Invloed van bewerkingsfouten op de kwaliteit van rechte ronde flexibele scharnieren_hinge kennis_talls

Het flexibele scharnier is een mechanische component die de micro-elastische vervorming en herstelkenmerken van metaal gebruikt. Het is een transmissiemechanisme met hoge resolutie dat nauwkeurige positionering en verfijning mogelijk maakt. Het wordt vaak gebruikt in apparaten zoals precisiepositioneringsplatforms, fotolithografie -apparatuur en scanning detectiemicroscopen.

Er zijn verschillende factoren die de prestaties van flexibele scharnieren kunnen beïnvloeden. Bij het ontwerpen van flexibele scharnieren worden enkele veronderstellingen gedaan, zoals aannemen dat alleen elastische vervorming optreedt bij het scharnier en dat de rest van de structuur stijf is. Er wordt ook aangenomen dat alleen hoekvervorming optreedt tijdens de werking, zonder enige uitbreiding of andere vervormingen. Het scharnier zelf heeft echter inherente defecten, zoals het rotatiecentrum dat niet is gefixeerd, spanningsconcentratie en spanningsgrootte verandert met de positie van het gewricht. De materiaaleigenschappen en omgevingsfactoren kunnen ook van invloed zijn op de prestaties van het scharnier.

In structureel ontwerp is de combinatie van meerdere scharnieren en verbindingsstaven gebruikelijk. De verwerkingsfouten tussen deze combinaties kunnen echter leiden tot het koppelen van verplaatsing van de hoeken en rechte lijnen, waardoor de beweging van het mechanisme afwijkt van het gewenste pad. Er zijn uitgebreide analyses geweest van de foutbronnen in flexibele scharniermechanismen, waaronder discussies over materiaalprestaties, grootteontwerp, trillingen, interferentie, bewerkingsfouten, enz. Deze analyses zijn bedoeld om de gevoeligheid van elke variabele fout op de prestaties van het flexibele scharnier te begrijpen.

Eerder onderzoek heeft methoden gebruikt zoals de uitbreiding van de Taylor -serie, de eindige -elementenmethode en numerieke simulaties om de verplaatsingsmechanismen en koppeling veroorzaakt door productiefouten in flexibele scharnieren te bestuderen. De meeste van deze studies waren echter gericht op individuele mechanismen en hadden echter bepaalde beperkingen in termen van de verkregen reikwijdte en resultaten.

Dit artikel richt zich op de analyse van drie bewerkingsfouten in rechte cirkelvormige flexibele scharnieren: de positioneringsfout van de incisieboog in de Y -richting, de positioneringsfout van de incisieboog in de X -richting en de loodrechtheidsfout van de middellijn van de boogas. De stijfheidsberekeningsformules voor elk type fout worden afgeleid en de resultaten worden gevalideerd met behulp van eindige -elementenanalyse (FEA). Dit onderzoek biedt waardevolle inzichten in het parameterontwerp en de verwerking van scharnieren.

Om de analyse uit te voeren, wordt een cantilever bundelstructuurmodel opgezet met behulp van ANSYS -software. Verschillende ontwerppunten worden verkregen door de foutparameters te wijzigen en simulatieberekeningen worden uitgevoerd op deze ontwerppunten om de stijfheidsfouten te verkrijgen. De resultaten verkregen uit numerieke analyse en analyse van eindige elementen worden vergeleken en blijken goed overeen te komen.

De resultaten laten zien dat de fouten bij de positionering van de incisieboog in de Y -richting en de loodrechtheid van de aslijn een significante invloed hebben op de stijfheid van het flexibele scharnier. De fouten bij de positionering van de incisieboog in de X -richting hebben een kleinere invloed. Op basis van deze bevindingen wordt het aanbevolen om de positioneringsfouten in de Y -richting en de loodrechtheid van de aslijn strikt te regelen, terwijl het ook wordt overwogen de waarde van T/R te verminderen om de impact van positioneringsfouten in de X -richting te minimaliseren.

Concluderend biedt dit onderzoek een uitgebreide analyse van de bewerkingsfouten in rechte circulaire flexibele scharnieren en hun impact op stijfheid. De afgeleide stijfheidsberekeningsformules en de validatie met behulp van eindige -elementenanalyse dragen bij aan het begrip van scharnierparameterontwerp en -verwerking. Verder onderzoek kan worden uitgevoerd om andere soorten bewerkingsfouten en hun effecten op de prestaties van flexibele scharnieren te onderzoeken.