Istraživanje i analizu utjecaja šarke i fleksibilnosti komponente na dinamičnu performansu1

Problem čišćenja mehanizma, uzrokovan proizvodnim greškama i normalnim habanjem i suzama tokom rada, može dovesti do ozbiljnih sudara i utjecaja između podreleva povezanih komponenti. To povećava dinamični stres, nosi pogone, povećava elastičnu deformaciju, stvara buku i vibraciju i smanjuje ukupnu efikasnost mehaničke sustava. Mnogi istraživači su proučavali dinamiku paralelnih mehanizama sa šarkama i fleksibilnošću, ali još je potrebna detaljna analiza.

Na primjer, Bauchau i sur. Predložio je tipičan način čišćenja za opisivanje fleksibilnih multi-tijela koji koriste kinematiku. Zhao et al. Raspravio je o utjecaju veličine šarki na dinamičkim performansama robota svemirske serije. Chen Jiangyi et al. Analizirala je dinamiku paralelnih mehanizama sa šarkama. Kakizaki i dr. Proučavao je dinamiku prostora mehanizama sa šarkama, s obzirom na fleksibilnost štapa. On Baiyan i dr. Predloženi i uspostavio dinamički model krutog fleksibilnog manipulatora u slučaju praznina šarke. Ove studije pružaju vrijedne uvide u dinamiku paralelnih mehanizama sa šarkama i fleksibilnošću.

Da bi se bavio pitanjem mehanizma, uspostavlja se dinamički model mehanizma sa šarkim jazom. Budući da će se šarke sa prazninama sudarati tokom pokreta i metalnih dijelova imaju elastične i prigušene karakteristike, nelinearni model sile za prigušivanje proljeća koriste se model sile i modificirani model coulomb trenja. Model sile nelinearnog proljetnog prigušivanja izračunava kontaktnu silu između šarke i rukava na bazi hertzijskog kontakt modela i razmatra gubitak energije uzrokovan prigušivanjem. Modificirani model trenja u Coulomb precizno opisuje trenje iz statičkog trenja na dinamičko trenje, s obzirom na coulomb trenje, statičko trenje i viskozno trenje.

Prilikom analize dinamičkih karakteristika mehanizama sa prazninama šarke potrebno je razmotriti fleksibilnost komponenti. U ADAMS softveru mogu se izgraditi fleksibilne komponente: diskrecificiranje fleksibilnog tijela u više krutih tijela, stvarajući fleksibilna tijela izravno s ADAMS / Auto Flex modulom ili kombiniranjem softvera ANSYS s ADAM-om za izgradnju fleksibilnih komponenti. Treća metoda bira se u ovoj studiji, jer može bolje odražavati stvarni kretanje fleksibilnih tijela. ANSYS se koristi za modeliranje fleksibilne komponente, izvršite modalnu analizu i generirajte mod-neutralnu datoteku koja uključuje različite parametre i informacije o fleksibilnom članu.

Da biste demonstrirali analizu, paralelni mehanizam 3-RRRT koristi se kao istraživački objekt. Modalna analiza vrši se na lancima grana mehanizma pomoću ANSYS-a, a rezultati se pretvaraju u fleksibilne članove u ADAMS-u. Mehanizam se sastoji od fiksne platforme, tri lanca grana i pokretne platforme. Svaki granični lanac sastoji se od šipki, rotirajućih šarki i pokretnih parova. Smatra se fleksibilnost štapova, dok se druge komponente tretiraju kao kruta tijela. Parovi vožnje postavljeni su kao vozni dio, a mehanizam se simulira pri niskim i velikim brzinama.

Analiza otkriva da šarke imaju značajan utjecaj na brzinu i kontaktnu snagu krutih mehanizama, dok fleksibilnost prvenstveno utječe na brzinu i ubrzanje mehanizma. Što je veći jaz šarke, veća je amplituda brzine i ubrzanja. Brzina vožnje utječe i na dinamičke performanse mehanizma, s većom brzinom što rezultira većim promjenama i manje stabilnosti. Međutim, bez obzira na faktore koji utiču na kontaktnu silu, brzinu i ubrzanje postepeno dostižu stabilno stanje nakon što su podvrgnute promjene amplitude.

Zaključno, dinamika paralelnih mehanizama sa šarkama i fleksibilnošću su ključna razmatranja u dizajnu i proizvodnji. Fleksibilnost velikih komponenti odstupanja mora se uzeti u obzir, a čišćenje šarke ne može se zanemariti, posebno za mehanizme koji rade pri velikim brzinama. Razumijevanjem i obraćanjem ovih faktora, performanse i efikasnost mehaničkog sistema mogu se značajno poboljšati.