Påverkan av bearbetningsfel på kvaliteten på raka runda flexibla gångjärn_hinge kunskap_talls

Det flexibla gångjärnet är en mekanisk komponent som använder den mikroelastiska deformation och återhämtningsegenskaper för metall. Det är en högupplöst transmissionsmekanism som möjliggör exakt positionering och finjustering. Det används vanligtvis i enheter som precisionspositioneringsplattformar, fotolitografiutrustning och skanningsdetekteringsmikroskop.

Det finns flera faktorer som kan påverka prestanda för flexibla gångjärn. Vid utformning av flexibla gångjärn görs vissa antaganden, såsom att anta att endast elastisk deformation inträffar vid gångjärnet och att resten av strukturen är styv. Det antas också att endast hörndeformation inträffar under drift, utan någon expansion eller andra deformationer. Själva gångjärnet har emellertid inneboende defekter, såsom att rotationens centrum inte fixeras, stresskoncentration och stresstorleksförändringar med ledens position. Materialegenskaperna och miljöfaktorerna kan också påverka gångjärnets prestanda.

I strukturell design är kombinationen av flera gångjärn och anslutningsstänger vanligt. Bearbetningsfelen mellan dessa kombinationer kan emellertid leda till kopplingsförskjutning av hörnen och raka linjer, vilket gör att mekanismens rörelse avviker från den önskade vägen. Det har förekommit omfattande analyser av felkällorna i flexibla gångjärnsmekanismer, inklusive diskussioner om materiell prestanda, storlek design, vibration, störningar, bearbetningsfel etc. Dessa analyser syftar till att förstå känsligheten för varje variabelt fel på prestandan för det flexibla gångjärnet.

Tidigare forskning har använt metoder som Taylor Series Expansion, Finite Element Method och numeriska simuleringar för att studera förskjutningsmekanismerna och kopplingen orsakade av tillverkningsfel i flexibla gångjärn. De flesta av dessa studier fokuserade emellertid på enskilda mekanismer och hade vissa begränsningar när det gäller omfattningen och resultaten.

Detta dokument fokuserar på analysen av tre bearbetningsfel i raka cirkulära flexibla gångjärn: positioneringsfelet för snittbågen i Y -riktningen, positioneringsfelet för snittbågen i X -riktningen och vinkelfelet för bågens axel. Styvhetsberäkningsformlerna för varje typ av fel härleds och resultaten valideras med hjälp av ändlig elementanalys (FEA). Denna forskning ger värdefull insikt i parameterkonstruktionen och bearbetningen av gångjärn.

För att genomföra analysen upprättas en utskjutande strålstrukturmodell med ANSYS -programvara. Olika designpunkter erhålls genom att modifiera felparametrarna, och simuleringsberäkningar utförs på dessa designpunkter för att erhålla styvhetsfel. Resultaten erhållna från numerisk analys och analys av ändlig element jämförs och visade sig vara i god överensstämmelse.

Resultaten visar att felen i placeringen av snittbågen i Y -riktningen och axellinjens vinkelrätskola har en betydande inverkan på styvheten hos det flexibla gångjärnet. Felen i placeringen av snittbågen i X -riktningen har ett mindre inflytande. Baserat på dessa fynd rekommenderas att man strikt kontrollerar positionsfelen i Y -riktningen och axellinjens vinkelrik, samtidigt som man överväger att minska värdet på T/R för att minimera påverkan av positioneringsfel i X -riktningen.

Sammanfattningsvis ger denna forskning en omfattande analys av bearbetningsfel i raka cirkulära flexibla gångjärn och deras påverkan på styvhet. De härledda styvhetsberäkningsformlerna och valideringen med hjälp av ändlig elementanalys bidrar till förståelsen av Hinge -parameterdesign och bearbetning. Ytterligare forskning kan genomföras för att utforska andra typer av bearbetningsfel och deras effekter på prestanda för flexibla gångjärn.