ჰინგის უფსკრული და კომპონენტის მოქნილობის გავლენის შესწავლა და ანალიზი დინამიურ შესრულებაზე1

მექანიზმის გაწმენდის პრობლემა, რომელიც გამოწვეულია წარმოების შეცდომებით და ნორმალური აცვიათ და ცრემლსადენი ოპერაციის დროს, შეიძლება გამოიწვიოს მძიმე შეჯახება და გავლენა დაკავშირებულ კომპონენტების ქვე-ელემენტებს შორის. ეს ზრდის დინამიურ სტრესს, ატარებს წვეთებს, ზრდის ელასტიური დეფორმაციას, ქმნის ხმაურს და ვიბრაციას და ამცირებს მთლიანი მექანიკური სისტემის ეფექტურობას. ბევრმა მკვლევარმა შეისწავლა პარალელური მექანიზმების დინამიკა, რომელსაც აქვს ხვრელი ხარვეზები და მოქნილობა, მაგრამ შემდგომი სიღრმისეული ანალიზი მაინც საჭიროა.

მაგალითად, Bauchau et al. შემოთავაზებული კინემატიკური მრავალმხრივი სისტემების აღწერისთვის კინემატიკური მრავალმხრივი სისტემების აღწერისთვის. Zhao et al. განიხილეს hinge უფსკრული ზომების გავლენა კოსმოსური სერიის რობოტების დინამიურ შესრულებაზე. ჩენ ჯიანგიი და სხვ. გაანალიზეს პარალელური მექანიზმების დინამიკა ჰინგის ხარვეზებით. კაკიზაკი და სხვ. შეისწავლა კოსმოსური მექანიზმების დინამიკა რქის ხარვეზებით, როდის მოქნილობის გათვალისწინებით. ის ბაიიანი და სხვ. შემოთავაზებული და ჩამოაყალიბა ხისტი მოქნილი მანიპულატორის დინამიური მოდელი საყრდენის ხარვეზების შემთხვევაში. ეს კვლევები მნიშვნელოვან შეხედულებებს იძლევა პარალელური მექანიზმების დინამიკაში, რქის ხარვეზებითა და მოქნილობით.

მექანიზმის გასუფთავების საკითხის მოსაგვარებლად, დადგენილია მექანიზმის დინამიური მოდელი, რომელსაც აქვს hinge უფსკრული. მას შემდეგ, რაც ხარვეზებთან დაკავშირებული რგოლები შეჯახდება მოძრაობის დროს და ლითონის ნაწილებს აქვთ ელასტიური და ნესტიანი მახასიათებლები, გამოიყენება არაწრფივი საგაზაფხულო ნესტიანი კონტაქტის ძალის მოდელი და მოდიფიცირებული Coulomb Friction მოდელი. არაწრფივი საგაზაფხულო დემპინგური კონტაქტის ძალის მოდელი ითვლის ჰერციანის კონტაქტის მოდელის საფუძველზე საკონტაქტო ძალასა და ყდის შორის საკონტაქტო ძალას და განიხილავს ენერგიის დაკარგვას, რომელიც გამოწვეულია აორთქლებით. მოდიფიცირებული Coulomb ხახუნის მოდელი ზუსტად აღწერს ხახუნს სტატიკური ხახუნიდან დინამიურ ხახუნამდე, კულომის ხახუნის, სტატიკური ხახუნის და ბლანტი ხახუნის გათვალისწინებით.

მექანიზმების დინამიური მახასიათებლების ანალიზისას, აუცილებელია განვიხილოთ კომპონენტების მოქნილობა. ადამსის პროგრამაში, მოქნილი კომპონენტები შეიძლება აშენდეს სამი მეთოდის გამოყენებით: მოქნილი სხეულის დისკრეტიზაცია მრავალ ხისტი ორგანოებში, ქმნიან მოქნილ სხეულებს პირდაპირ Adams/Auto Flex მოდულთან, ან ANSYS პროგრამული უზრუნველყოფის აერთიანებს ადამსთან, მოქნილი კომპონენტების შესაქმნელად. მესამე მეთოდი შეირჩევა ამ კვლევაში, რადგან მას შეუძლია უკეთესად ასახოს მოქნილი ორგანოების ფაქტობრივი მოძრაობა. ANSYS გამოიყენება მოქნილი კომპონენტის მოდელირებისთვის, მოდალური ანალიზის შესასრულებლად და რეჟიმის ნეიტრალური ფაილის შესაქმნელად, რომელიც მოიცავს სხვადასხვა პარამეტრებს და ინფორმაციას მოქნილი წევრის შესახებ.

ანალიზის დემონსტრირებისთვის, კვლევის ობიექტად გამოიყენება 3-RRT პარალელური მექანიზმი. მოდალური ანალიზი ტარდება მექანიზმის ფილიალების ჯაჭვებზე ANSYS– ის გამოყენებით, ხოლო შედეგები გარდაიქმნება ადამსში მოქნილ წევრებად. მექანიზმი შედგება ფიქსირებული პლატფორმის, სამი ფილიალის ჯაჭვისა და მოძრავი პლატფორმისგან. თითოეული ფილიალის ჯაჭვი შედგება წნელებისგან, მბრუნავი საკინძებისგან და მოძრავი წყვილისგან. განიხილება წნელების მოქნილობა, ხოლო სხვა კომპონენტებს განიხილება, როგორც ხისტი ორგანოები. მამოძრავებელი წყვილი მითითებულია, როგორც მამოძრავებელი ნაწილი, ხოლო მექანიზმი სიმულაცია ხდება დაბალი და მაღალი სიჩქარით.

ანალიზი ცხადყოფს, რომ რქის ხარვეზები მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს ხისტი მექანიზმების სიჩქარეზე და კონტაქტურ ძალაზე, ხოლო მოქნილობა პირველ რიგში გავლენას ახდენს მექანიზმის სიჩქარეზე და აჩქარებაზე. რაც უფრო დიდია hinge უფსკრული, მით უფრო დიდია სიჩქარის ამპლიტუდა და აჩქარება იცვლება. მართვის სიჩქარე ასევე გავლენას ახდენს მექანიზმის დინამიურ შესრულებაზე, უფრო მაღალი სიჩქარით იწვევს უფრო დიდ ცვლილებებს და ნაკლებ სტაბილურობას. ამასთან, მიუხედავად გავლენის ფაქტორებისა, საკონტაქტო ძალა, სიჩქარე და აჩქარება თანდათანობით მიაღწევს სტაბილურ მდგომარეობას ამპლიტუდის ცვლილებების შემდეგ.

დასკვნის სახით, პარალელური მექანიზმების დინამიკა, რომელსაც აქვს ჰინგის ხარვეზები და მოქნილობა, გადამწყვეტი მოსაზრებებია დიზაინსა და წარმოებაში. მხედველობაში უნდა იქნას მიღებული დიდი გადახრის კომპონენტების მოქნილობა და არ შეიძლება უგულებელყოფილი იქნას რქის კლირენსი, განსაკუთრებით იმ მექანიზმებისთვის, რომლებიც მოქმედებენ დიდი სიჩქარით. ამ ფაქტორების გაგებით და მოგვარებით, მექანიკური სისტემის შესრულება და ეფექტურობა შეიძლება მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდეს.