Проучване и анализиране на влиянието на пантата и гъвкавостта на компонентите върху динамичната изпълнение1

Проблемът с изчистването на механизма, причинен от производствените грешки и нормалното износване по време на експлоатация, може да доведе до тежки сблъсъци и въздействия между под-елементите на свързани компоненти. Това увеличава динамичния стрес, износва пръти, увеличава еластичната деформация, генерира шум и вибрации и намалява общата ефективност на механичната система. Много изследователи са проучили динамиката на паралелните механизми с шарнирни пропуски и гъвкавост, но все още е необходим допълнителен задълбочен анализ.

Например, Bauchau et al. предложи типичен метод за шарнир на клирънс за описание на гъвкави системи с много тяло с помощта на кинематика. Zhao et al. Обсъдиха влиянието на размера на пропастта на панта върху динамичната производителност на роботите от космическите серии. Chen Jiangyi et al. Анализира динамиката на паралелните механизми с шарнирни пропуски. Kakizaki et al. изучава динамиката на космическите механизми с парникови пропуски, като се има предвид гъвкавостта на пръта. Той Baiyan et al. предложи и установи динамичния модел на твърд-гъвкавия манипулатор в случай на шарнирни пропуски. Тези проучвания дават ценна представа за динамиката на паралелните механизми с пантата и гъвкавостта.

За справяне с проблема с клирънс на механизма се установява динамичен модел на механизма с пантата. Тъй като панти с пропуски ще се сблъскат по време на движение, а металните части имат еластични и амортисьорни характеристики, се използва нелинеен модел на затихване на пролетта и модифициран модел на триене на цикъла. Нелинейният модел на контактна сила на пролетта изчислява контактната сила между пантата и ръкава на базата на херцианския контакт и отчита загубата на енергия, причинена от затихване. Модифицираният модел на триенето на кулона точно описва триенето от статично триене до динамично триене, като се има предвид триенето на куломните, статичното триене и вискозното триене.

При анализиране на динамичните характеристики на механизмите с шарнирни пропуски е необходимо да се вземе предвид гъвкавостта на компонентите. В софтуера на Adams гъвкавите компоненти могат да бъдат конструирани с помощта на три метода: дискретизиране на гъвкавото тяло в множество твърди тела, създаване на гъвкави тела директно с модула Adams/Auto Flex или комбиниране на софтуера ANSYS с ADAMS за изграждане на гъвкави компоненти. Третият метод е избран в това проучване, тъй като може по -добре да отразява действителното движение на гъвкави тела. ANSYS се използва за моделиране на гъвкавия компонент, извършване на модален анализ и генериране на режим-неутрален файл, който включва различни параметри и информация за гъвкавия член.

За да се демонстрира анализа, като изследователски обект се използва 3-RRT паралелен механизъм. Модалният анализ се провежда върху клоновите вериги на механизма с помощта на ANSYS и резултатите се преобразуват в гъвкави членове в Адамс. Механизмът се състои от фиксирана платформа, три клонове вериги и движеща се платформа. Всяка разклонена верига е съставена от пръти, въртящи се панти и движещи се двойки. Гъвкавостта на прътите се разглежда, докато други компоненти се третират като твърди тела. Двойките за шофиране са зададени като шофьорска част, а механизмът се симулира при ниски и високи скорости.

Анализът разкрива, че пропуските в шарнирите оказват значително влияние върху скоростта и силата на контакт на твърдите механизми, докато гъвкавостта влияе основно на скоростта и ускорението на механизма. Колкото по -голяма е пропастта на пантата, толкова по -голяма е амплитудата на скоростта и ускорението. Скоростта на шофиране също влияе върху динамичната характеристика на механизма, като по -високите скорости водят до по -големи промени и по -малка стабилност. Въпреки това, независимо от влияещите фактори, контактната сила, скоростта и ускорението постепенно достигат стабилно състояние след претърпяване на амплитудни промени.

В заключение, динамиката на паралелните механизми с шарнирни пропуски и гъвкавост е от решаващо значение за проектирането и производството. Гъвкавостта на големите компоненти на отклонение трябва да се вземе предвид, а клирънсът на шарнира не може да бъде игнориран, особено за механизми, които работят с висока скорост. Чрез разбиране и справяне с тези фактори, ефективността и ефективността на механичната система могат да бъдат значително подобрени.