔花键滑动配合，所述第二联接套(18)外圆花键与右半蜗轮(81)内孔花键滑配，所述第一、第二联接套(12、18)内孔同旋向多头内螺纹与输出轴(5)上的多头外螺纹滑配，螺旋升角λ＝22°-30°，所述输出轴(5)有一通孔用以装电源线，所述右半蜗轮(81)与左半蜗轮(82)的轴颈外径、轴向长度及轴颈内花键尺寸相同，所述大端盖(9)联接在机座(1)一侧壁中心孔中，所述内端盖(3)联接在机座(1)另一侧壁中心孔中，其特征在于：
所述输出轴(5)两端用第一密封轴承(11)与第二密封轴承(6)分别支承在大端盖(9)与内端盖(3)内孔；
所述右半蜗轮(81)外侧轴颈由第三密封轴承(4)支承在内端盖(3)内孔，所述左半蜗轮(82)外侧轴颈由第四密封轴承(10)支承在大端盖(9)内孔；
所述蜗杆(2)两端分别用第五、第六密封轴承(22、23)支承在机座(1)内孔，所述第五密封轴承(22)之前顺次装置第一隔圈(21)、第一推力轴承(20)及第一密封件(19)，所述第六密封轴承(23)之后顺次装置第二隔圈(24)、第二推力轴承(25)及闷盖；
所述密封轴承为接触式径向密封轴承，如RK、或RS、或HMS(A)、或MHS(A)型；所述密封件为旋转轴唇形密封圈或车氏组合密封。
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