近年來，隨著先進(jìn)制造業(yè)的發(fā)展，對(duì)代表現(xiàn)代制造技術(shù)的各類機(jī)器人的需求日益增加。如大型工程機(jī)械、汽車、家電等自動(dòng)化生產(chǎn)線，以及提升 高科技戰(zhàn)略地位的深海載人潛水器 、仿人仿生機(jī)器人和噴漆、弧焊、點(diǎn)焊、裝配 、搬運(yùn)工業(yè)機(jī)器人等。為機(jī)器人的關(guān)鍵配套用軸承，對(duì)機(jī)器人的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性、重復(fù)定位精度、動(dòng)作度以及工作的可靠性等關(guān)鍵性能指標(biāo)具有重要影響。目前，機(jī)器人用軸承種類較多，如薄壁深溝球軸承、薄壁角接觸球軸承、薄壁四點(diǎn)接觸球軸承和薄壁交叉滾子軸承等。由于薄壁四點(diǎn)接觸球軸承和壁交叉滾子軸承具有承受聯(lián)合載荷能力強(qiáng)、精度高、摩擦力矩小、重量輕、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)等點(diǎn)，因此大多被應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人的腰部、肘部、腕部等部位.自從2O世紀(jì)6o年代機(jī)器人進(jìn)入工業(yè)域以來，無論是機(jī)器人的數(shù)量，還是機(jī)器人的技術(shù)都有了迅猛的發(fā)展。

作為機(jī)器人關(guān)鍵零 配件的用配套軸承，外些軸承公司在20世紀(jì)8O年代就已研制出用于機(jī)器人各部位的系列化用配套軸承，為機(jī)器人產(chǎn)業(yè)提供了80％左右能滿足機(jī)器人需要的基礎(chǔ)元器件，為工業(yè)機(jī)器人的迅速發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的配套技術(shù)礎(chǔ)。內(nèi)工業(yè)機(jī)器人配套軸承大部分依靠進(jìn)口，少數(shù)廠家雖然生產(chǎn)制造工業(yè)機(jī)器人配套軸承，但批量小、品種規(guī)格少，零部件通用化程度低，供貨周期長，成本高，而且質(zhì)量不穩(wěn)定，這些因素嚴(yán)重制約了內(nèi)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的正常發(fā)展。

薄壁密封四點(diǎn)接觸球軸承點(diǎn)：

(1)外徑與內(nèi)徑之比較小，滾動(dòng)體直徑小，數(shù)量多，與相同內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)軸承相比，其重量約為標(biāo)準(zhǔn)軸承的5％，橫截面積約為標(biāo)準(zhǔn)軸承的20％。

(2)定截面軸承：薄壁四點(diǎn)接觸球軸承系列，軸承橫截面尺寸相同，不隨內(nèi)、外徑的變化而改變。

(3)能承受徑 向載荷、雙向推力載荷和傾覆力矩，相當(dāng)于兩套背對(duì)背安裝的角接觸球軸承，但其寬度只相當(dāng)于套角接觸球軸承的寬度。

1、關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)    

根據(jù)薄壁密封四點(diǎn)接觸球軸承在機(jī)器人中的使用狀況和長壽命、高剛性、低摩擦的使用要求，在設(shè)計(jì)中不僅要考慮盡可能大的額定動(dòng)載荷，同時(shí)針對(duì)薄壁軸承橫截面較小的點(diǎn)，要精心選擇每個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)的值，以改善軸承零件接觸應(yīng)力分布，達(dá)到有利于潤滑油膜形成的接觸狀態(tài)，提高軸承的使用壽命。

2、套圈溝道位置     

由于薄壁四點(diǎn)接觸球軸承內(nèi)、外圈采用整體結(jié)構(gòu)，而且截面積只有相同內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)軸承20％，所以保持架徑向壁厚取值有限，如果按通用軸承那樣，溝道位置設(shè)計(jì)在軸承寬度中心，軸承形成對(duì)稱結(jié)構(gòu)，保持架兜孔底部強(qiáng)度將受到影響，同時(shí)密封圈的安裝位置也將受到限制，因此，為保證軸承保持架具有足夠的強(qiáng)度和密封圈有足夠的安裝空間，溝位置采取對(duì)兩側(cè)面不對(duì)稱的設(shè)計(jì)。

3、擋邊高度的確定     

工業(yè)機(jī)器人用四點(diǎn)接觸球軸承處于工作狀態(tài)時(shí)，除承受定的徑向載荷外，還承受定的軸向載荷。在承受軸向載荷時(shí)，鋼球與滾道之間將形成接觸橢圓，若軸向載荷過大，可能造成鋼球與內(nèi)、外圈擋邊邊緣接觸或擋邊與滾道之間的接觸橢圓被截?cái)啵a(chǎn)生應(yīng)力集中，使軸承套圈發(fā)生疲勞磨損，早期失 。因此，擋邊高設(shè)計(jì)時(shí)，需根據(jù)軸承承受軸向載荷大小利用Hertz接觸應(yīng)力理論推算出軸承套圈小擋邊高度J，從而計(jì)算出套圈擋邊直徑。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)考慮到四點(diǎn)接觸球軸承截面積較小，套圈壁較薄，在滿足使用要求前提下，擋邊高系數(shù)取值要比深溝球軸承小。

4、密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

工業(yè)機(jī)器人正在向小型化、輕量化、精密化發(fā)展。因此工業(yè)機(jī)器人用軸承的潤滑采用帶密封結(jié)構(gòu)的潤滑方式進(jìn)行脂潤滑。軸承的密封性能是衡量密封軸承的重要指標(biāo)之，密封軸承的早期破壞，往往是軸承密封不好，污染物進(jìn)入軸承使?jié)櫥饾u失所致。因此設(shè)計(jì)密封軸承時(shí)，密封配合副要安可靠，同時(shí)要考慮到軸承的具體工作要求和軸承的具體結(jié)構(gòu)形式。

5、針對(duì)工業(yè)機(jī)器人軸承壁薄的點(diǎn)

外圈密封槽和密封圈唇部的配合，設(shè)計(jì)時(shí)采用軸向定位，側(cè)向壓縮的定位配合形式，這種方法可以避免由于外圈密封唇壓縮量過大，使外圈變形過大，外圈橢圓度超差，而且具有裝配壓力小，裝配容易等點(diǎn)。軸承內(nèi)圈與密封唇的配合方式般有兩種，內(nèi)圈密封唇與內(nèi)圈擋邊接觸的接觸式密封和內(nèi)圈密封唇與內(nèi)圈擋邊接觸的非接觸式密封。接觸式密封相對(duì)于非接觸式密封防塵漏脂果要好，但其摩擦力矩較大，溫升較高，考慮到摩擦力矩較大，對(duì)機(jī)器人主機(jī)有不利影響，設(shè)計(jì)時(shí)般采用非接觸式密封結(jié)構(gòu)。另外由于軸承套圈壁很薄，加工密封槽時(shí)，軸承內(nèi)、外圈易變形，以內(nèi)圈擋邊采用無槽結(jié)構(gòu)，但要嚴(yán)格控制密封間隙。