Ảnh hưởng của các lỗi gia công đến chất lượng của bản hing dài linh hoạt của vòng tròn

Bản lề linh hoạt là một thành phần cơ học sử dụng các đặc điểm biến dạng và phục hồi đàn hồi vi mô của kim loại. Đây là một cơ chế truyền có độ phân giải cao cho phép định vị chính xác và tinh chỉnh. Nó thường được sử dụng trong các thiết bị như nền tảng định vị chính xác, thiết bị quang khắc và kính hiển vi phát hiện quét.

Có một số yếu tố có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của bản lề linh hoạt. Khi thiết kế bản lề linh hoạt, một số giả định được thực hiện, chẳng hạn như giả định rằng chỉ có biến dạng đàn hồi xảy ra ở bản lề và phần còn lại của cấu trúc là cứng nhắc. Người ta cũng cho rằng chỉ có biến dạng góc xảy ra trong quá trình hoạt động, mà không có bất kỳ sự mở rộng hoặc biến dạng khác. Tuy nhiên, bản lề có các khiếm khuyết vốn có, chẳng hạn như trung tâm xoay không được cố định, nồng độ ứng suất và cường độ ứng suất thay đổi theo vị trí của khớp. Các tính chất vật chất và các yếu tố môi trường cũng có thể tác động đến hiệu suất của bản lề.

Trong thiết kế kết cấu, sự kết hợp của nhiều bản lề và thanh kết nối là phổ biến. Tuy nhiên, các lỗi xử lý giữa các kết hợp này có thể dẫn đến sự dịch chuyển của các góc và đường thẳng, khiến chuyển động của cơ chế đi chệch khỏi đường dẫn mong muốn. Đã có những phân tích toàn diện về các nguồn lỗi trong các cơ chế bản lề linh hoạt, bao gồm các cuộc thảo luận về hiệu suất vật liệu, thiết kế kích thước, rung, nhiễu, lỗi gia công, v.v. Các phân tích này nhằm mục đích hiểu độ nhạy của từng lỗi biến về hiệu suất của bản lề linh hoạt.

Nghiên cứu trước đây đã sử dụng các phương pháp như mở rộng loạt Taylor, phương pháp phần tử hữu hạn và mô phỏng số để nghiên cứu các cơ chế dịch chuyển và khớp nối do lỗi sản xuất trong bản lề linh hoạt. Tuy nhiên, hầu hết các nghiên cứu này tập trung vào các cơ chế riêng lẻ và có những hạn chế nhất định về phạm vi và kết quả thu được.

Bài viết này tập trung vào việc phân tích ba lỗi gia công theo bản lề linh hoạt tròn thẳng: lỗi định vị của vòng cung theo hướng Y, sai số định vị của vòng cung theo hướng X và sai số vuông góc của đường trung tâm của trục ARC. Các công thức tính toán độ cứng cho từng loại lỗi được lấy và kết quả được xác thực bằng phân tích phần tử hữu hạn (FEA). Nghiên cứu này cung cấp những hiểu biết có giá trị về thiết kế tham số và xử lý bản lề.

Để tiến hành phân tích, một mô hình cấu trúc chùm đúc hẫng được thiết lập bằng phần mềm ANSYS. Các điểm thiết kế khác nhau có được bằng cách sửa đổi các tham số lỗi và các tính toán mô phỏng được thực hiện trên các điểm thiết kế này để có được các lỗi độ cứng. Các kết quả thu được từ phân tích số và phân tích phần tử hữu hạn được so sánh và được tìm thấy là phù hợp tốt.

Kết quả cho thấy các lỗi trong định vị của vòng cung theo hướng Y và độ vuông góc của đường trục có tác động đáng kể đến độ cứng của bản lề linh hoạt. Các lỗi trong định vị của vòng cung vết mổ theo hướng X có ảnh hưởng nhỏ hơn. Dựa trên những phát hiện này, nên kiểm soát nghiêm ngặt các lỗi định vị theo hướng Y và độ vuông góc của đường trục, đồng thời xem xét giảm giá trị của T/R để giảm thiểu tác động của các lỗi định vị theo hướng X.

Tóm lại, nghiên cứu này cung cấp một phân tích toàn diện về các lỗi gia công trong các bản lề linh hoạt tròn thẳng và tác động của chúng đối với độ cứng. Các công thức tính toán độ cứng dẫn xuất và xác nhận bằng cách sử dụng phân tích phần tử hữu hạn góp phần vào sự hiểu biết về thiết kế và xử lý tham số bản lề. Nghiên cứu sâu hơn có thể được thực hiện để khám phá các loại lỗi gia công khác và ảnh hưởng của chúng đối với hiệu suất của bản lề linh hoạt.