Buzdugan I.D., Mogan Gh.L. Proiectarea roboților ficși. Universitatea Transilvania din Braşov

Anexa.R.7.1 Aspecte generale despre rulmenții cuplelor de rotație

Optimizarea constructivă a structurilor mecanice se realizează şi prin utilizarea policuplelor de rotaţie care asigură legătura dintre cele două elemente cinematice prin intermediul unor corpuri de rostogolire.

Utilizarea rulmenţilor, în special, comparativ cu lagărele de alunecare, sau impus datorită următoarelor avantaje:

- asigură o centrare mai bună a pieselor care formează cupla;

- asigură coeficienţii de frecare mai mici şi, în general, independenţi de condiţiile de funcţionare;

- induc momente de frecare reduse şi condiţii de funcţionare superioare în perioadele de pornire-oprire;

- dimensiuni axiale reduse; - execuţia se realizează în întreprinderi specializate;

Aceste avantaje uneori pot fi diminuate datorită dezavantajelor legate de:

- gabaritul radial relativ mare;

- sensibilitatea mărită la funcţionarea în medii cu impurităţi;

- funcţionarea necorespunzătoare în cazul unor sarcini dinamice sau cu şoc;

Caracteristicile de performanţă de precizie şi de funcţionare la viteze mari ale sistemelor mecanice ale produselor mecatronice, în special ale roboţilor industriali, se impun şi asupra lagărelor de rotaţie.

Rulmenţii standard corespund din punct de vedere al cerinţelor de precizie şi de rigiditate ale cuplelor roboţilor industriali, însă folosirea acestora, chiar aparţinând seriilor uşoare, este diminuată din cauza dimensiunilor de gabarit şi maselor mărite, mai ales că multe cuple de roboţi industriali din considerente constructive necesită spaţii interioare mari. Pentru evitarea acestor dezavantaje s-au proiectat şi realizat rulmenţi speciali cu dimensiuni ale inelelor (grosimea şi lăţimea), mult micşorate. Semnificativi în această grupă sunt rulmenţii cu contacte în patru puncte (fig. 1,a) care au inele extrasubţiri (chiar şi în cazul dimensinilor radiale mari), căi de rulare cu profile cu portanţă mărită şi capacitate de a prelua forţe axiale în ambele sensuri. Astfel, dimensiunile secţiunii şi masele acestor rulmenţi sunt mult micşorate (fig. 1,b); de exemplu un rulment cu contacte în patru puncte cu diametrul interior de 75 mm este de aprox. 20 de ori mai uşor decât un rulment similar standard.

a b

Fig.1 Rulmenți cu contact în patru puncte: a – forma; b-dimensiuni şi mase

Pe de altă parte, realizarea de lăgăruiri cu rulmenţi standard presupune considerarea de sisteme de lagăre care presupun susţinerea elementelor în mişcare de rotaţie relativă, cu mai mulţi (cel pușin doi) rulmenţi dispuşi la distanţe relativ mari. Pentru cuplele roboţilor industriali, gabaritul axial mărit al sistemelor de lagăre cu rulmenţi standard, este un dezavantaj care limitează folosirea acestor rulmenţi. Pentru evitarea acestui dezavantaj se pot folosi lagăre, de obicei, cu un singur rulment radial-axial de mare portanţă, cu gabarite axiale mult micşorate. În Anexa.PR.2 se prezintă câteva variante constructive de rulmenţi din această grupă