Limiti di disallineamento del cuscinetto ad anello di rotazione per robotica

Che cos'è un cuscinetto a ralla rotante per la robotica?Si tratta di un cuscinetto rotante di grande diametro, spesso con ingranaggio integrato, che sopporta carichi assiali, radiali e di inclinazione su una base robotica, una piattaforma girevole o un asse di posizionamento. La domanda che si pongono i team di manutenzione è più specifica: fino a che punto può essere fuori piano o fuori centro il montaggio prima che l'anello inizi a bloccarsi, a usurarsi in modo non uniforme o a perdere ripetibilità?

Non esiste un singolo valore numerico valido per ogni anello. Il limite è indicato nel disegno del cuscinetto e dipende dalla sezione dell'anello, dal precarico e dal carico. Ciò che si può fare è interpretare i sintomi nell'ordine corretto e misurare i punti appropriati. Questo articolo fornisce tale ordine.

Prima i sintomi, poi le cause.

Iniziate annotando ciò che osservate, non ciò che sospettate. "Coppia irregolare" è un'osservazione. "Deformazione di montaggio" è un'ipotesi finché non si hanno delle misurazioni.

Il disallineamento è solo una delle diverse possibili cause. La tabella seguente distingue tra sintomo e possibili cause.

Sintomo osservato	Possibili cause (non ancora confermate)	La prima cosa da controllare
La coppia massima si raggiunge allo stesso angolo ad ogni giro.	Punto elevato locale sulla superficie di montaggio, pilota decentrato, punto di innesto degli ingranaggi stretto	Coppia di rotazione con l'azionamento scollegato
Usura o sfregamento su un lato della pista o dell'ingranaggio	Asse inclinato, percorso di carico irregolare, errore di planarità	Posizione di usura rispetto alla direzione del carico
La ripetibilità varia dopo alcune ore di funzionamento	Rilassamento del bullone, variazione termica, gioco che varia lungo l'anello	Coppia di serraggio e gioco dei bulloni a diverse angolazioni
Rumori di sfregamento o particelle metalliche nel grasso	Danni alla pista di rotolamento, contaminazione, forte inceppamento	Fermati e controlla il grasso prima di ripartire.

Condizione di arresto:Se senti un rumore di sfregamento o trovi scaglie metalliche brillanti nel grasso, arresta l'asse. Far funzionare l'asse su una pista di rotolamento danneggiata trasforma un problema di montaggio risolvibile in una sostituzione.

Controlli preliminari prima di allentare qualsiasi cosa

Questi controlli non richiedono lo smontaggio. Eseguiteli in quest'ordine, perché ognuno restringe il campo di applicazione del successivo.

1. Esamina le modifiche recenti.Verificate la presenza di un anello sostituito, di una struttura risaldata, di una collisione o di bulloni serrati nuovamente. Un problema insorto subito dopo una modifica indica che la causa è da ricercarsi proprio in quella modifica.
2. Misurare la coppia di rotazione.Se possibile, scollegate l'azionamento e ruotate lentamente l'asse a mano o con una chiave dinamometrica. Annotate l'angolo di eventuali picchi.
3. Controlla i bulloni.Verificate la presenza di elementi di fissaggio mancanti, allentati o serrati in modo non uniforme. Confrontate i dati con la classe di resistenza e la coppia di serraggio indicate nel disegno.
4. Ispeziona il grasso.Presta attenzione al colore, alla consistenza e alla presenza di particelle. Un grasso scuro e granuloso indica un'usura già iniziata.
5. Verificare il gioco meccanico da diverse angolazioni.Se la variazione è significativa lungo l'anello, il problema potrebbe essere legato alla concentricità del lato ingranaggio.

Interpretate il risultato in questo modo. Un punto di attrito ristretto che rimane a un angolo fisso suggerisce una causa geometrica, come un punto di attrito elevato o un perno di centraggio decentrato. Un punto di attrito ristretto che si sposta con la direzione del carico suggerisce invece un problema di carico o di inclinazione. Una rigidità uniforme su tutta la circonferenza indica un problema diverso dalla geometria di montaggio, ovvero un problema di precarico, guarnizioni o grasso.

Condizioni di planarità e concentricità in cui un anello di rotazione robotico inizia a bloccarsi

La ralla di rotazione è una sezione sottile e flessibile rispetto alla struttura sottostante. Una volta imbullonata, segue la superficie di montaggio. Un errore di planarità sulla base si traduce in una curvatura della pista di rotolamento, e questa curvatura si manifesta con inceppamenti, usura irregolare o deriva.

Non pubblichiamo qui una tolleranza universale. I limiti di planarità e concentricità dipendono dal tipo e dalle dimensioni dell'anello. Il riferimento necessario è il requisito di planarità e concentricità sul disegno del cuscinetto per il modello specifico. Se hai uncuscinetto di rotazionePer ottenere questi valori, richiedeteli indicando il numero di modello.

Condizione	Come misurare	Ciò che potresti osservare	Probabile conseguenza	Azione
Punto più alto locale sulla superficie di montaggio	Utilizzare uno spessimetro o un righello sotto l'anello prima di avvitarlo.	Spazio vuoto da un lato, picco di coppia a un angolo	Pista ristretta, usura locale	Correggi la superficie. Non utilizzare spessori per "mediarla".
Distorsione dovuta alla trazione del bullone	Indicatore a quadrante sulla superficie dell'anello durante il serraggio graduale dei bulloni	La lettura si sposta man mano che i bulloni vengono serrati	L'anello viene spinto in posizione orizzontale, quindi il precarico aumenta.	Fermati. Confronta la lettura con il limite di disegno.
Conca o onda lungo il diametro	Passare un righello o un indicatore sulla superficie	Variazione uniforme della rigidità, affaticamento precoce	Distribuzione non uniforme del carico sulla pista	Rilavorare o rettificare l'interfaccia.
Pilota o foro decentrato	Indicatore sul diametro pilota durante la rotazione	Le reazioni negative variano a seconda della rivoluzione.	La rete di ingranaggi si blocca e si usura su un arco	Ricentrare l'anello o correggere il perno.
Inclinazione dell'asse	Eccentricità della faccia dopo il montaggio e la rotazione dell'anello	Usura su un lato, deriva di ripetibilità	Caricamento del bordo, errore di posizionamento	Verificare la struttura e la flangia di accoppiamento.

Dove cessano di applicarsi i limiti.Un anello con una sezione più pesante tollera più errori di montaggio rispetto a uno compatto, perché è più rigido. Un anello leggero e sottile, come uncuscinetto orientabile per carichi leggerioppure un design compatto a rulli incrociati, che segue più da vicino la superficie. Ecco perché un cuscinetto ad anello di rotazione per la robotica, che richiede un'elevata ripetibilità, ha spesso i requisiti di montaggio più rigorosi.

Quando smettere di misurare:Se il valore misurato è al di fuori dei limiti previsti dal disegno, la struttura necessita di correzioni. Un aumento della coppia di serraggio dei bulloni o l'aggiunta di spessori non risolveranno il problema. Segnalate i valori rilevati.

Collegare la causa all'azione, quindi verificare il risultato.

Non applicare un unico rimedio a ogni caso. Collega ogni causa alle prove che la supportano, all'azione che ne consegue e a una verifica che ne dimostri l'efficacia.

Probabile causa	Prove distintive	Azione correttiva	Verifica dei risultati
Punto più alto della superficie di montaggio	Spazio tra lo spessimetro e il sensore; picco di coppia ad angolo fisso	Correggi la faccia, quindi rimonta.	La curva coppia-rotazione è più piatta attorno all'anello
Pilota decentrato	Eccesso di indicatore; il gioco varia in base all'angolo	Ricentrare o correggere il pilota	La reazione negativa si manifesta anche da più angolazioni.
Rilassamento del bullone	Perdita di coppia al controllo successivo; deriva dopo ore di funzionamento	Serrare nuovamente con una sequenza a stella, in fasi	La ripetibilità si mantiene per un intero turno
Contaminazione o lubrificazione	Grasso granuloso; ruvidità uniforme su tutta la superficie	Pulire, ispezionare, lubrificare secondo il disegno	Rotazione fluida senza particelle dopo il rodaggio

Esempio illustrativo.Supponiamo che un piatto girevole robotizzato mostri un picco di coppia circa allo stesso angolo ad ogni giro. La coppia è normale dopo aver scollegato l'azionamento, tranne che a quell'angolo. Uno spessimetro mostra uno spazio sotto l'anello nella stessa posizione. Questo indica un problema alla flangia di base. Dopo aver corretto la superficie e aver serrato nuovamente i bulloni a intervalli, lo stesso test di coppia dovrebbe mostrare la scomparsa del picco. In caso contrario, la diagnosi era incompleta e bisogna continuare a cercare la causa.

La stessa logica vale per le produzioni in batch. Prendiamo ad esempio il produttore di apparecchiature per l'automazione di Manchester, nel Regno Unito, che ha ordinato 100 unità diUnità di rotazione SP-IModello SP-I 0841-32.1 per sistemi di tavole girevoli automatizzate. Quando un modello di attrezzatura si ripete 100 volte, anche un errore di planarità in quell'attrezzatura si ripete. Misurare la base del primo pezzo prima di costruire il resto è una precauzione economica.

Errori comuni che nascondono la vera causa

• Utilizzare spessori per "compensare" uno spazio vuoto invece di correggere la superficie.
• Stringendo maggiormente i bulloni, si appiattisce l'anello. Questo aumenta il precarico e la coppia.
• La planarità va misurata solo dopo il serraggio dei bulloni, quando l'anello è già deformato.
• Stringere i bulloni seguendo uno schema circolare anziché a stella.
• Sostituire l'anello senza controllare la base. Il nuovo anello eredita quindi lo stesso problema.
• Dare la colpa all'anello quando la causa è la regolazione del motore o la compensazione del gioco del controller.

Prevenzione e quando è necessario intervenire con misure più drastiche.

La prevenzione si basa principalmente sulla tenuta dei registri. Misurate la planarità e l'eccentricità del perno al primo utilizzo, salvate il valore di riferimento della coppia di rotazione e registrate la coppia di serraggio e la sequenza di avvitamento. Quando in seguito si presenta un sintomo, lo confrontate con il valore di riferimento anziché procedere per tentativi.

I controlli di ricorrenza sono semplici:

• Ricontrollare la coppia di serraggio dei bulloni dopo il primo periodo di rodaggio.
• Ripetere il test di coppia di rotazione a intervalli di manutenzione prestabiliti e registrare i picchi in base all'angolo.
• Ispezionare il colore e la presenza di particelle di grasso ad ogni intervento di manutenzione.
• Rimisurare la base dopo qualsiasi saldatura strutturale, riparazione o impatto.

Segnalare il problema quando:Le misurazioni superano il limite del disegno, il punto di strozzatura persiste anche dopo l'allentamento dei bulloni, il grasso presenta particelle metalliche o la pista di rotolamento mostra segni visibili. A quel punto, ulteriori tentativi per tentativi ed errori rischiano di causare danni.

Quando ci contatti, inviaci le seguenti informazioni affinché la valutazione possa iniziare rapidamente:

• Modello e numero di disegno del cuscinetto o dell'azionamento di rotazione
• Foto della superficie di montaggio, dell'anello e del grasso
• Letture di planarità e concentricità, oltre alla curva coppia-rotazione in funzione dell'angolo.
• Classe del bullone, valore di coppia e sequenza di serraggio
• Ciclo di carico, velocità e ambiente, compresi lavaggio o polvere
• Data dell'ultima modifica strutturale o collisione

Luoyang Slewing Bearing Co., Ltd. opera secondo un sistema di qualità ISO 9001:2015. Ogni cuscinetto di rotazione che spediamo viene sottoposto a un'ispezione tridimensionale con CMM, che è il modo in cui verifichiamo la nostra geometria. Puoi leggere di più sucontrollo qualità dell'azionamento di rotazioneSul nostro sito. Rispondiamo alle domande tecniche entro 48 ore. I difetti di fabbricazione accertati vengono sostituiti gratuitamente e si applica la nostra garanzia di qualità estesa di 2 anni. Se le prove indicano invece che il problema risiede nella struttura di montaggio, lo specificheremo e vi mostreremo le misure.

A volte l'interfaccia di montaggio non può essere corretta, ad esempio quando la struttura è fissa e la flangia è troppo fuori dai limiti. In tal caso, untrasmissione di rotazione personalizzataCon un'interfaccia rivista potrebbe essere la soluzione migliore. Gli ordini personalizzati partono da 5 set, mentre i prodotti standard partono da 1 set, quindi puoi testarne uno prima di impegnarti.