Saranan raon ja komponenttien joustavuuden vaikutuksen tutkiminen ja analysointi dynaamiseen performaniin1

Mekanismin puhdistuman ongelma, joka johtuu valmistusvirheistä ja normaalista kulumisesta ja kyyneleen toiminnan aikana, voi johtaa vakaviin törmäyksiin ja kytkettyjen komponenttien alaelementtien välisiin vaikutuksiin. Tämä lisää dynaamista jännitystä, kuluttaa sauvoja, lisää joustavia muodonmuutoksia, tuottaa melua ja tärinää ja vähentää mekaanisen järjestelmän yleistä tehokkuutta. Monet tutkijat ovat tutkineet rinnakkaisten mekanismien dynamiikkaa, joilla on saranan aukkoja ja joustavuutta, mutta tarvitaan edelleen perusteellista analyysiä.

Esimerkiksi Bauchau et ai. Ehdotettu tyypillinen puhdistussaranamenetelmä joustavien monirunkoisten järjestelmien kuvaamiseksi kinematiikkaa käyttämällä. Zhao et ai. keskusteltiin saranan raon koon vaikutuksesta avaruussarja -robotien dynaamiseen suorituskykyyn. Chen Jiangyi et ai. Analysoi rinnakkaisten mekanismien dynamiikkaa saranan rakojen kanssa. Kakizaki et ai. tutki Space -mekanismien dynamiikkaa saranan aukkoilla ottaen huomioon sauvan joustavuus. Hän Baiyan et ai. Ehdotettu ja vakiinnutti jäykän refleksoinnin manipulaattorin dynaamisen mallin saranan aukkojen tapauksessa. Nämä tutkimukset tarjoavat arvokkaita näkemyksiä saranan aukkojen ja joustavuuden rinnakkaisten mekanismien dynamiikasta.

Mekanismin selvityskysymyksen ratkaisemiseksi perustetaan mekanismin dynaaminen malli, jolla on saranan rako. Koska rakojen saranat törmäävät liikkeen aikana ja metalliosien aikana on joustavia ja vaimennusominaisuuksia, käytetään epälineaarista jousenvaimennuksen kosketusvoimamallia ja modifioitua Coulomb -kitkamallista. Epälineaarinen jousenvaimennuskontaktivoimamalli laskee HERTZIAN -kontaktimallin perustuen saranantapin ja hihan välisen kosketusvoiman ja pitää vaimennuksen aiheuttamaa energiahäviötä. Modifioitu Coulomb -kitkamalli kuvaa tarkasti kitkaa staattisesta kitkasta dynaamiseen kitkaan ottaen huomioon Coulombin kitka, staattinen kitka ja viskoosinen kitka.

Kun analysoidaan mekanismien dynaamisia ominaisuuksia sarana -aukkojen kanssa, on tarpeen harkita komponenttien joustavuutta. ADAMS -ohjelmistossa joustavat komponentit voidaan rakentaa käyttämällä kolmea menetelmää: joustavan rungon diskreisointi useisiin jäykkiin runkoihin, joustavien kappaleiden luominen suoraan ADAMS/Auto Flex -moduulilla tai yhdistää ANSYS -ohjelmisto ADAMS: iin joustavien komponenttien rakentamiseksi. Kolmas menetelmä valitaan tässä tutkimuksessa, koska se voi paremmin heijastaa joustavien kappaleiden todellista liikettä. ANSYS: ää käytetään joustavan komponentin mallintamiseen, modaalianalyysin suorittamiseen ja tila-neutraalitiedoston luomiseen, joka sisältää erilaisia ​​parametreja ja tietoja joustavasta jäsenestä.

Analyysin osoittamiseksi tutkimusobjektina käytetään 3-RRRT-rinnakkaismekanismia. Modaalianalyysi suoritetaan mekanismin haaraketjuilla käyttämällä ANSY: tä, ja tulokset muunnetaan Adamsin joustaviksi jäseniksi. Mekanismi koostuu kiinteästä alustasta, kolmesta haaraketjusta ja liikkuvasta alustasta. Jokainen haaraketju koostuu sauvoista, pyörivistä saranoista ja liikkuvista pareista. Sauvojen joustavuutta otetaan huomioon, kun taas muita komponentteja käsitellään jäykinä kappalina. Ajoparit asetetaan ajoosana, ja mekanismia simuloidaan alhaisella ja suurella nopeudella.

Analyysi paljastaa, että saranan aukot vaikuttavat merkittävästi jäykkien mekanismien nopeuteen ja kosketusvoimaan, kun taas joustavuus vaikuttaa ensisijaisesti mekanismin nopeuteen ja kiihtyvyyteen. Mitä suurempi saranan rako, sitä suurempi nopeuden ja kiihtyvyyden amplitudi muuttuu. Ajonopeus vaikuttaa myös mekanismin dynaamiseen suorituskykyyn, ja suuremmat nopeudet johtavat suurempiin muutoksiin ja vähemmän vakautta. Kuitenkin vaikuttavista tekijöistä riippumatta, kontaktivoima, nopeus ja kiihtyvyys saavuttavat kuitenkin vähitellen vakaan tilan amplitudimuutosten jälkeen.

Yhteenvetona voidaan todeta, että saranan aukkojen ja joustavuuden rinnakkaisten mekanismien dynamiikka ovat tärkeitä näkökohtia suunnittelussa ja valmistuksessa. Suurten taipumakomponenttien joustavuus on otettava huomioon, ja sarananoloa ei voida sivuuttaa etenkin suurilla nopeuksilla toimiville mekanismeille. Ymmärtämällä ja käsittelemällä näitä tekijöitä, mekaanisen järjestelmän suorituskyky ja tehokkuus voidaan parantaa merkittävästi.