Explorarea și analizarea influenței decalajului de balamală și a flexibilității componentelor asupra performanței dinamice1

Problema clearance-ului mecanismului, cauzată de erorile de fabricație și uzura normală în timpul funcționării, poate duce la coliziuni și impacturi severe între sub-elementele componentelor conectate. Aceasta crește tensiunea dinamică, poartă tije, crește deformarea elastică, generează zgomot și vibrații și reduce eficiența generală a sistemului mecanic. Mulți cercetători au studiat dinamica mecanismelor paralele cu lacune și flexibilitate, dar este încă necesară o analiză aprofundată.

De exemplu, Bauchau și colab. a propus o metodă tipică de balamală pentru descrierea sistemelor flexibile cu mai multe corpuri folosind cinematică. Zhao și colab. a discutat despre influența dimensiunii golului de balamale asupra performanței dinamice a roboților din seria spațială. Chen Jiangyi și colab. a analizat dinamica mecanismelor paralele cu golurile de balamale. Kakizaki și colab. a studiat dinamica mecanismelor spațiale cu goluri de balamale, având în vedere flexibilitatea tijei. El Baiyan și colab. propus și stabilit modelul dinamic al manipulatorului rigid-flexibil în cazul golurilor de balamale. Aceste studii oferă informații valoroase asupra dinamicii mecanismelor paralele cu lacune și flexibilitate.

Pentru a aborda problema clearance -ului mecanismului, este stabilit un model dinamic al mecanismului cu decalaj de balamale. Deoarece balamalele cu goluri se vor ciocni în timpul mișcării, iar piesele metalice au caracteristici elastice și de amortizare, se utilizează un model de forță de contact cu arc neliniar și un model modificat de frecare Coulomb. Modelul de forță de contact de amortizare a arcului neliniar calculează forța de contact între pinul de balamale și mâneca pe baza modelului de contact hertzian și ia în considerare pierderea de energie cauzată de amortizare. Modelul modificat de frecare Coulomb descrie cu exactitate frecarea de la frecare statică la frecare dinamică, având în vedere frecarea Coulomb, frecarea statică și frecarea vâscoasă.

Atunci când analizăm caracteristicile dinamice ale mecanismelor cu goluri de balamale, este necesar să se ia în considerare flexibilitatea componentelor. În software -ul Adams, componentele flexibile pot fi construite folosind trei metode: discretizarea corpului flexibil în mai multe corpuri rigide, crearea de corpuri flexibile direct cu ADAMS/Auto Flex Modul sau combinarea software -ului ANSYS cu ADAMS pentru a construi componente flexibile. A treia metodă este aleasă în acest studiu, deoarece poate reflecta mai bine mișcarea reală a corpurilor flexibile. ANSYS este utilizat pentru a modela componenta flexibilă, pentru a efectua o analiză modală și pentru a genera un fișier neutru în mod care include diverși parametri și informații despre membrul flexibil.

Pentru a demonstra analiza, ca obiect de cercetare este utilizat un mecanism paralel cu 3-RRT. Analiza modală este realizată pe lanțurile de ramură ale mecanismului folosind ANSYS, iar rezultatele sunt transformate în membri flexibili în ADAMS. Mecanismul constă dintr -o platformă fixă, trei lanțuri de ramură și o platformă în mișcare. Fiecare lanț de ramură este compus din tije, balamale rotative și perechi în mișcare. Flexibilitatea tijelor este luată în considerare, în timp ce alte componente sunt tratate ca corpuri rigide. Perechile de conducere sunt setate ca partea de conducere, iar mecanismul este simulat la viteze mici și mari.

Analiza relevă că golurile de balamale au o influență semnificativă asupra vitezei și forței de contact a mecanismelor rigide, în timp ce flexibilitatea afectează în primul rând viteza și accelerarea mecanismului. Cu cât este mai mare decalajul balamalei, cu atât este mai mare amplitudinea vitezei și a modificărilor de accelerație. Viteza de conducere afectează, de asemenea, performanța dinamică a mecanismului, cu viteze mai mari ducând la schimbări mai mari și mai puțină stabilitate. Cu toate acestea, indiferent de factorii de influență, forța de contact, viteza și accelerația ating treptat o stare de echilibru după ce a suferit modificări de amplitudine.

În concluzie, dinamica mecanismelor paralele cu lacune și flexibilitate sunt considerente cruciale în proiectarea și fabricarea. Flexibilitatea componentelor mari de deviere trebuie luată în considerare, iar garda de balamală nu poate fi ignorată, în special pentru mecanismele care funcționează la viteze mari. Prin înțelegerea și abordarea acestor factori, performanța și eficiența sistemului mecanic pot fi îmbunătățite semnificativ.