其在工业自动化、航空航天、精密仪器等高精度的机械领域中所起的作用可谓举足轻重,其性能的高低直接关系到设备的运行的稳定性与其所能的寿命。C-Flex公司的JD-30枢轴双端轴承的问世之际,它的特有的结构设计、合理的材料的选择及强大的性能等优点,不仅在机械、仪器、机电一体化等多个行业中广泛地推广了精密的运动控制的应用,而且也使其成为了多个行业的关键的组成部分.。通过对其的技术原理的深入挖掘、针对其广泛的应用场景的深入的剖析以及对其选型的几点要点的把握等方面对这款轴承的核心的价值所做的细致的解析。
一、技术原理:无摩擦设计的创新突破
凭借对JD-30的枢轴C-FLEX双端轴承的特有的双端枢轴的结构的巧妙的将两个独立的不锈钢的套筒与中间的弹性元件的合理的的组合,实现了无接触、无摩擦的高精度的旋转运动。其核心创新点在于:
依托于对高强度的AISI420不锈钢的精密的热处理使其具备了高的弹性模量与优良的抗疲劳性,将其分别作为三组的扁平交叉的弹簧组成的弹性元件,具有了较好的弹性复原性、抗疲劳性、抗冲击性等优良的机械性能。其通过对轴向、径向及角向的载荷的协同变形,分散了弹簧的应力,对其的磨损都起到了较好的减少作用。
借助其自带的自定心机制,即当轴承受到外力的偏移时,弹性元件的回复力可自动将内、外环的位置予以修正,从而确保了轴承的旋转同心度。通过对航空航天的姿态调整机构的这一特性对飞行过程中的振动的有效的补偿使得该设备的工作稳定性大大提高了。
而通过将轴承的两端都接入机床的两根支撑上,使其通过中央的套筒两端各接一根的枢轴臂相对而支撑,能更好的适应各种复杂的运动轨迹.。借助POMINI的磨床测量臂就可将双端的轴承同时驱动两个的旋转的轴,从而实现了多维的测量数据的同步的采集.。
二、材料选择:适应极端工况的定制化方案
通过对JD-30轴承的材料的精心配置不仅能满足其一般的工作要求还能在某些极端的环境下都能正常地工作
通过对常规的工业场景的严密的选择,主体我们就采用了AISI410/420的优质不锈钢材质。但作为一種较高的耐腐蚀性钢种,其短期内仍可对潮湿的环境产生一定的抵抗力,但仍需配合防锈的存储。
针对如航空航天、极高的高真空等极为苛刻的工作环境的应用,我们还可根据客户的特殊需求提供Inconel 718铬镍铁合金或钛合金等高端的定制的材质选项。其它如NASA的WISE望远镜的扫描镜的轴承都以Inconel 718的材质就可承受-196℃至538℃的极端的温度的波动,而且对辐射的抗辐射性能也都优异。
凭借对弹性元件的优化,如将部分的金属弹簧都以更轻的玻璃纤维浸渍的聚酰胺的材料所代替,既能保持其刚性又能大大地降低其自身的重量,从而对对振动极为敏感的光学设备都产生了较好的隔振成效。

三、应用场景:多行业精密控制的优选方案
其JD-30系列的C-FLEX双端轴承就广泛的覆盖了高精度、高负载及免维护的各个领域的用途
以F-35的电光分布式的光圈系统为代表的新一代的红外探测系统,其铝制的气体传输线就搭载了JD-30的轴承使其实现了360°的无级的旋转从而更好的支撑了红外的传感器的稳准的定位。
通过将该轴承的无摩擦的特性充分的发挥出其更大的优点,有效的降低了医用机器人的各个关节的运动的误差。其如达芬奇手术机器人的机械臂末端都可同时对切割与缝合的工具的旋转角度都能确切的控制在0.01°以内。
采用对振动的料斗的驱动轴的优化的设计将其装配上JD-30型的轴承手段,并通过适当的弹性元件对其的冲击力进行了吸收,从而大大延长了设备的寿命。凭借对该轴承的连续的振动工况的5年的长期的试验,该汽车零部件厂商的测试数据表明,该轴承的磨损量均不足0.02mm.。
依托于对质谱仪的扫描镜组件的精心的双端轴承的支撑使得两根镜的同步的旋转达到了极高的精度,甚至可以将激光的扫描的精度都达到微米的级别。它的无润滑结构能有效防止润滑剂挥发时对光学元件造成的污染,从而确保了分析数据的稳准度。
四、选型要点:匹配工况的参数配置
而对JD-30型号的轴承的选用就不能仅仅停留在表面上一一对其的参数的对比上,还要对其工作的前提、工作的条件、工作的要求等都要充分的考虑才能真正的得出一个合适的轴承的选型方案。同时在挑选JD-30型号的轴承的过程中,还要对其所对应的技术参数的相关性、可靠性等都要做出比较详细的分析才能得出一个更合适的轴承的选型方案
通过对标准的改进,我们不仅能实现±30°的优异的偏转成效,而且还能更好的适应各种复杂的工作条件。根据其较大的偏转角度,如±45°等特殊的应用场合,也可根据需要对其进行定制的配置。
其刚度的可调性也得到了充分的体现,既可模拟低刚的振荡单元的动力学特性(其刚度可调至0.0003Lb-In/度),又可模拟高刚的重载场景(其刚度可调至7.8023Lb-In/度)。以高刚度的海底油气开采设备才能够有效地抵消海水的巨大压力从而避免了因海水的压力导致的变形对设备的破坏.。
但值得注意的是JD-30等双端轴承的径向负载能力均可高出同等的单端型号约30%,但具体的数据也应根据其对应的尺寸(如ID-30、JD-30)所对应的数据手册来核对。
但考虑到工作的特殊的环境如存在腐蚀的介质或者处于极端的高温低温的环境等就不得不优先考虑将Inconel 718的材料或者钛合金的材料作为弹性元件的优先选择材料,并对其弹性元件的能承受的温度的范围也都要做出相应的确认才行。
精密机械的隐形支柱
通过对材料的不断的创新和对结构的不断的优化,美国的JD-30枢轴的C-FLEX双端轴承就把精密的传动部件的性能的边界又一次地重新定义了.。其独具的无摩擦、自定心及双端的支撑特性,不仅能更好的有效的解决了传统的轴承在高速、重载及复杂的运动场景下的重的磨损问题,而且还能通过对产品的定制化的方案,满足了航空航天、医疗、工业等领域的差异化的需求。随着智能制造对设备的精度要求的逐步的提升,高性能的轴承也将成为推动我国的产业升级的关键技术之一。