重力自降型多级薄壁伸缩臂机构设计及寿命评估

简介

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。