“如果没有润滑油,这个将无法运转。”
被忽视的润滑油脂
减速器漏油原因和解决办法
“油脂其实不会损害机器人,因为它柔软,除非是使用错了型号,不是专用型号的油脂,才会出现减速器或者机器人漏油的情况。”业内人士指出。
从选择合适的润滑油脂来看,减速机润滑技术分为润滑油和润滑脂,润滑油在油脂分化时*彻底,但是有一个缺点,对于密封性的要求*高,在亚洲尤其日本、中国,大部分采用的是润滑脂。
克鲁勃润滑剂(上海)有限公司技术工程师田大鹏此前表示,目前大部分的减速机都是用油脂润滑,它的结构分为油和增稠剂,油是90%以上的基础油加添加剂,根据不同的工况,添加剂的比例在5%—10%之间,增稠剂的含量大概是在40%——60%左右,润滑脂分为000#、00#、0#、1#、2#、3#、4#、5#、6#,从0#到6#,增稠剂含量越高,越来越硬,越硬在减速器里运行起来的分油率和润滑性能就越差。
“如果国内减速机厂商能够做到100%密封,我们还是建议使用油润滑,但是除了ABB之外,其它的企业好像都还没能解决密封的问题,所以一般情况下,RV减速器我们0#和00#油脂,密封好一点00#,差一点的0#,如果是谐波减速器,我们1#或者2#。”田大鹏指出。
有业内知情人士表示,国产机器人只能用润滑脂,但是KUKA的机器人不管从大到小的机器人型号都可以用液体润滑油,而不用固体油脂,是因为KUKA机器人密封效果比较好。“ABB也是用液体润滑油,但是它比较复杂一点,KUKA是用一款油就可以,但是ABB根据不同的轴用的油会有一些不一样,比如1/2/3轴用150的油,4/5/6有可能就是用320的油。”
不同的行业,对于减速器润滑油脂的要求也有所不同。以汽车行业为例,由于汽车工业遍布大江南北,对油脂的高低温性能提出了更高的要求。同时,汽车行业润滑油还需要具备良好的与密封件兼容的性能,以保证长期使用不发生泄漏;而食品生产设备采用食品级润滑产品的要求越发严格,对于加工和分拣机器人等有机会接触食品的设备,所使用的润滑剂必须符合食品标准。
除了润滑脂选择不合理之外,造成减速器漏油主要还有以下几方面的原因:
1、减速器内外压力差:减速器工作过程中,内部的各种摩擦副产生大量热量,导致内部温度升高、压力增大,润滑脂在压差的作用下,导致润滑脂从缝隙中渗漏。减速器内部温升越高,渗漏的风险越大。
2、油封结构设计不合理:例如,油封产生泵吸效应的前提是接触压力峰值要靠近油侧,当压力峰值靠近空气侧时,油侧压力梯度小于空气侧压力梯度,油封一定发生泄漏。
3、制造、装配过程管控不严格,如注油量、密封轴的光洁度倾斜、油封装配不正确等现象均可造成减速器渗漏。
在昊志机电看来,目前,很多机器人本体厂商解决润滑脂渗漏问题的办法就是抹布擦除,治标不治本,还增加作业人员维护的工作量,而昊志主要从减速器的温升、齿面的润滑能力摩擦发热、密封设计三个方面从根本上提出了解决这一问题的办法。
据悉,温度变化会导致润滑脂粘度的变化,进而会导致分子摩擦。例如,高温可能会将油分子剪切/裂解成较小的分子,从而导致粘度。根据业内人士的经验,温度每升高10ºC,化学反应速率(包括氧化和热降解)将会变化2倍,例如,温度升高10ºC会使反应速率加倍,从而使预期寿减半。随着温度的升高,润滑脂将很快失效。
昊志机电在润滑脂添加剂中加入了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;此外,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,从而限度的阻力抑制温升,防止基础油劣化。
对于一些自动化的客户,Melior Motion也提供加好润滑油脂的封闭式减速机产品,加完一次油之后,可以实现免维护。张猛说:“因为我们的效率比较高,发热量比较低,所以油封使用寿很长,我们标的使用寿在满载的情况下是20000小时,在这20000小时内是不用换油的,这大大了客户的使用成本。”值得一提的是,作为新型减速器品牌,Melior Motion的减速器可以替代RV减速器应用在一些高精密的场合。
润滑油脂的国产化
目前大部分机器人使用的油脂品牌有:缔奈Drislide、嘉实多Castrol、协同油脂KyodoYushi、哈默纳科Harmonic等。
“在与我们合作的客户中,基本上都是使用进口的润滑油/脂,国内的油/脂还不太成熟,会出现一些问题。”业内人士表示,润滑油脂的国产化目前并不容乐观。
当然从机器人的国产化来看,除了减速机、控制器、伺服电机等核心部件的核心技术需要实现国产化突围外,关键材料和润滑油等配套产品的国产化也不容忽视。
值得一提的是,尽管目前减速器油脂国产化面临重重压力,但是国内也有一些企业取得了突破性进展,比如中国石油润滑油公司——昆仑润滑,从2014年就开始研究摆线针轮机器人专用油、脂产品,成功研发了昆仑DG-2谐波减速器润滑脂、昆仑机器人摆线针轮(RV)RV00减速器润滑脂。
其中,昆仑DG-2谐波减速器润滑脂产品研制中采用降噪,能有效减速器柔轮和钢轮啮合过程中的噪音和振动;具有极低的摩擦系数,有效齿轮传动效率,减速器的工作温度;具有优良的抗磨性能和机械安定性能,达到减速器的终身免维护润滑,保证在减速器急加速测试和运转过程中,使用该产品润滑的减速器齿轮温度没有异常变化。
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