重力自降型多级薄壁伸缩臂机构设计及寿命评估

来源：机床与液压杂志2024年第22期北京时间：

作者：李硕，曹彦生，张韬懿

单位：北京轩宇智能科技有限公司；北京新风航天装备有限公司；北京轩宇智能科技有限公司

摘要：核工业热室内需配备能沿 z 轴大行程升降的重载机械手，为此设计了专用的伸缩臂。伸缩臂采用多级薄壁圆筒嵌套结构。各级筒体间，研制了新型可调节滚动直线轴承作为支承导向结构，从而使其在大弯矩载荷下的伸缩阻力骤减，并能通过调节消除支承间隙、提高支承刚度。伸缩臂在顶部柔性传动机构的提升力和重力作用下，逐级有序伸缩，以较小的外径尺寸，实现了大行程、大负载，伸缩长度比达5∶1。最后建立了力学模型，利用Hertz弹性接触理论及有限元仿真研究了滚轮载荷分布特性，对伸缩臂的使用寿命进行了评估及试验验证。结果表明:该伸缩臂的寿命满足需求，已在实际工程中批量应用。

关键词：热室机械手伸缩臂;可调节滚动支承;载荷分布;重力自降