侯建錦

（北京汽車(chē)股份有限公司株洲分公司，湖南株洲 412000）

0 引言

伺服電機(jī)是機(jī)器的關(guān)鍵部位之一，是機(jī)器人的動(dòng)力來(lái)源，也是機(jī)器人動(dòng)作精準(zhǔn)的保障。ABB 機(jī)器人的伺服電機(jī)與減速箱直接相連，對(duì)電機(jī)輸出端采用軸封的形式，對(duì)骨架油封要求較高，在電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)的狀況下，要保持良好密封條件。骨架油封屬于易損件，一旦密封效果下降，會(huì)對(duì)電機(jī)造成較大的故障，在設(shè)備維護(hù)過(guò)程中，防止電機(jī)進(jìn)油與電機(jī)進(jìn)油后的有效處置尤為重要。

1 伺服電機(jī)進(jìn)油的危害

ABB 機(jī)器人伺服電機(jī)輸出軸與減速箱中間無(wú)聯(lián)軸器，骨架油封一旦失效，減速箱內(nèi)的潤(rùn)滑油將直接滲透到伺服電機(jī)內(nèi)，電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)使得潤(rùn)滑油在電機(jī)內(nèi)不斷飛濺，最后伺服電機(jī)剎車(chē)片沾油大大降低摩擦系數(shù)，造成抱閘失效，從而引起機(jī)器人停止位置不受控制。由于機(jī)器人伺服電機(jī)拆卸麻煩，電機(jī)進(jìn)油后不易提前發(fā)現(xiàn)，等油滲透到電機(jī)后端蓋才能發(fā)現(xiàn)，而此時(shí)剎車(chē)盤(pán)已經(jīng)沾滿(mǎn)油污，抱閘效果大大降低。而骨架油封屬于易損件，骨架油封一般由橡膠體、骨架和自緊彈簧組成，密封時(shí)，骨架油封以其唇部極窄的密封接觸面（＜0.5 mm）與旋轉(zhuǎn)軸以一定的壓力接觸，在軸上形成一個(gè)接觸環(huán)帶，并且形成一層極薄的油膜，這層油膜是骨架油封密封效果和使用壽命的關(guān)鍵。而這層油膜與骨架油封的唇口材料、唇口與軸的配合以及唇口與軸配合處的潤(rùn)滑有關(guān)，任何一個(gè)因素的影響都會(huì)導(dǎo)致骨架油封的早期失效。

2 伺服電機(jī)進(jìn)油解決措施

伺服電機(jī)主要是由轉(zhuǎn)子、定子、編碼器、制動(dòng)器、軸承組成。除了比普通電機(jī)多了編碼器，另外還有一個(gè)重要的不同是，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子采用永磁體。伺服電機(jī)剎車(chē)盤(pán)進(jìn)油處置方式不能像普通電機(jī)一樣，將轉(zhuǎn)子拆下，卸下剎車(chē)盤(pán)，對(duì)其進(jìn)行清洗，再安裝。這樣安裝過(guò)程中需要拆下編碼器，同時(shí)永磁轉(zhuǎn)子磁性很強(qiáng)，很難準(zhǔn)確安裝轉(zhuǎn)子，這種處置方式最后極易使伺服電機(jī)使用過(guò)程中頻繁報(bào)過(guò)載故障。

為避免這種情況，對(duì)伺服電機(jī)剎車(chē)盤(pán)的清潔采用不完全卸下轉(zhuǎn)子，不拆卸編碼器的方式。利用4 根加長(zhǎng)桿螺栓支撐后端蓋，通過(guò)電機(jī)輸出軸將轉(zhuǎn)子連同剎車(chē)盤(pán)、后端蓋、編碼器一同往后移出一段距離，直至露出剎車(chē)盤(pán)。用內(nèi)六角拆掉剎車(chē)盤(pán)的固定螺栓，拆卸前需要測(cè)量剎車(chē)盤(pán)間隙。用化油器對(duì)剎車(chē)盤(pán)內(nèi)部的油污進(jìn)行清潔、擦拭干凈，同時(shí)清潔伺服電機(jī)內(nèi)腔。拆掉失效骨架油封，將轉(zhuǎn)子部分及其他部分退回定子內(nèi)，安裝全新油封，最后上機(jī)檢查，檢查機(jī)器人負(fù)載能力以及抱閘效果。此種方式拆卸簡(jiǎn)單，拆卸安裝要求低，對(duì)伺服電機(jī)內(nèi)部做出部分原本位置影響很小。

3 機(jī)器人伺服電機(jī)進(jìn)油預(yù)防措施

3.1 提高骨架油封的使用壽命

機(jī)器人減速箱內(nèi)嵌空間小，齒輪復(fù)雜，快速運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中容易在腔體內(nèi)形成高壓，尤其是在更換完減速箱潤(rùn)滑油后。這種高壓環(huán)境會(huì)大大降低油封的使用壽命。為避免減速箱內(nèi)形成高壓環(huán)境，首先更換潤(rùn)滑油的過(guò)程中，加入準(zhǔn)確油量是至關(guān)重要的，一般要求指定姿態(tài)下，加油口距離最高油面5 cm 左右。另外加油完畢，運(yùn)行8 h 左右，打開(kāi)變速箱加油口進(jìn)行排氣泄壓，一定程度上也可以防止變速箱內(nèi)壓力過(guò)高。

更換伺服電機(jī)油封時(shí)，油封的安裝規(guī)范是影響油封壽命的重要因素，也是容易被忽略的因素。首先在安裝骨架油封前，應(yīng)該檢查電機(jī)輸出軸的清潔磨損程度，做好骨架油封骨架、唇口、自緊彈簧等可能發(fā)生損傷部分的檢查。裝配用工裝的質(zhì)量也是影響骨架油封裝配質(zhì)量的重要因素，使用可靠的專(zhuān)用工裝安裝油封，沿圓周方向力要均勻，防止工裝損傷密封唇口。另外唇口部位涂敷適量潤(rùn)滑脂，防止瞬間啟動(dòng)時(shí)唇口發(fā)生干磨損。

3.2 伺服電機(jī)前端增設(shè)進(jìn)油觀察孔

在出現(xiàn)油封失效的現(xiàn)象后，為可以在伺服電機(jī)內(nèi)部進(jìn)油前提前發(fā)現(xiàn)，降低機(jī)器人的故障時(shí)間，同時(shí)降低伺服電機(jī)的維修難度，可以直接更換骨架油封，無(wú)需對(duì)電機(jī)進(jìn)行清潔工作。

油封失效后，變速箱內(nèi)的油首先進(jìn)入的是電機(jī)的前端蓋內(nèi)，電機(jī)不斷高速運(yùn)行一段時(shí)間才會(huì)將油飛濺電機(jī)定子轉(zhuǎn)子上，最后飛濺至電機(jī)尾部，造成剎車(chē)盤(pán)沾油。在伺服電機(jī)內(nèi)部，定子轉(zhuǎn)子部分與電機(jī)軸承有一段空腔，油封失效后變速箱的潤(rùn)滑油首先會(huì)落到此空腔內(nèi)。在機(jī)器人靜止時(shí)姿態(tài)下，在電機(jī)此空腔位置底部加工一個(gè)3 mm 的孔作為觀察孔，然后用橡膠塞住。通過(guò)定期打開(kāi)橡膠塞觀察是否沾油，可以提前判斷油封是否失效，避免電機(jī)內(nèi)部關(guān)鍵部位沾油，大大降低電機(jī)的維修難度。

4 結(jié)束語(yǔ)

ABB 機(jī)器人伺服電機(jī)進(jìn)油的直接原因是由于骨架油封失效造成，應(yīng)首先提高骨架油封的壽命，降低機(jī)器人的故障頻率，然后通過(guò)伺服電機(jī)增設(shè)電機(jī)進(jìn)油觀察孔的方法，提前發(fā)現(xiàn)機(jī)器人電機(jī)進(jìn)油，降低伺服電機(jī)的維修難度。最后如果伺服電機(jī)出現(xiàn)進(jìn)油故障后，通過(guò)不完全拆解電機(jī)對(duì)電機(jī)進(jìn)行內(nèi)部清潔，可以很好的恢復(fù)電機(jī)的原有性能。