YRT Kombinierte Präzisionslager

Das YRT kombinierte Präzisionslager kombiniert die Strukturen der Axial- und Radiallager, wird speziell für hochpräzise Drehbewegungen entwickelt und häufig in den zentralen Drehkomponenten von High-End-Geräten eingesetzt. Die folgende Analyse konzentriert sich auf die Struktur, die Tragfähigkeit, die Präzision und die Anwendungsszenarien des Drehtischlagers unter Berücksichtigung der Eigenschaften „hohe Präzision, hohe Steifigkeit und Verbundtragfähigkeit“.

I. Konstruktionsmerkmale: Integrierte Verbundkonstruktion für multidirektionale Abstützung

Das YRT kombinierte Präzisionslager realisiert durch die Integration mehrerer Komponenten die integrierte Abstützung von „Radial- + Axial- + Kippmoment“. Die spezifischen Merkmale sind wie folgt:

Kernstruktur

Ein typisches YRT kombiniertes Präzisionslager besteht aus den folgenden Hauptkomponenten:

• Axiallager-/Radialsitzring (Außenring): Er ist als statischer Stützteil des Lagers an der Gerätebasis befestigt. Die Innenringlaufbahn berührt gleichzeitig sowohl radiale als auch axiale Wälzkörper.

• Axial-/Radialwellenring (Innenring): Er ist mit dem Drehtisch oder den rotierenden Teilen verbunden, dreht sich mit den beweglichen Teilen und die Außenringlaufbahn berührt entsprechend die Wälzkörper.

• Radiale Zylinderrollenkranz: Sie ist auf der Innenseite des Lagers verteilt, berührt die Radiallaufbahnen des Innen- und Außenrings, nimmt speziell Radialkräfte auf und gewährleistet die radiale Positioniergenauigkeit während der Drehung.

• Bidirektionale axiale Nadelkranz: Die Nadellager sind symmetrisch auf beiden Seiten des Wellenrings (oben und unten oder links und rechts) verteilt, stehen in Kontakt mit den stirnseitigen Axiallaufbahnen des Wellenrings und des Sitzrings, tragen bidirektionale Axialkräfte und widerstehen axialen Unwuchten.

• Isolationsblock und Vorspannungsstruktur: Einige Modelle eliminieren das Spiel und verbessern die Steifigkeit durch eingebaute Isolationsblöcke oder eine Bolzenvorspannungskonstruktion.

• Optionale integrierte Komponenten: Einige High-End-Modelle (wie die YRTM-Serie) integrieren Winkelmesssysteme wie Stahlgitterlineale oder Encoder, um eine direkte Rückmeldung der Drehwinkel in Echtzeit zu realisieren.

Strukturelle Vorteile

• Spaltfreies Design: Durch präzise Bearbeitung und Vorspannungskontrolle stehen die Wälzkörper in engem Kontakt mit der Laufbahn, wobei fast kein Spiel vorhanden ist, was die Bewegungsstabilität gewährleistet.

• Kompakte Integration: Die radiale und axiale Tragfähigkeit sind in einem einzigen Lager integriert, was die Gerätekonstruktion vereinfacht und Installationsfehler reduziert.

• Symmetrische Anordnung: Die axiale Nadelkranz ist symmetrisch verteilt und übt eine gleichmäßige Kraft aus, wodurch sie Kippmoment wirksam widerstehen kann.

II. Tragfähigkeit: Multidirektionale Verbundbelastung mit hoher Steifigkeit und Verformungsbeständigkeit

Die Tragfähigkeit des YRT kombinierten Präzisionslagers ist seine Kernleistung, die gleichzeitig komplexe Belastungen bewältigen kann. Die spezifischen Merkmale sind wie folgt:

Belastungsarten

• Radiale Tragfähigkeit: Die Radialkraft wird über radiale Zylinderrollen übertragen. Die Rollen stehen in Linienkontakt mit der Laufbahn, haben große Kontaktfläche, hohe Radialsteifigkeit und können große Radialkräfte aufnehmen (in der Regel bis zu mehreren tausend Newton bis zu mehreren zehntausend Newton, je nach Lagergröße).

• Bidirektionale axiale Tragfähigkeit: Die beidseitigen axialen Nadelkränze nehmen symmetrisch bidirektionale Axialkräfte auf. Die Nadelrollen sind schlank gebaut und verfügen aufgrund der Linienkontakteigenschaften über hohe Axialbelastbarkeit und bessere Stoßfestigkeit als Kugeln.

• Kippmomententragfähigkeit: Aufgrund der symmetrischen Struktur und der hohen Steifigkeit der Laufbahn kann das Lager ein großes Kippmoment (das durch die Exzentrizität der Radialkraft oder Axialkraft erzeugt wird) aufnehmen, wodurch die Neigung oder Verformung der rotierenden Teile wirksam verhindert und die Rotationsstabilität gewährleistet wird (die Kippmomententragfähigkeit ist in der Regel proportional zur dritten Potenz des Lagerdurchmessers).

Vorteile bei der Belastbarkeit

• Kompatibilität mit zusammengesetzten Belastungen: Es kann die zusammengesetzte Belastung aus „Radialkraft + bidirektionaler Axialkraft + Kippmoment“ ohne die Unterstützung zusätzlicher Lager unabhängig tragen und löst damit die Einschränkung, dass gewöhnliche Lager in Kombination verwendet werden müssen.

• Hohe Steifigkeit: Die Presspassung zwischen den Wälzkörpern und der Laufbahn (im vorgespannten Zustand) sorgt für eine extrem hohe Gesamtsteifigkeit des Lagers. Die Verformung unter hoher Belastung ist minimal (im Mikrometerbereich), wodurch sichergestellt wird, dass die Anlage auch unter hoher Belastung ihre Präzision beibehält.

III. Präzision: Kontrolle im Mikrometerbereich

Die Präzision des YRT kombinierten Präzisionslagers ist seine zentrale Wettbewerbsfähigkeit, die durch strenge Verarbeitung und Montage eine ultrapräzise Bewegungssteuerung ermöglicht. Die spezifischen Indikatoren sind wie folgt:

Präzisionsklasse

Die herkömmliche Präzisionsklasse ist P4, und High-End-Modelle können die P2-Klasse erreichen (gemäß ISO 1132-1-Norm), die viel höher ist als die von gewöhnlichen Lagern (gewöhnliche Lager sind meist P0-P6).

Wichtige Präzisionsindikatoren

• Radialschlag: Der radiale Versatz des Innenrings relativ zum Außenring. Bei Lagern der Präzisionsklasse P4 beträgt der Radialschlag ≤ 5 μm, bei der Präzisionsklasse P2 kann er innerhalb von 2 μm kontrolliert werden.

• Axialschlag: Der axiale Versatz der Stirnfläche des Wellenrings relativ zum Sitzring. Bei der Präzisionsklasse P4 beträgt er ≤ 5 μm, bei der Präzisionsklasse P2 ≤ 3 μm.

• Wiederholgenauigkeit der Positionierung: Der Fehler des rotierenden Teils beim wiederholten Drehen um denselben Winkel beträgt in der Regel ≤ 3 Bogensekunden (0,0008°), bei High-End-Modellen kann er innerhalb von 1 Bogensekunde liegen.

• Rotationsgenauigkeit: Die Winkelgeschwindigkeitsschwankungen während der Rotation sind gering und die Vibrationen und Geräusche sind extrem niedrig (das Betriebsgeräusch liegt in der Regel unter 60 dB).

Präzisionssicherungsprozesse

• Die Laufbahnfläche wird durch ultrapräzises Schleifen mit Rauheit von ≤ Ra0,1 μm bearbeitet, wodurch Kontakt der Wälzkörper gleichmäßig bleibt.

• Die Wälzkörper (Zylinderrollen, Nadeln) weisen hohe Maßhaltigkeit (Toleranz ≤ 1 μm) ohne ungleichmäßige Lastverteilung aufgrund von Maßunterschieden auf.

• Während der Montage werden Präzisionsgeräte wie Laserinterferometer eingesetzt, um die Unwucht in Echtzeit zu messen und sicherzustellen, dass die Präzision den Standards entspricht.

IV. Anwendungsszenarien: Fokus auf zentrale Drehkomponenten von High-End-Geräten

Die Anwendungsszenarien der kombinierten Präzisionslager von YRT müssen alle die Anforderungen „hohe Präzision, hohe Belastung und hohe Stabilität“ erfüllen und konzentrieren sich hauptsächlich auf die folgenden Bereiche:

CNC-Werkzeugmaschinen und Bearbeitungszentren

• Als Drehtischlager von vertikalen/horizontalen Bearbeitungszentren unterstützt es den Drehtisch, um eine präzise Indexierung zu erreichen (z. B. C-Achsen-Drehung bei der Fünf-Achsen-Verbundbearbeitung) und gewährleistet die Positionsgenauigkeit bei der Mehrflächenbearbeitung von Teilen (z. B. komplexe Kurvenflächenbearbeitung von Luft- und Raumfahrtteilen).

• In CNC-Indexierköpfen und CNC-Drehtischen realisiert es hochpräzise Drehpositionierung von Werkstücken, wobei der Wiederholungspositionierfehler innerhalb von 5 μm gehalten werden muss.

Präzisionsmess- und Prüfgeräte

• In der Drehwelle von Koordinatenmessgeräten, Rundheitsmessgeräten und Zahnradmessgeräten dient es als zentrale Drehhalterung und gewährleistet die Winkelpositioniergenauigkeit und die radiale/axiale Stabilität während der Messung, was sich direkt auf die Genauigkeit der Messdaten auswirkt.

• Die Drehkomponenten von Lasertrackern und Laserinterferometern erfordern spielfreie und vibrationsarme Lager, um Laserstrahlen zu stabilisieren.

Luft- und Raumfahrt sowie militärische Ausrüstung

• Die Drehhalterung von Radarantennenständern muss Radialkräfte, Axialkräfte und Kippmomente aufnehmen, die durch das Eigengewicht der Antenne und die Windkraft entstehen, und gleichzeitig die Ausrichtungsgenauigkeit der Antenne (auf Bogensekundenebene) gewährleisten.

• Die Drehmechanismen von Raketenwerfern, Schiffsradaren und Panzertürmen müssen unter rauen Umgebungsbedingungen (Vibrationen, Stöße, hohe und niedrige Temperaturen) hochpräzise Drehung aufrechterhalten und erfüllen extrem hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit.

Hochwertige Automatisierungsausrüstung

• Die Drehtischwelle von Lithografiemaschinen für Halbleiterwafer erfordert eine Positioniergenauigkeit im Nanometerbereich, wobei die hohe Steifigkeit und geringe Unwucht der YRT-Lager die zentrale Garantie dafür sind.

• Die Drehgelenke und Präzisionsdrehplattformen von Industrierobotern müssen gleichzeitig die Gesamtlast aus dem Eigengewicht des Roboters und der Last tragen, um eine reibungslose Bewegung zu gewährleisten.