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学到了丨原来影响谐波减速器寿命的关键因素是它!

2020年12月11日 09:36:47来源:昊志机电点击:10998

  【机床商务网栏目 科技动态】谐波减速器替代进口,一直是众多国产品牌的追求与理想,但大多数均止步于“使用寿命”这道坎。
 
  在谐波减速器的各项性能参数中,使用寿命是一个综合参数,也是难以突破的技术关键点。一般而言,在谐波减速器的使用寿命评估过程中,其寿命会因产品的性能需求不同而各异。
 
  在使用条件比较恶劣的情况下,大多数用户会用耐冲击能力来考量使用寿命,这就对柔轮和柔性轴承的耐冲击性能要求比较高;对定位精度要求比较高的用户,一般会用精度寿命来考量使用寿命;对齿隙比较敏感的用户,会用刚度寿命来考量使用寿命。
 
  针对不同的考量方法,昊志机电通过深入研究后,做了大量的多品牌的产品横评测试工作,包括耐冲击测试、精度寿命测试、刚度寿命测试。横评测试选取了4家市场主流品牌谐波减速器,型号和测试参数均对标HarmonicDrive(以下简称“HD”)的SHG-20-50-2UH。
 
  1、耐冲击寿命测试
 
  测试条件:向谐波减速器施加瞬间允许大转矩,直至减速器破坏无法转动,考量减速器的耐冲击次数,它等于使用波发生器的变形次数。
 
  横评测试结果如下:

耐冲击测试(冲击转矩:126N.m

品牌

冲击次数(单位:万次)

HD

>500

昊志机电

>500

品牌A

268

品牌B

>500


 
  2、精度寿命测试
 
  测试条件:向谐波减速器输出端施加持续的额定负载转矩,输入端以1000RPM连续运转,考量不同运转时数之后的传动精度。
 
  横评测试结果如下:
 
精度寿命横评测试
 
  3、刚度寿命测试
 
  测试条件:向谐波减速器输出端施加持续的额定负载转矩,输入端以1000RPM连续运转,考量不同运转时数之后的减速器扭转刚度值K1。
 
  横评测试结果如下:
 
刚度寿命横评测试
 
  由横评测试结果来看,昊志机电的谐波减速器在耐冲击寿命测试、精度寿命测试、刚度寿命测试等多方面寿命性能上均处于行业前列,整体上达到较优的寿命性能,比肩HD产品标准。
 
寿命横评测试平台
 
  影响谐波减速器寿命的关键因素到底是什么?
 
  谐波减速器的三大核心零部件包括:柔轮、刚轮和波发生器,寿命是一个综合性能参数,与这三大零部件均息息相关,在设计合理(特别是齿形设计)的情况下,影响寿命的关键因素主要有:钢材的选择、材料的热处理工艺、材料的表面处理工艺、润滑脂的选择。具体到各大零部件,其性能要求有:
 
  1.柔轮:材料芯部柔韧,耐冲击,表面(特别是齿面)耐磨,材料表面具有自润滑功能则更优。
 
  2.刚轮:齿面耐磨,表面具有自润滑功能则更优。
 
  3.柔性轴承:变形疲劳强度高,耐冲击,表面耐磨,材料表面具有自润滑功能则更优。
 
  4、润滑脂:耐极压,耐摩擦,易渗透易缠绕。
 
  昊志机电是如何突破寿命限制的?
 
  在出色的使用寿命背后,是昊志机电长期的技术与工艺的积累。2014年,昊志机电进入机器人领域,正式开始谐波减速器的研发,历经五年对机器人减速器的理论研究与实践摸索,首先攻克了齿形、凸轮廓等设计难关,之后不断突破材料限制、热处理与材料表面处理以及润滑技术的瓶颈。
 
  柔轮方面
 
  对原材料及其供应商,精挑细选;热处理过程严于把控,保证材料的结构组织与合理的晶粒度,从而保证材料终的柔韧性与耐冲击性;联合科研院所的力量,成功开发高效材料表面强化技术,大幅提升齿面耐磨性能。
 
  刚轮方面
 
  特别定制了高强度及润滑性能优良的高性能特殊铸铁,在保证耐磨和优越的自润滑性能的同时降低了产品噪声值。
 
  柔性轴承方面
 
  联合日本三大轴承品牌之一KOYO进行开发,强强联合,在谐波减速器用柔性轴承上,配合昊志机电谐波减速器零部件的不同公差要求,开发出了全系列适合我司产品特点的客制化产品。
 
  润滑脂方面
 
  基于润滑理论及多年润滑脂应用经验,昊志机电开发了专用润滑脂。该润滑脂对传动件产生缠绕性油膜,降低了传动件磨损,提升油膜强度的同时降低温升。
 
  此外,由于独有配方的润滑脂中含有纳米级别的球状微粒成分,其直径约为分子直径的二十分之一,可以渗透到部件间的每一个角落而不会引起粘度的变化;纳米级微粒起到细微轴承的作用,利用轴承效应,将滑动摩擦转变为滚动摩擦,从而大限度地降低了传动件的磨损速度。
 
异常磨损下磨粒的状态
 
正常磨损下磨粒状态
 
  目前,昊志机电已经形成两大系列(双波系列、三波系列)、10种规格(11、14、17、20、25、32、40、45、50、58)、6大减速比(30、50、80、100、120、160)及机器人关节模组全系列产品,公司谐波减速器产品线不断拓宽,可满足不同领域的不同需求。
(来源:昊志机电)


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