Kuidas säilitavad Skeletoni õlitihendid stabiilse tihendi ±180-kraadise suur nurga tagurpidi liikumise korral tööstusrobotites?

Tööstusrobotid töötavad kõrge täpsuse ja suure koormuse tingimustes, mistõttu on iga liigese tihendi toimivus kriitilise tähtsusega. Kui telg liigub ±180° ulatuses edasi-tagasi, siis traditsioonilised tihenduskontseptsioonid silmitsuvad oluliste väljakutsetega. Kõrge sagedusega piiratud nurga tagasipöörlemine häirib tihti niiskustilka, mistõttu puutub tihendi leht pidevalt vastu teli pinda. See viib suurenenud hõõrde, kiirendatud kulumise, momendikõikumiste ja soojuse kogunemiseni, mis lõpuks võib põhjustada tihendimaterjali lagunemise. Selle probleemi lahendamiseks on vajalik kompleksne lähenemine, mis hõlmab materjali valikut, lehe disaini, soojuse haldamist ja paigaldustäpsust.

Materjali valik: Vähese hõõrde ja kulumiskindluse tagamine

Materjali valik on otsustav tähtsusega hõõrde ja kulumisega seotud probleemide lahendamisel. Selle liigi liikumise puhul kehtib põhimõte kasutada peamise tihendi puhul vähese hõõrdega materjale ja abitihendite puhul kõrge elastsusega materjale.

Peamise tihendi materjal

Esmane tihendusnäo jaoks soovitatakse PTFE komposiitmaterjale. PTFE pakub erakordselt madala hõõrdekoefitsiendi (kuni 0,02–0,1), suurepärase isaselgituse ja tugeva kulumiskindluse, mistõttu on see ideaalne pikaajalise tagurpidi liikumise jaoks.

Abitihendite materjalid

FKM ja HNBR pakuvad elastsust, tihendusvõimet ning vastupidavust õli- ja temperatuuride suhtes. Need töötavad usaldusväärselt vahemikus –50°C kuni +150°C ja kasutatakse levinult tolunäppades, staatilistes O-tihendites või PTFE esmaste tihendite elastsetena tugielementidena.

Erimaterjalide järele

Ekstreemsetel tingimustel, nagu kõrgetel temperatuuridel või korrosiivsete keskkondade korral, pakuab FFKM ülemäära head keemilisi ja termilisi vastupidavusi. Kuna see on kallis, kasutatakse seda tavaliselt spetsialiseeritud rakendustes keemias ja pooljuhtides.

Näo konstruktsioon: passiivselt takistamisest aktiivse dünaamilise tihenduseni

Traditsioonilised näokujundused toetuvad passiivsele füüsilisele kontaktile. Siiski nõuab edasi-tagasi pöörlemine aktiivsemat tihendusmehhanismi.

Hüdrodünaamiline näo geomeetria

Z-tüüpi, K-tüüpi või S-tüüpi huuli profiilide kasutamine võib vändli liikumisel tekitada mikropumpamise efekti. See efekt tagastab väikesed hüpikud libestusainet tagasi tihenduskambrisse, säilitades nii libestuse ja vähendades hõõrde.

Kaashuulstruktuur

Kaashuulikonfiguratsioon eraldab funktsioonid selgelt:

Peamine huul tihendab libestusainet.

Teisene huul, tavaliselt elastsest kummist, takistab tolmuse ja niiskuse tungimist sisse.

See jagunemine suurendab üldist tihenduskindlust.

Pruudi eelkoormus: kontaktsurve stabiilsus

Tagasivoolurakendustes on pideva kontaktseose säilitamine oluline. Sisemine vedru loob vajaliku eelkoormuse, et tagada pidev kontakt huuli ja vändli pinnal. Kui huul kulumisel, kompenseerib vedru automaatselt, takistades jõudluse langemist. Vedrud peavad omama kõrget väsimustakistust ja keemilist stabiilsust, et vältida aja jooksul lõdvestumist või katkemist.

Kulumiskindlus ja madala hõõrdeteguriga disain

Kulumiskindlus sõltub mitte ainult materjaliomadustest, vaid ka kogu süsteemi konstruktsioonist.

Isevedeldavad materjalid

PTFE võime moodustada ülekandekile vähendab oluliselt kulumist. Tahked libestusmaterjalipoksid, nagu molübdeeni disulfiid (MoS₂), võivad veelgi parandada algset sisselöökimist ja pikaajalist toimimist.

Täpsem valik: kerisealide struktuurid

Erakordselt nõudlike rakenduste puhul saab kasutada keriseali. Peitetihendi sisse paigutatud kerimiselemendid teisendavad libisev hõõrde kerivaks hõõrdeteks, vähendades momendi üle 70% ja peaaegu kõrvaldades kulumise. See lahendus on kallim ja tavaliselt kasutusel kõrge usaldusväärsusega süsteemides.

Soojuse haldamine: soojuse tekkimisega toimetulek

Tagurpidi liikumisel esineb tihti kõrgeid temperatuure, seepärast peab tihendussüsteem taluma soojust ja minimeerima soojuse teket.

Laiatempereatuurivahemiku materjalid

PTFE, FKM ja HNBR säilitavad stabiilse toimivuse vahemikus –50°C kuni +150°C, tagades usaldusväärse tihenduse erinevates temperatuuritingimustes.

Vähese soojuse tekitava konstruktsioon

Vähese hõõrdega materjalide kasutamine ja kontaktsurve optimeerimine vähendab hõõrde soojuse teket allikas, takistades tihendi termilist vananemist.

Paigaldus ja süsteemi integreerimine: täpsus on oluline

Isegi parima tihendi disaini puhul on vajalik täpne paigaldus optimaalse töökindluse saavutamiseks.

Paigaldustäpsus

Telje pind peab vastama kõvaduse ja kuju nõuetele ning tuleb kasutada spetsiaalseid tööriistu, et tagada õige joondus ja vältida huuli deformatsiooni.

Modulaarsed tihendi komplektid

Paljud tarnijad pakuvad praegu eelmonteeritud ja eellubritseeritud tihendimoduleid. Need lihtsustavad paigaldamist, vähendavad muutlikkust ja parandavad ühtlust.

Pikk kestvus

Pikaajaline tihendusjõudlus sõltub struktuurilisest kõvadusest ja elastsest konstruktsioonist. Tugev metallkarp vältib deformeerumist paigaldamise ajal, samas kui elastsed komponendid peavad võlglustama telje eemalnenud liikumise kompenseerimist stabiilse tihendusjõuga.

Tööstusroboti liigeste puhul, mis toimivad ±180° tagurpidi pöörlemisel, nõuab efektiivne tihendus süsteemset lähenemist. Õige materjali – näiteks PTFE ja FKM – valimisel, huuldegeomeetria ja vedru eelpingutuse optimeerimisel ning sobiva soojus- ja paigaldushalduse tagamisel on võimalik märkimisväärselt vähendada hõõrde, minimeerida kulumist ja säilitada pikaajalist tihendusstabiilsust. Ekstreemsed tingimused võivad nõuda täiustatud konstruktsioone või erimaterjale, et tagada usaldusväärne töö suurte koormuste ja kõrge sageduse korral.