Eņģu spraugas un komponenta elastības ietekmes izpēte un analīze uz dinamisko veiktspēju1

Mehānisma klīrensa problēma, ko izraisa ražošanas kļūdas un normāls nolietojums darbības laikā, var izraisīt smagas sadursmes un trieciena starp savienoto komponentu apakšelementiem. Tas palielina dinamisko stresu, nolieto stieņus, palielina elastīgo deformāciju, ģenerē troksni un vibrāciju un samazina vispārējo mehāniskās sistēmas efektivitāti. Daudzi pētnieki ir pētījuši paralēlo mehānismu dinamiku ar eņģu nepilnībām un elastību, taču joprojām ir nepieciešama turpmāka padziļināta analīze.

Piemēram, Bauchau et al. ierosināja tipisku klīrensa eņģu metodi elastīgu daudzbērnu sistēmu aprakstīšanai, izmantojot kinemātiku. Zhao et al. Pārrunāja eņģu spraugas lieluma ietekmi uz kosmosa sērijas robotu dinamisko veiktspēju. Chen Jiangyi et al. analizēja paralēlo mehānismu dinamiku ar eņģu spraugām. Kakizaki et al. pētīja kosmosa mehānismu dinamiku ar eņģu spraugām, ņemot vērā stieņa elastību. Viņš Baiyan et al. Piedāvā un izveidoja stingras elastīgā manipulatora dinamisko modeli eņģu spraugu gadījumā. Šie pētījumi sniedz vērtīgu ieskatu paralēlo mehānismu dinamikā ar eņģu spraugām un elastību.

Lai risinātu mehānisma klīrensa jautājumu, tiek izveidots dinamisks mehānisma modelis ar eņģu plaisu. Tā kā eņģes ar spraugām saduras kustības laikā, un metāla detaļām ir elastīgas un slāpējošas īpašības, tiek izmantots nelineārs atsperu slāpēšanas kontakta spēka modelis un modificēts Kulona berzes modelis. Nelineārais atsperes slāpēšanas kontakta spēka modelis aprēķina kontakta spēku starp eņģu tapu un piedurkni, pamatojoties uz Hertzian kontakta modeli, un apsver enerģijas zudumu, ko izraisa slāpēšana. Modificētais Kulona berzes modelis precīzi apraksta berzi no statiskās berzes līdz dinamiskai berzei, ņemot vērā Kulona berzi, statisko berzi un viskozu berzi.

Analizējot mehānismu dinamiskās īpašības ar eņģu spraugām, ir jāņem vērā komponentu elastība. Programmatūrā ADAMS elastīgus komponentus var izveidot, izmantojot trīs metodes: elastīgā korpusa diskretizēšanu vairākos stingros ķermeņos, izveidojot elastīgus ķermeņus tieši ar Adams/Auto Flex moduli vai apvienojot ANSYS programmatūru ar ADAMS, lai izveidotu elastīgus komponentus. Šajā pētījumā tiek izvēlēta trešā metode, jo tā var labāk atspoguļot elastīgo ķermeņu faktisko kustību. ANSYS tiek izmantots, lai modelētu elastīgu komponentu, veiktu modālo analīzi un ģenerētu režīmu neitrālu failu, kas ietver dažādus parametrus un informāciju par elastīgo locekli.

Lai demonstrētu analīzi, kā pētniecības objektu izmanto 3-rRRT paralēlo mehānismu. Modālā analīze tiek veikta mehānisma filiāles ķēdēs, izmantojot ANSYS, un rezultāti tiek pārveidoti par elastīgiem Adams locekļiem. Mehānisms sastāv no fiksētas platformas, trīs filiāles ķēdes un kustīgas platformas. Katru zaru ķēdi veido stieņi, rotējošas eņģes un kustīgi pāri. Tiek ņemta vērā stieņu elastība, bet citas sastāvdaļas tiek uzskatītas par stingriem ķermeņiem. Braukšanas pāri tiek iestatīti kā braukšanas daļa, un mehānisms tiek simulēts ar zemu un lielo ātrumu.

Analīze atklāj, ka eņģu spraugām ir būtiska ietekme uz stingro mehānismu ātrumu un kontaktu spēku, savukārt elastība galvenokārt ietekmē mehānisma ātrumu un paātrinājumu. Jo lielāka ir eņģu sprauga, jo lielāka mainās ātruma amplitūda un paātrinājums. Braukšanas ātrums ietekmē arī mehānisma dinamisko veiktspēju, jo lielāks ātrums rada lielākas izmaiņas un mazāku stabilitāti. Tomēr neatkarīgi no ietekmējošajiem faktoriem kontakta spēks, ātrums un paātrinājums pakāpeniski sasniedz vienmērīgu stāvokli pēc amplitūdas izmaiņu veikšanas.

Noslēgumā jāsaka, ka paralēlo mehānismu dinamika ar eņģu nepilnībām un elastīgumu ir svarīgi apsvērumi projektēšanā un ražošanā. Jāņem vērā lielo novirzes komponentu elastība, un eņģu klīrensu nevar ignorēt, īpaši mehānismiem, kas darbojas ar lielu ātrumu. Izprotot un risinot šos faktorus, mehāniskās sistēmas veiktspēju un efektivitāti var ievērojami uzlabot.