Како скелетните масни запечатувања одржуваат стабилно запечатување под ±180 степени при движење со голем агол во индустријални роботи?

Индустријалните роботи работат во услови на висока прецизност и високо оптоварување, што ја прави перформансата на затворањето кај секој зглоб критична. Кога оската на зглобот изведува реверзивно движење од ±180°, традиционалните концепти за затворање се соочуваат со значителни предизвици. Движењето со висока фреквенција и ограничен агол има тенденција да го наруши масниот филм, што предизвикува чести допири помеѓу усната на седлото и површината на оската. Ова доведува до зголемена триење, забрзано трошење, осцилации во моментот на свртување и загревање што со време може да ја деградира материјата на седлото. За решавање на овој проблем е потребен комплексен пристап кој вклучува избор на материјал, дизајн на усната, управување со топлината и точност при монтирањето.

Избор на материјал: Осигурување на ниско триење и отпорност на трошење

Изборот на материјал е основен за решавање на проблемите со триењето и трошењето. За овој тип на движење, принципот е да се користат материјали со ниско триење за примарното седло и материјали со висока еластичност за спомагачкото затворање.

Материјал за примарно седло

За примарниот запечатувачки врат се препорачуваат PTFE композитни материјали. PTFE нуди исклучително низок коефициент на триење (сè до 0,02–0,1), одлична самоподмазка и добра отпорност на трошење, што го прави идеален за долгорочно реципрочно движење.

Помошни материјали за запечатување

FKM и HNBR обезбедуваат еластичност, можност за запечатување и отпорност на масло и температура. Тие сигурно работат од –50°C до +150°C и често се користат за прашински вратови, статички O-вратови или како еластични носачки елементи за PTFE примарни запечатувања.

Специјални материјали

За екстремни услови како високи температури или корозивни медиуми, FFKM нуди непревземена хемиска и топлинска отпорност. Поради високата цена, обично се задржува за специјализирани применувања во хемиската или полупроводничка средина.

Дизајн на врат: Од пасивно блокирање до активно динамично запечатување

Традиционалните дизајни на вратови се засноваат на пасивен физички контакт. Меѓутоа, реципрочната ротација бара поактивен механизам за запечатување.

Хидродинамичка геометрија на усните

Користењето на Z-типа, K-типа или S-типа профили на усни може да создаде микро-пумпен ефект за време на движењето на оската. Овој ефект враќа мали количини на подмазување назад во просторот за запечатување, одржувајќи го подмазувањето и намалувајќи ја триењето.

Двојна структура на усни

Конфигурацијата со двојни усни јасно ги раздвојува функциите:

Примарната усна запечатува подмазувањето.

Секундарната усна, обично направена од еластичен каучук, спречува влез на прашина и влага.

Оваа поделба го зголемува општото сигурно запечатување.

Преднапрегнатост со пружина: Стабилизирање на притисокот на контакт

Одржувањето постојан притисок на контакт е суштинско кај апликации со реципрочни движења. Внатрешна пружина обезбедува потребна преднапрегнатост за да се осигури постојан контакт помеѓу усната и површината на оската. Додека усната се троши, пружината автоматски компензира, спречувајќи деградација на перформансите. Пружините мора да имаат висока отпорност на замор и хемиска стабилност за да се избегне релаксација или прекин со текот на времето.

Отпорност на трошење и дизајн со ниско триење

Отпорноста на трошење зависи не само од својствата на материјалот, туку и од вкупниот системски дизајн.

Само-мазни материјали

PTFE има можност да формира преносна фолија која значително го намалува трошењето. Цврсти мазни прекривки како што е молибден дисулфид (MoS₂) можат дополнително да го подобрат почетното пуштање во функција и долготрајните перформанси.

Напредна опција: Структури на ролни заптивања

За екстремно захтевни апликации може да се користи заптив со тип на ролка. Со вградување на ролни елементи внатре во заптивниот прстен, клизечкото триење се претвора во тркалачко триење, со што се намалува моментот на вртење за повеќе од 70% и практично целосно се елиминира трошењето. Ова решение е поскапо и обично се користи во системи со висока сигурност.

Термички менаџмент: Управување со генерирање на топлина

Високите температури се чести кај реципрочните движења, па затоа системот за заптивање мора да биде отпорен на топлина и да ја минимизира генерацијата на топлина.

Материјали за широк опсег на температури

PTFE, FKM и HNBR одржуваат стабилни перформанси од –50°C до +150°C, осигурувајќи поуздани запечатувања во различни температурни услови.

Конструкција со ниско генерирање на топлина

Употребата на материјали со низок трибен отпор и оптимизација на контактниот притисок ја намалуваат трибната топлина во изворот, спречувајќи термичко стареење на запечатувањето.

Монтирање и интеграција во системот: Точноста е клучна

Дури и најдобрата конструкција на запечатување бара прецизно монтирање за да оствари оптимални перформанси.

Точност при монтирањето

Површината на оската мора да ги исполнува бараните услови за тврдост и храпавост, а за точно порамнување и избегнување деформација на усните треба да се користат специјализирани алатки.

Модуларни единици за запечатување

Многу добавачи денес нудат пред-монтрани и пред-мазни модули за запечатување. Овие решенија ја поедноставуваат инсталацијата, намалуваат варијабилноста и подобруваат конзистентноста.

Долготрајна издржливост

Долготрајната перформанса на запечатување зависи од структурната крутина и еластичниот дизајн. Робустен метален калемп спречува деформација за време на монтажата, додека еластичните компоненти мора да осигураат рамнотежа меѓу компензацијата на отклонувањето на оската и стабилната сила на запечатување.

За зглобовите на индустријски роботи кои работат под ±180° реципрочно вртење, ефикасното запечатување бара пристап на ниво на систем. Со избор на соодветни материјали како PTFE и FKM, оптимизирање на геометријата на усните и претходно напрегање на пружината и обезбедување на соодветно топлинско и инсталационо управување, можно е значително да се намали триењето, да се минимизира трошењето и да се одржи долготрајна стабилност на запечатувањето. За екстремни услови, може да се разгледаат напредни структурни дизајни или специјални материјали за да се осигура сигурна перформанса под висок оптовареност и висока фреквенција на работа.