स्टिफनेस विश्लेषण आणि प्लॅनर लवचिक बिजागर मार्गदर्शक यंत्रणेची प्रायोगिक चाचणी

लवचिक बिजागर ही एक यांत्रिक यंत्रणा आहे जी गती आणि उर्जा प्रसारित करण्यासाठी सामग्रीच्या उलट लवचिक विकृतीचा वापर करते. हे एरोस्पेस, मॅन्युफॅक्चरिंग, ऑप्टिक्स आणि बायोइन्जिनियरिंग सारख्या विविध क्षेत्रात अनुप्रयोग शोधते. अलिकडच्या वर्षांत, मायक्रो-पोझिशनिंग, मोजमाप, ऑप्टिकल प्लॅटफॉर्म, मायक्रो-अ‍ॅडजस्टमेंट यंत्रणा आणि मोठ्या प्रमाणात अँटेना स्पेस उपयोजन यंत्रणा यासारख्या अभियांत्रिकी तंत्रज्ञान क्षेत्रात लवचिक बिजागरांचा वाढता वापर झाला आहे.

लवचिक बिजागरीचा मुख्य फायदा म्हणजे त्याचे एकात्मिक डिझाइन जे कोणत्याही प्रतिक्रिया, घर्षण, अंतर, आवाज, पोशाख आणि उच्च गती संवेदनशीलतेसह गती आणि उर्जा प्रसारणास अनुमती देते. एक विशिष्ट प्रकारचा लवचिक बिजागर म्हणजे प्लानर लवचिक बिजागर, जो सामान्यत: सामान्य लीफ स्प्रिंग्ज वापरुन बनविला जातो. प्लॅनर लवचिक बिजागर एक सोपी रचना असेंब्ली आणि कमी प्रक्रिया खर्च प्रदान करते, जे अचूक यांत्रिक डिझाइनसाठी विशेषतः योग्य बनवते.

लवचिक बिजागर मार्गदर्शक यंत्रणेचे चार सामान्य स्ट्रक्चरल फॉर्म आहेत, म्हणजे टाइप I, प्रकार II, प्रकार III आणि प्रकार IV. या यंत्रणा बर्‍याचदा विविध अनुप्रयोगांमध्ये उच्च-परिशुद्धता मार्गदर्शनासाठी वापरली जातात. त्यापैकी, टाइप I ही एक अर्ध-सरळ परिपत्रक लवचिक बिजागर मार्गदर्शक यंत्रणा आहे जी त्याच्या कॉम्पॅक्ट रचना आणि स्थिरतेसाठी ओळखली जाते. तथापि, हे थकवा येऊ शकते. टाइप II ही एक रनफोर्सिंग प्लेटसह समांतर रीड मार्गदर्शक यंत्रणा आहे, जी अधिक भाग देते परंतु प्रकार I च्या तुलनेत थकवा प्रतिरोध कमी करते. प्रकार III ही एक सोपी समांतर रीड मार्गदर्शक यंत्रणा आहे परंतु एकूण स्थिरता नाही. चतुर्थ प्रकार, प्लॅनर लवचिक बिजागर मार्गदर्शक यंत्रणा, प्रकार I च्या कमकुवततेवर मात करते आणि प्रकार III पेक्षा अधिक स्थिर आहे. त्यात विविध अनुप्रयोगांसाठी मोठी क्षमता आहे.

पहिल्या तीन प्रकारच्या लवचिक मार्गदर्शक यंत्रणेवर साहित्यात विस्तृत चर्चा केली गेली आहे, तर प्लॅनर लवचिक बिजागर मार्गदर्शक यंत्रणा (प्रकार IV) सामान्यत: व्यवहारात वापरली जात नाही आणि सध्याच्या साहित्यात संबंधित डिझाइन सिद्धांताचा अभाव आहे. या पेपरचे उद्दीष्ट आहे की प्लॅनर लवचिक बिजागर आणि मार्गदर्शक यंत्रणेच्या कडकपणा विश्लेषण फॉर्म्युलाच्या झुकलेल्या कडकपणाचे सैद्धांतिक व्युत्पन्न केले. विश्लेषणात्मक फॉर्म्युलाची अचूकता सत्यापित करण्यासाठी यात प्रायोगिक चाचणी देखील समाविष्ट आहे.

प्लॅनर लवचिक बिजागरची वाकणे कडकपणा भौतिक यांत्रिकीच्या वाकणे क्षण समीकरणाच्या आधारे तयार केले गेले आहे. स्टेनलेस स्टील प्लेटच्या परिमाण आणि गुणधर्मांचा विचार करून प्लॅनर बिजागर भागाच्या संरचनेचे विश्लेषण केले जाते. व्युत्पन्न विश्लेषणात्मक फॉर्म्युला बिजागरची कडकपणा समजून घेण्यासाठी एक सैद्धांतिक आधार प्रदान करते.

विश्लेषणात्मक सूत्र सत्यापित करण्यासाठी, प्लॅनर लवचिक बिजागर वापरणार्‍या पॅरललग्रोग्राम मार्गदर्शक यंत्रणेचा एक संच डिझाइन आणि प्रक्रिया केला आहे. यंत्रणेचे बल-विस्थापन संबंध मोजण्यासाठी स्प्रिंग टेन्शन आणि कॉम्प्रेशन इन्स्ट्रुमेंटचा वापर करून प्रायोगिक चाचणी घेतली जाते. चाचणी निकालांची तुलना विश्लेषणात्मक फॉर्म्युलाच्या गणनेशी केली जाते आणि एक चांगला करार आढळला आहे, जरी 4.7%च्या लहान सापेक्ष त्रुटीसह. विसंगती या वस्तुस्थितीचे श्रेय दिले जाते की विश्लेषणात्मक सूत्र केवळ संपूर्ण रीड नव्हे तर बिजागर भागाच्या विकृतीचा विचार करते.

सीएनसी गीअर मापन केंद्रासाठी एक-आयामी मापन हेड-टक्करविरोधी डिव्हाइसच्या डिझाइनद्वारे प्लॅनर लवचिक बिजागर मार्गदर्शक यंत्रणेचा व्यावहारिक अनुप्रयोग दर्शविला जातो. हे डिव्हाइस चौकशीचे सुरक्षा संरक्षण सुनिश्चित करण्यासाठी एक-आयामी टीसा प्रोब, प्लॅनर लवचिक मार्गदर्शक यंत्रणा आणि पोझिशन सेन्सर एकत्र करते.

शेवटी, हा अभ्यास प्लॅनर लवचिक बिजागर मार्गदर्शक यंत्रणेच्या कडकपणाचे एक सैद्धांतिक व्युत्पन्न आणि प्रायोगिक प्रमाणीकरण प्रदान करते. विश्लेषणात्मक फॉर्म्युला चांगली अचूकता दर्शवते, जरी सूत्रात केलेल्या सरलीकरणामुळे थोडीशी विसंगती आहेत. भविष्यातील संशोधनात बिजागरांच्या कडकपणाची गणना अचूकता सुधारण्यासाठी संपूर्ण रीड आणि इतर प्रभावशाली घटकांच्या विकृतीचा विचार केला पाहिजे. प्लॅनर लवचिक बिजागर मार्गदर्शक यंत्रणेचा व्यावहारिक अनुप्रयोग विविध अभियांत्रिकी अनुप्रयोगांसाठी त्याची संभाव्यता दर्शवितो.