【文/廖文清】“如果沒(méi)有潤(rùn)滑油，這個(gè)世界將無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)?！?/p>

工業(yè)機(jī)器人的各種故障分析越來(lái)越受重視，其中，漏油現(xiàn)象是較為常見(jiàn)的故障之一，嚴(yán)重影響了工業(yè)機(jī)器人的正常使用，漏油現(xiàn)象不僅浪費(fèi)大量的潤(rùn)滑油/脂，造成經(jīng)濟(jì)損失、污染環(huán)境、產(chǎn)品形象受損，而且還威脅設(shè)備的安全使用和生產(chǎn)的順利進(jìn)行，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)因機(jī)械結(jié)構(gòu)內(nèi)部的齒輪和軸承缺油脂而得不到充分的潤(rùn)滑，導(dǎo)致齒面磨損加劇以及軸承燒壞，從而引發(fā)設(shè)備事故。

而機(jī)器人漏油主要來(lái)自?xún)蓚€(gè)方面：電機(jī)漏油和減速機(jī)漏油。其中，減速機(jī)漏油現(xiàn)象更為多見(jiàn)，背后既有本體企業(yè)安裝不合理以及后期維護(hù)保養(yǎng)不到位等原因，也有減速機(jī)企業(yè)是否合理選擇潤(rùn)滑油脂等問(wèn)題，而往往這些細(xì)微的地方極易被忽略。

被忽視的潤(rùn)滑油脂

據(jù)悉，工業(yè)機(jī)器人大約有80%的零件損壞是由于摩擦、磨損引起，潤(rùn)滑油/脂作為減少摩擦、磨損的關(guān)鍵，其重要性不言而喻，然而因?yàn)闈?rùn)滑油/脂在整個(gè)機(jī)器人本體成本中所占的比例非常小，前期企業(yè)對(duì)其重視程度不夠，后期就大大加劇了機(jī)器人的維修成本。

締奈中國(guó)區(qū)總代理商廣東締睿斯奈相關(guān)負(fù)責(zé)人鐘劍俐對(duì)高工機(jī)器人表示，其實(shí)一臺(tái)諧波減速機(jī)里邊用的油脂非常少，可能就是幾克的量。“我們是按照公斤級(jí)來(lái)計(jì)算潤(rùn)滑油脂的使用量，比如3C行業(yè)，給蘋(píng)果外殼打磨的小型機(jī)器人，負(fù)載才幾kg，最小的負(fù)載才0.5kg，這樣的機(jī)器人一個(gè)軸需要的潤(rùn)滑脂僅2g-3g?！?/p>

但潤(rùn)滑油對(duì)減速器性能的影響卻是巨大的，特別是在使用環(huán)境比較惡劣，溫度比較高的場(chǎng)合，對(duì)潤(rùn)滑油脂的要求更為苛刻。

“普遍來(lái)說(shuō)，諧波減速器的廠家會(huì)自己購(gòu)買(mǎi)油脂，RV減速機(jī)企業(yè)一般不會(huì)自己買(mǎi)油，而是把減速機(jī)賣(mài)給客戶(hù)之后，由本體企業(yè)自行購(gòu)買(mǎi)。”鐘劍俐說(shuō)。

據(jù)悉，生產(chǎn)諧波減速器的廠家設(shè)備都比較精密，對(duì)油脂的耐磨度要求比較高，所以他們對(duì)于選擇哪個(gè)品牌的油脂，必須經(jīng)過(guò)自身千錘百煉的測(cè)試之后，才會(huì)做出選擇。

甚至有些諧波減速機(jī)企業(yè)在與潤(rùn)滑油脂企業(yè)的合作過(guò)程中，在原有的潤(rùn)滑油脂的基礎(chǔ)上，通過(guò)自身對(duì)添加劑配比的創(chuàng)新，研發(fā)出適用于其減速器產(chǎn)品的專(zhuān)用油脂，并重新命名，成為自創(chuàng)品牌。

但有人指出，目前還沒(méi)有不可替代的減速器油脂，事實(shí)上，考慮到成本的問(wèn)題，一般減速器和機(jī)器人本體企業(yè)會(huì)選擇可替代的潤(rùn)滑油脂品牌。

MeliorMotion GmbH中國(guó)區(qū)負(fù)責(zé)人張猛也指出，其實(shí)很多品牌自己不研發(fā)潤(rùn)滑油，都是直接購(gòu)買(mǎi)然后貼牌，用了他們的減速機(jī)就必須用他們的油，這樣成本會(huì)比較高，而Melior Motion GmbH的油比較簡(jiǎn)單，客戶(hù)可以直接在市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)?！拔覀冇眉螌?shí)多的EP320比較多，還有納博特斯克的SB150，都是經(jīng)過(guò)測(cè)試的，客戶(hù)可以自行選擇，從而降低成本?！?/p>

無(wú)論是出廠前就添加了潤(rùn)滑油脂，還是出廠后添加潤(rùn)滑油脂，減速機(jī)在使用了一段時(shí)間之后都需要對(duì)其潤(rùn)滑油進(jìn)行更換。如果長(zhǎng)期不更換潤(rùn)滑油而高速運(yùn)轉(zhuǎn)的話(huà)，減速機(jī)內(nèi)部的潤(rùn)滑油變得極其的濃稠，同時(shí)還可能帶有雜質(zhì)。這種情況下可能會(huì)造成兩個(gè)結(jié)果：一個(gè)是異響，另一個(gè)是溫升。

以異響來(lái)說(shuō)，業(yè)內(nèi)人士指出，在機(jī)器人的使用過(guò)程中，機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)雜音，若運(yùn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，有卡頓、鑄件間摩擦的現(xiàn)象，就有可能是運(yùn)動(dòng)軸油腔內(nèi)潤(rùn)滑油高溫氧化或金屬磨粒等雜質(zhì)積聚過(guò)多，潤(rùn)滑油失去潤(rùn)滑效果，需采取更換運(yùn)動(dòng)軸油腔潤(rùn)滑油的措施。

說(shuō)到機(jī)器人的維修和保養(yǎng)，在發(fā)那科機(jī)器人保養(yǎng)手冊(cè)上，明確提出了：機(jī)器人每工作三年或工作10000個(gè)小時(shí)，就需要更換機(jī)器人六個(gè)軸減速器潤(rùn)滑油和J4軸齒輪軸潤(rùn)滑油。

油脂的耐磨度越好，減速機(jī)就越耐磨，換油的時(shí)長(zhǎng)也越長(zhǎng)。當(dāng)然，如果想要減速機(jī)使用時(shí)間長(zhǎng)一點(diǎn)，就像我們使用車(chē)子5000公里就要保養(yǎng)一次一樣，需要定期維護(hù)。“3C行業(yè)一般是用小型機(jī)器人，車(chē)間也比較干凈，對(duì)諧波減速器的要求是運(yùn)轉(zhuǎn)10000多小時(shí)進(jìn)行一次保養(yǎng)。”鐘劍俐指出。

她進(jìn)一步指出，如果一臺(tái)機(jī)器人沒(méi)有好好維護(hù)，進(jìn)行售后保養(yǎng)的話(huà)，它的壽命會(huì)大大減少，正?？梢允褂?0年的機(jī)器人可能最后只能使用5年。

減速器漏油原因和解決辦法

“油脂其實(shí)不會(huì)損害任何機(jī)器人，因?yàn)樗钊彳?，除非是使用錯(cuò)了型號(hào)，不是專(zhuān)用型號(hào)的油脂，才會(huì)出現(xiàn)減速器或者機(jī)器人漏油的情況?！睒I(yè)內(nèi)人士指出。

從選擇合適的潤(rùn)滑油脂來(lái)看，減速機(jī)潤(rùn)滑技術(shù)分為潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂，潤(rùn)滑油在油脂分化時(shí)非常徹底，但是有一個(gè)缺點(diǎn)，對(duì)于密封性的要求非常高，在亞洲尤其日本、中國(guó)，大部分采用的是潤(rùn)滑脂。

克魯勃潤(rùn)滑劑(上海)有限公司技術(shù)工程師田大鵬此前表示，目前大部分的減速機(jī)都是用油脂潤(rùn)滑，它的結(jié)構(gòu)分為油和增稠劑，油是90%以上的基礎(chǔ)油加添加劑，根據(jù)不同的工況，添加劑的比例在5%—10%之間，增稠劑的含量大概是在40%——60%左右，潤(rùn)滑脂分為000#、00#、0#、1#、2#、3#、4#、5#、6#，從0#到6#，增稠劑含量越高，越來(lái)越硬，越硬在減速器里運(yùn)行起來(lái)的分油率和潤(rùn)滑性能就越差。

“如果國(guó)內(nèi)減速機(jī)廠商能夠做到100%密封，我們還是建議使用油潤(rùn)滑，但是除了ABB之外，其它的企業(yè)好像都還沒(méi)能解決密封的問(wèn)題，所以一般情況下，RV減速器我們推薦0#和00#油脂，密封好一點(diǎn)推薦00#，差一點(diǎn)的推薦0#，如果是諧波減速器，我們推薦1#或者2#?！碧锎簌i指出。

有業(yè)內(nèi)知情人士表示，國(guó)產(chǎn)機(jī)器人只能用潤(rùn)滑脂，但是KUKA的機(jī)器人不管從大到小的機(jī)器人型號(hào)都可以用液體潤(rùn)滑油，而不用固體油脂，是因?yàn)镵UKA機(jī)器人密封效果比較好?！癆BB也是用液體潤(rùn)滑油，但是它比較復(fù)雜一點(diǎn)，KUKA是用一款油就可以，但是ABB根據(jù)不同的軸用的油會(huì)有一些不一樣，比如1/2/3軸用150的油，4/5/6有可能就是用320的油?！?/p>

不同的行業(yè)，對(duì)于減速器潤(rùn)滑油脂的要求也有所不同。以汽車(chē)行業(yè)為例，由于汽車(chē)工業(yè)遍布大江南北，對(duì)油脂的高低溫性能提出了更高的要求。同時(shí)，汽車(chē)行業(yè)潤(rùn)滑油還需要具備良好的與密封件兼容的性能，以保證長(zhǎng)期使用不發(fā)生泄漏；而食品生產(chǎn)設(shè)備采用食品級(jí)潤(rùn)滑產(chǎn)品的要求越發(fā)嚴(yán)格，對(duì)于加工和分揀機(jī)器人等有機(jī)會(huì)接觸食品的設(shè)備，所使用的潤(rùn)滑劑必須符合食品安全標(biāo)準(zhǔn)。

除了潤(rùn)滑脂選擇不合理之外，造成減速器漏油主要還有以下幾方面的原因：

1、減速器內(nèi)外壓力差：減速器工作過(guò)程中，內(nèi)部的各種摩擦副產(chǎn)生大量熱量，導(dǎo)致內(nèi)部溫度升高、壓力增大，潤(rùn)滑脂在壓差的作用下，導(dǎo)致潤(rùn)滑脂從縫隙中滲漏。減速器內(nèi)部溫升越高，滲漏的風(fēng)險(xiǎn)越大。

2、油封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理：例如，油封產(chǎn)生泵吸效應(yīng)的前提是接觸壓力峰值要靠近油側(cè)，當(dāng)壓力峰值靠近空氣側(cè)時(shí)，油側(cè)壓力梯度小于空氣側(cè)壓力梯度，油封一定發(fā)生泄漏。

3、制造、裝配工藝過(guò)程管控不嚴(yán)格，如注油量、密封軸的光潔度傾斜、油封裝配不正確等現(xiàn)象均可造成減速器滲漏。

在昊志機(jī)電看來(lái)，目前，很多機(jī)器人本體廠商解決潤(rùn)滑脂滲漏問(wèn)題的辦法就是抹布擦除，治標(biāo)不治本，還增加作業(yè)人員維護(hù)的工作量，而昊志主要從降低減速器的溫升、提升齒面的潤(rùn)滑能力降低摩擦發(fā)熱、密封設(shè)計(jì)三個(gè)方面從根本上提出了解決這一問(wèn)題的辦法。

據(jù)悉，溫度變化會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑脂粘度的變化，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致分子摩擦。例如，高溫可能會(huì)將油分子剪切/裂解成較小的分子，從而導(dǎo)致粘度降低。根據(jù)業(yè)內(nèi)人士的經(jīng)驗(yàn)，溫度每升高10oC，化學(xué)反應(yīng)速率（包括氧化和熱降解）將會(huì)變化2倍，例如，溫度升高10oC會(huì)使反應(yīng)速率加倍，從而使預(yù)期壽命減半。隨著溫度的升高，潤(rùn)滑脂將很快失效。

昊志機(jī)電在潤(rùn)滑脂添加劑中加入了含有納米級(jí)別的球狀微粒成分，其直徑約為分子直徑的二十分之一，可以滲透到部件間的每一個(gè)角落而不會(huì)引起粘度的變化；此外，納米級(jí)微粒起到細(xì)微軸承的作用，利用軸承效應(yīng)，將滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，從而最大限度的降低阻力抑制溫升，防止基礎(chǔ)油劣化。

對(duì)于一些自動(dòng)化的客戶(hù)，Melior Motion也提供加好潤(rùn)滑油脂的封閉式減速機(jī)產(chǎn)品，加完一次油之后，可以實(shí)現(xiàn)免維護(hù)。張猛說(shuō)：“因?yàn)槲覀兊男时容^高，發(fā)熱量比較低，所以油封使用壽命很長(zhǎng)，我們標(biāo)的使用壽命在滿(mǎn)載的情況下是20000小時(shí)，在這20000小時(shí)內(nèi)是不用換油的，這大大降低了客戶(hù)的使用成本?！敝档靡惶岬氖?，作為新型減速器品牌，Melior Motion的減速器可以替代RV減速器應(yīng)用在一些高精密的場(chǎng)合。

潤(rùn)滑油脂的國(guó)產(chǎn)化

目前大部分機(jī)器人使用的油脂品牌有：締奈Drislide、嘉實(shí)多Castrol、協(xié)同油脂KyodoYushi、哈默納科Harmonic等。

“在與我們合作的客戶(hù)中，基本上都是使用進(jìn)口的潤(rùn)滑油/脂，國(guó)內(nèi)的油/脂還不太成熟，會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題?！睒I(yè)內(nèi)人士表示，潤(rùn)滑油脂的國(guó)產(chǎn)化目前并不容樂(lè)觀。

當(dāng)然從機(jī)器人的國(guó)產(chǎn)化來(lái)看，除了減速機(jī)、控制器、伺服電機(jī)等核心部件的核心技術(shù)需要實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化突圍外，關(guān)鍵材料和潤(rùn)滑油等配套產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化也不容忽視。

值得一提的是，盡管目前減速器油脂國(guó)產(chǎn)化面臨重重壓力，但是國(guó)內(nèi)也有一些企業(yè)取得了突破性進(jìn)展，比如中國(guó)石油潤(rùn)滑油公司——昆侖潤(rùn)滑，從2014年就開(kāi)始研究擺線(xiàn)針輪機(jī)器人專(zhuān)用油、脂產(chǎn)品，成功研發(fā)了昆侖DG-2諧波減速器潤(rùn)滑脂、昆侖機(jī)器人擺線(xiàn)針輪（RV）RV00減速器潤(rùn)滑脂。

其中，昆侖DG-2諧波減速器潤(rùn)滑脂產(chǎn)品研制中采用降噪工藝，能有效降低減速器柔輪和鋼輪嚙合過(guò)程中的噪音和振動(dòng)；具有極低的摩擦系數(shù)，有效提升齒輪傳動(dòng)效率，降低減速器的工作溫度；具有優(yōu)良的抗磨性能和機(jī)械安定性能，達(dá)到減速器的終身免維護(hù)潤(rùn)滑，保證在減速器急加速測(cè)試和運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，使用該產(chǎn)品潤(rùn)滑的減速器齒輪溫度沒(méi)有異常變化。