Menjelajahi dan menganalisis pengaruh celah engsel dan fleksibilitas komponen pada kinerja dinamis1

Masalah pembersihan mekanisme, yang disebabkan oleh kesalahan manufaktur dan keausan normal selama operasi, dapat menyebabkan tabrakan yang parah dan dampak antara sub-elemen komponen yang terhubung. Ini meningkatkan stres dinamis, membuat batang ke bawah, meningkatkan deformasi elastis, menghasilkan kebisingan dan getaran, dan mengurangi efisiensi sistem mekanis secara keseluruhan. Banyak peneliti telah mempelajari dinamika mekanisme paralel dengan celah engsel dan fleksibilitas, tetapi analisis mendalam lebih lanjut masih diperlukan.

Misalnya, Bauchau et al. mengusulkan metode engsel clearance yang khas untuk menggambarkan sistem multi-tubuh yang fleksibel menggunakan kinematika. Zhao et al. Membahas pengaruh ukuran celah engsel pada kinerja dinamis robot seri ruang. Chen Jiangyi et al. menganalisis dinamika mekanisme paralel dengan celah engsel. Kakizaki et al. mempelajari dinamika mekanisme ruang dengan celah engsel, mengingat fleksibilitas batang. Dia Baiyan et al. Diusulkan dan menetapkan model dinamis manipulator yang fleksibel kaku dalam kasus celah engsel. Studi -studi ini memberikan wawasan yang berharga tentang dinamika mekanisme paralel dengan celah engsel dan fleksibilitas.

Untuk mengatasi masalah pembersihan mekanisme, model dinamis dari mekanisme dengan celah engsel ditetapkan. Karena engsel dengan celah akan bertabrakan selama gerak dan bagian logam memiliki karakteristik elastis dan redaman, model gaya kontak redaman pegas nonlinier dan model gesekan Coulomb yang dimodifikasi digunakan. Model gaya kontak redaman pegas nonlinier menghitung gaya kontak antara pin engsel dan lengan berdasarkan model kontak Hertzian dan mempertimbangkan kehilangan energi yang disebabkan oleh redaman. Model gesekan Coulomb yang dimodifikasi secara akurat menggambarkan gesekan dari gesekan statis ke gesekan dinamis, mempertimbangkan gesekan Coulomb, gesekan statis, dan gesekan kental.

Saat menganalisis karakteristik dinamis mekanisme dengan celah engsel, perlu untuk mempertimbangkan fleksibilitas komponen. Dalam perangkat lunak Adams, komponen yang fleksibel dapat dibangun menggunakan tiga metode: mendiskritisasi tubuh yang fleksibel menjadi beberapa badan kaku, menciptakan tubuh yang fleksibel secara langsung dengan Modul Flex ADAMS/Auto, atau menggabungkan perangkat lunak ANSYS dengan Adams untuk membangun komponen yang fleksibel. Metode ketiga dipilih dalam penelitian ini karena dapat lebih mencerminkan pergerakan tubuh fleksibel yang sebenarnya. ANSYS digunakan untuk memodelkan komponen fleksibel, melakukan analisis modal, dan menghasilkan file mode-netral yang mencakup berbagai parameter dan informasi tentang anggota fleksibel.

Untuk menunjukkan analisis, mekanisme paralel 3-RRRT digunakan sebagai objek penelitian. Analisis modal dilakukan pada rantai cabang mekanisme menggunakan ANSYS, dan hasilnya dikonversi menjadi anggota fleksibel di ADAMS. Mekanisme ini terdiri dari platform tetap, tiga rantai cabang, dan platform yang bergerak. Setiap rantai cabang terdiri dari batang, engsel berputar, dan pasangan bergerak. Fleksibilitas batang dipertimbangkan, sedangkan komponen lain diperlakukan sebagai badan yang kaku. Pasangan mengemudi ditetapkan sebagai bagian mengemudi, dan mekanismenya disimulasikan pada kecepatan rendah dan tinggi.

Analisis ini mengungkapkan bahwa celah engsel memiliki pengaruh yang signifikan pada kecepatan dan kekuatan kontak mekanisme kaku, sementara fleksibilitas terutama mempengaruhi kecepatan dan percepatan mekanisme. Semakin besar celah engsel, semakin besar amplitudo perubahan kecepatan dan percepatan. Kecepatan mengemudi juga mempengaruhi kinerja dinamis dari mekanisme, dengan kecepatan yang lebih tinggi menghasilkan perubahan yang lebih besar dan stabilitas yang lebih sedikit. Namun, terlepas dari faktor -faktor yang mempengaruhi, gaya kontak, kecepatan, dan akselerasi secara bertahap mencapai kondisi mapan setelah menjalani perubahan amplitudo.

Sebagai kesimpulan, dinamika mekanisme paralel dengan celah engsel dan fleksibilitas adalah pertimbangan penting dalam desain dan manufaktur. Fleksibilitas komponen defleksi besar harus diperhitungkan, dan engsel tidak dapat diabaikan, terutama untuk mekanisme yang beroperasi dengan kecepatan tinggi. Dengan memahami dan mengatasi faktor -faktor ini, kinerja dan efisiensi sistem mekanik dapat ditingkatkan secara signifikan.