其在工业自动化、航空航天、医疗设备等高精度的领域中,机械部件的旋转的精度与运动的稳定性都直接决定了设备的性能。其特有的柔性结构使其成为解决了长期困扰我们的大大小小的有限角度的旋转、高精度的定位及低的摩擦的运动控制等难题的关键的组成部分。基于对其从技术的 原理、特有的核心优势、广泛的应用场景以及对用户的选型要点等四个方面的深入浅出的解析,才能真正地将其作为精密的机械元件的真正的技术价值充分地体现出来。
一、技术原理:柔性弹簧的力学智慧
其核心的设计就体现在了其内部交叉的扁平的弹簧结构中,通过巧妙的将多根的弹簧的相互的错开的排列,使得其具有了很不错的承载能力和承受外力的能力。借助将由高耐腐蚀的AISI420钢制成的弹簧片通过精密的钎焊工艺的固定于两个金属的套筒之间,从而形成了无接触的旋转支撑.。凭借外力的驱动将轴承的内圈或外圈的相对的两端分别旋转,弹簧片通过其自身的弹性变形产生的复原的力矩,实现了轴承的±3.75°至±15°范围内的有限的角度的旋转.。
凭借将传统的滚动轴承的“摩摩擦”模式一经突破,直接将滚珠与滚道的相互的滚动转化为由弹簧片的弯曲的应力所实现的无摩擦的运动,实现了轴承的“无摩”这一更理想的工作状态。依托于对其的300万次的循环寿命的长期的稳定性测试的结果表明,其静态的摩擦系数均低于0.001,动态的滞后量均小于0.005°,其弹簧的刚度的变化率均控制在±10%以内等均可确保其长期的稳定运行。

二、核心优势:五大特性定义行业标杆
借助了其无需润滑的特有特性,使其不仅能在常规的工业中得到广泛的应用,也能更适应于真空的高端领域、食品的洁净加工等高洁净的场所的需求。采用将传统的润滑剂一改而为空气润滑的技术手段,有效地避免了对晶圆的表面所带来的不良的污染风险,对半导体的制造设备的使用具有巨大的优越性。
通过对30系列轴承的弹簧片的精心的几何参数的优化,使其能在±3.75°的旋转范围内可承受较大的径向载荷达1200N,轴向载荷800N,从而完全满足了工业机器人的各个关节的重载的需求.。
通过对其所受到的径向的偏移的交叉弹簧的复原力矩的作用,能使轴承的轴自行回归到其所应有的中心位置上.。依托于对精密的机床主轴的系统的精心调控,能将径向的游隙都控制在0.002mm以内,从而大大地提高了其对加工的精度。
其以采用高性环境的AISI 410/420不锈钢的材质,经了严格的盐雾测试的验证,可在-40℃至150℃的极端的温度范围内都能保持稳定的工作性能,尤其适用于海洋工程、野外作业等恶劣的环境中。
采用其模块化的设计手段,我们分别为用户提供了单端的AD-JD系列的支撑和双端的2AD-2JD系列的支撑,既方便了用户的选择,又为产品的进一步的发展提供了可靠的基础。借助将两根的枢轴臂的功能巧妙的统一到一根中央的套筒中就可实现了对两根的双向的角度的控制,使得卫星的太阳翼的展开机构的设计更加的简单、轻便、可靠。

三、应用场景:跨行业解决方案
通过与力矩传感器的良好融合,其10系列的轴承就能为协作机器人的柔性臂带来极为广的±15°的旋转范围,从而在人机的协作中实现了更为柔顺的控制,更加地提高了机器人的灵活性和可控性。基于对某汽车的焊装线的深入的研究就可得出该轴承的的应用的优越性,例如将该轴承引入该工艺后,直接对焊接的机器人的定位误差就从原先的±0.2mm降至±0.05mm.。
采用对20系列轴承的精密的±7.5°的旋转的配合同闭环的控制系统手段,使其能够对恒星的微小的角速度的变化都能正确的跟踪,望远镜的跟踪精度可达小于0.0001°/s。
凭借对CT扫描仪的精心设计,尤其是将30系列的轴承的高品质的技术应用于其旋转的架子上不仅能很不错的承受200kg的设备的重量同时也能实现±3.75°的微小的步进的旋转,从而将其所扫描的层厚的精度都达到0.5mm以上的高的要求。
基于对风力发电机的变桨系统的双端支撑的精心设计,相比之下其在20年的设计寿命内的轴承的刚度衰减率均低于5%,从而对降低了了其相应的运维成本等。

四、选型指南:四步确定更优方案
根据其所对应的运动范围的不同可分为大范围的10系列(可达±15°的扫描范围)或对精密的30系列(可达±3.75°的定位精度)等系列的选用。
根据其所承受的Lc(压缩的载荷)与Lt(拉伸的载荷)的参数表,结合了设备的自身重量与其所能承受的更大运动的加速度的确定等多种因素的综合考虑,可对其所能承受的更大载荷的大小及其所能的更大加速度的大小等进行综合的科学的评估.。比如对于500N的负载,且要求其能在±10°的任意旋转下正常工作的,应选用20系列中的CD-20型号的支座.。
根据其所对应的预期寿命曲线可初步将30系列轴承的理论寿命定为300rpm下大致10年左右,但由于实际的工况都不能完全符合预期的工况,所以都要乘以一定的安适系数才可作为设计的依据。
但需要注意的是,双端的轴承型号都需要在前后的两端都预留一个中央的套筒的安装空间才能正常的安装使用。由此也可体现了对该航空设备的深入的设计理念的不合理导致了整机的结构重新设计了25mm的深度。
柔性支撑的未来图景
随着工业4.0对设备的精度和可靠性的苛刻的要求不断的提升,C-FLEX的十字弹簧轴承也就越来越趋向于小型化、更高的集成度的发展趋势。其更新的微型系列(外径小于10mm)就已成功地应用于了内窥镜的手术机器人,甚至更耐辐射的型号也经历了NASA的严格的标准的测试,为深空的探测设备的运动都提供了可靠的支撑。借助将材料科学的 理念与精密的制造技术有机地融合而成的这一系列的产品,正不断地将机械传动领域的技术边界推得更高更远。