Eksplorimi dhe analizimi i ndikimit të hendekut të varet dhe fleksibilitetit të komponentëve në performancën dinamike1

Problemi i pastrimit të mekanizmit, i shkaktuar nga gabimet në prodhim dhe veshja normale dhe loti gjatë funksionimit, mund të çojë në përplasje të rënda dhe ndikime midis nën-elementëve të përbërësve të lidhur. Kjo rrit stresin dinamik, vesh shufra, rrit deformimin elastik, gjeneron zhurmë dhe dridhje dhe zvogëlon efikasitetin e përgjithshëm të sistemit mekanik. Shumë studiues kanë studiuar dinamikën e mekanizmave paralele me boshllëqe të varet dhe fleksibilitet, por analiza e mëtejshme e thelluar është e nevojshme.

Për shembull, Bauchau et al. Propozoi një metodë tipike të varet nga zhdoganimi për përshkrimin e sistemeve fleksibël me shumë trupa duke përdorur kinematikë. Zhao et al. diskutoi ndikimin e madhësisë së hendekut të varen në performancën dinamike të robotëve të serive hapësinore. Chen Jiangyi et al. analizoi dinamikën e mekanizmave paralele me boshllëqe varet. Kakizaki et al. studioi dinamikën e mekanizmave hapësinor me boshllëqe varet, duke marrë parasysh fleksibilitetin e shufrës. Ai Baiyan et al. propozoi dhe vendosi modelin dinamik të manipuluesit të ngurtë fleksibël në rastin e boshllëqeve të varen. Këto studime ofrojnë një pasqyrë të vlefshme për dinamikën e mekanizmave paralele me boshllëqe të varet dhe fleksibilitet.

Për të adresuar çështjen e pastrimit të mekanizmit, vendoset një model dinamik i mekanizmit me hendek varet. Meqenëse varet me boshllëqe do të përplasen gjatë lëvizjes dhe pjesët metalike kanë karakteristika elastike dhe të lagështimit, përdoren një model jo -linear i forcës së kontaktit të lagështimit të pranverës dhe një model i modifikuar i fërkimit Coulomb. Modeli i Forcës së Kontaktit të Lundrimit të Pranverës Nonlinear llogarit forcën e kontaktit midis kunjit të varen dhe mëngës bazuar në modelin e kontaktit Hertzian dhe konsideron humbjen e energjisë të shkaktuar nga shuarja. Modeli i modifikuar i fërkimit Coulomb përshkruan me saktësi fërkimin nga fërkimi statik në fërkime dinamike, duke marrë parasysh fërkimin e Coulomb, fërkimin statik dhe fërkimin viskoz.

Kur analizoni karakteristikat dinamike të mekanizmave me boshllëqe varen, është e nevojshme të merret në konsideratë fleksibiliteti i përbërësve. Në programin Adams, përbërësit fleksibël mund të ndërtohen duke përdorur tre metoda: diskretizimi i trupit fleksibël në trupa të shumëfishtë të ngurtë, krijimi i trupave fleksibël direkt me modulin Adams/Auto Flex, ose kombinimin e softuerit ANSYS me ADAMS për të ndërtuar komponentë fleksibël. Metoda e tretë është zgjedhur në këtë studim sepse mund të pasqyrojë më mirë lëvizjen aktuale të trupave fleksibël. ANSYS përdoret për të modeluar përbërësin fleksibël, për të kryer analizën modale dhe për të gjeneruar një skedar neutral të modalitetit që përfshin parametra të ndryshëm dhe informacione rreth anëtarit fleksibël.

Për të demonstruar analizën, një mekanizëm paralel 3-RRRT përdoret si objekt hulumtues. Analiza modale është kryer në zinxhirët e degëve të mekanizmit duke përdorur ANSYS, dhe rezultatet shndërrohen në anëtarë fleksibël në Adams. Mekanizmi përbëhet nga një platformë fikse, tre zinxhirë degë dhe një platformë lëvizëse. Eachdo zinxhir degësh është i përbërë nga shufra, varet rrotulluese dhe çifte lëvizëse. Konsiderohet fleksibiliteti i shufrave, ndërsa përbërësit e tjerë trajtohen si trupa të ngurtë. Pairsiftet e drejtimit janë vendosur si pjesë e drejtimit, dhe mekanizmi është simuluar me shpejtësi të ulët dhe të lartë.

Analiza zbulon se boshllëqet e varet kanë një ndikim të rëndësishëm në shpejtësinë dhe forcën e kontaktit të mekanizmave të ngurtë, ndërsa fleksibiliteti kryesisht ndikon në shpejtësinë dhe përshpejtimin e mekanizmit. Sa më i madh të jetë hendeku i varen, aq më i madh është amplituda e shpejtësisë dhe nxitimit ndryshon. Shpejtësia e drejtimit ndikon gjithashtu në performancën dinamike të mekanizmit, me shpejtësi më të larta që rezultojnë në ndryshime më të mëdha dhe më pak stabilitet. Sidoqoftë, pavarësisht nga faktorët ndikues, forca e kontaktit, shpejtësia dhe nxitimi gradualisht arrijnë një gjendje të qëndrueshme pasi të kalojnë ndryshimet e amplituda.

Si përfundim, dinamika e mekanizmave paralele me boshllëqe varet dhe fleksibiliteti janë konsiderata thelbësore në hartimin dhe prodhimin. Fleksibiliteti i përbërësve të mëdhenj të devijimit duhet të merret parasysh, dhe pastrimi i varet nuk mund të injorohet, veçanërisht për mekanizmat që funksionojnë me shpejtësi të mëdha. Duke kuptuar dhe adresuar këta faktorë, performanca dhe efikasiteti i sistemit mekanik mund të përmirësohet ndjeshëm.