[01528839]高刚性高精度减速器薄壁轴承关键技术与应用

研究意义： 轴承作为机器人减速器核心零部件,对减速器的承载能力、回转精度、运转平稳性、重复定位精度等性能起到了决定性的作用。我国机器人减速器轴承与处于行业垄断地位的纳博特斯克（Nabtesco）和哈默纳科（Harmonic drive）等品牌的主要区别表现在轴承的使用寿命短、精度等级低。因此,本项目针对机器人减速器薄壁轴承负游隙控制、防变形测量、装配高控制等方面对高精度、长寿命减速器轴承关键技术进行了深入系统的研究,实现了P4 级高刚度低扭矩谐波减速器轴承的批量稳定生产,带动了相关配套产业的发展。 技术创新： （一）精密减速器薄壁轴承负游隙的精准控制技术。提出了采用特殊的加工装配方法和工艺,研制了相应的装配工具,解决了精密减速器薄壁轴承运转平稳性问题,攻克了轴承的负游隙过大或过小对轴承噪声、振动与寿命的影响。 （二）精密减速器薄壁轴承超薄套圈精密磨削防变形测量技术。提出了尺寸多点方法,开发了尺寸多点测量仪,攻克了高刚度、轻质薄壁轴承套圈精密磨削后测量稳定性较差的难题,保证了精密加工过程中关键零部件的P4级精度。 （三）精密减速器薄壁角接触球轴承的装配高精确控制技术。提出了薄壁角接触球轴承凸出量的修磨工艺方法,创建了轴承沟位置特殊设计方案等,攻克了薄壁角接触球轴承尺寸精度难以精确控制,装配高偏差过大的问题,保证了精密减速器薄壁角接触球轴承的高精度装配。 （四）精密减速器薄壁角接触球轴承的建模分析技术。创建了薄壁角接触球轴承动态分析预测模型,分析了径向游隙和轴承刚度的关系,得到了最佳负游隙值,保证了产品的高刚度低扭矩设计,实现了P4 级高刚度低扭矩谐波减速器轴承的批量稳定生产。 （五）浮动式的压膜淬火热处理技术。通过建模分析技术,采用自主开发的“浮动式的压膜淬火工艺”及专用的压膜淬火工装,解决了薄壁轴承套圈在压膜淬火冷却时的内缩压力不足的问题,实现了对薄壁轴承套圈精度的控制。 （六）减速器薄壁轴承综合性能测试平台。研制了摩擦力矩试验机及专用的轴承试验装置,通过特殊工装的设计与制造确保了薄壁轴承摩擦力矩检测的准确性,通过模拟工况试验,评估预测了轴承的使用性能、寿命及可靠性,指导了产品设计和工艺优化。 经济社会效益 项目通过研发、创新设计,取得重大技术突破,研究成果获得知识产权37件,其中授权发明专利19件,发表论文11篇,其中SCI收录论文4篇,EI收录论文7篇;主要参与制订国家标准2项,企业标准2项。项目成果在常熟长城轴承有限公司成功转化应用。近2年,累计销售收入34611.86万元,累计利润2870.28万元,新增就业人员40人。项目相关技术主要应用于国产机器人减速器上,提升了国产机器人减速器的整体精度和寿命,为国内机器人减速器行业在世界舞台上的竞争提供保障。