Resumo: A rixidez de rotación da bisagra flexible de rixidez cero é aproximadamente cero, o que supera o defecto de que as bisagras flexibles comúns requiren un par de accionamento e pódese aplicar a pinzas flexibles e outros campos. Tomando as bisagras flexibles do anel interior e exterior baixo a acción do par puro como subsistema de rixidez positiva, o mecanismo de investigación de rixidez negativa e a combinación de rixidez positiva e negativa pode construír unha bisagra flexible de rixidez cero. Propoñer un mecanismo de rotación de rixidez negativa——Mecanismo de resorte de manivela, modelouse e analizou as súas características negativas de rixidez; ao combinar a rixidez positiva e negativa, analizouse a influencia dos parámetros estruturais do mecanismo de resorte da manivela na calidade da rixidez cero; propuxo un resorte lineal con rixidez e tamaño personalizables——Corda de resorte de folla en forma de diamante, estableceuse o modelo de rixidez e realizouse a verificación de simulación de elementos finitos; finalmente, completouse o deseño, procesamento e proba dunha mostra compacta de bisagra flexible de rixidez cero. Os resultados das probas mostraron que: baixo a acción do par puro,±18°No intervalo de ángulos de rotación, a rixidez de xiro da bisagra flexible de rixidez cero é un 93% inferior á das bisagras flexibles do anel interior e exterior en media. A bisagra flexible de rixidez cero construída ten unha estrutura compacta e unha rixidez cero de alta calidade; o mecanismo de rotación de rixidez negativa proposto e o lineal O resorte ten un gran valor de referencia para o estudo do mecanismo flexible.

0 prefacio

Bisagra flexible (rodamento)

^[1-2]

Dependendo da deformación elástica da unidade flexible para transmitir ou converter movemento, forza e enerxía, foi amplamente utilizado no posicionamento de precisión e noutros campos. En comparación cos rodamentos ríxidos tradicionais, hai un momento de recuperación cando a bisagra flexible xira. Polo tanto, a unidade de accionamento debe proporcionar un par de saída para conducir e manter a rotación da bisagra flexible. Bisagra flexible de rixidez cero

^[3]

(Zero stiffness flexural pivot, ZSFP) é unha xunta rotativa flexible cuxa rixidez rotacional é aproximadamente cero. Este tipo de bisagra flexible pode permanecer en calquera posición dentro do intervalo de carreira, tamén coñecida como bisagra flexible de equilibrio estático

^[4]

, úsanse principalmente en campos como as pinzas flexibles.

Baseado no concepto de deseño modular do mecanismo flexible, todo o sistema de bisagra flexible de rixidez cero pódese dividir en dous subsistemas de rixidez positiva e negativa, e o sistema de rixidez cero pódese realizar mediante a combinación de rixidez positiva e negativa.

^[5]

. Entre eles, o subsistema de rixidez positiva adoita ser unha bisagra flexible de gran carreira, como unha bisagra flexible de caña cruzada

^[6-7]

, bisagra flexible xeneralizada de tres cruces

^[8-9]

e bisagras flexibles de anel interior e exterior

^[10-11]

etc. Na actualidade, a investigación sobre bisagras flexibles acadou moitos resultados, polo tanto, a clave para deseñar bisagras flexibles de rixidez cero é combinar módulos de rixidez negativa adecuados para bisagras flexibles[3].

As bisagras flexibles de anel interior e exterior (Pivotes de flexión de anel interior e exterior, IORFP) teñen excelentes características en termos de rixidez, precisión e deriva da temperatura. O módulo de rixidez negativa correspondente proporciona o método de construción da bisagra flexible de rixidez cero e, finalmente, completa o deseño, procesamento de mostras e probas da bisagra flexible de rixidez cero.

1 mecanismo de resorte de manivela

1.1 Definición de rixidez negativa

A definición xeral de rixidez K é a taxa de variación entre a carga F soportada polo elemento elástico e a deformación correspondente dx

K= dF/dx (1)

Cando o incremento de carga do elemento elástico é oposto ao signo do incremento de deformación correspondente, é unha rixidez negativa. Fisicamente, a rixidez negativa corresponde á inestabilidade estática do elemento elástico

^[12]

.Os mecanismos de rixidez negativa xogan un papel importante no campo do equilibrio estático flexible. Normalmente, os mecanismos de rixidez negativa teñen as seguintes características.

(1) O mecanismo reserva unha certa cantidade de enerxía ou sofre unha certa deformación.

(2) O mecanismo está nun estado crítico de inestabilidade.

(3) Cando o mecanismo está lixeiramente perturbado e sae da posición de equilibrio, pode liberar unha forza maior, que está na mesma dirección que o movemento.

1.2 Principio de construción da bisagra flexible de rixidez cero

A bisagra flexible de rixidez cero pódese construír usando a correspondencia de rixidez positiva e negativa, e o principio móstrase na Figura 2.

(1) Baixo a acción do par puro, as bisagras flexibles do anel interior e exterior teñen unha relación de par e ángulo de rotación aproximadamente lineal, como se mostra na figura 2a. Especialmente, cando o punto de intersección está situado no 12,73% da lonxitude da cana, a relación par-ángulo de rotación é lineal.

^[11]

, neste momento, o momento de restauración Mpivot (sentido horario) da bisagra flexible está relacionado co ángulo de rotación do rodamentoθ(en sentido contrario ás agullas do reloxo) a relación é

Mpivot=(8EI/L)θ (2)

Na fórmula, E é o módulo elástico do material, L é a lonxitude da palleta e I é o momento de inercia da sección.

(2) Segundo o modelo de rixidez rotacional das bisagras flexibles do anel interior e exterior, o mecanismo de xiro de rixidez negativa coincide e as súas características de rixidez negativa móstranse na figura 2b.

(3) En vista da inestabilidade do mecanismo de rixidez negativa

^[12]

, a rixidez da bisagra flexible de rixidez cero debe ser aproximadamente cero e maior que cero, como se mostra na figura 2c.

1.3 Definición do mecanismo de resorte da manivela

Segundo a literatura [4], pódese construír unha bisagra flexible de rixidez cero introducindo un resorte pre-deformado entre o corpo ríxido en movemento e o corpo ríxido fixo da bisagra flexible. Para a bisagra flexible do anel interior e exterior mostrada na FIG. 1, introdúcese un resorte entre o anel interior e o exterior, é dicir, introdúcese un mecanismo de manivela de resorte (SCM). Facendo referencia ao mecanismo deslizante da manivela que se mostra na Figura 3, os parámetros relacionados do mecanismo do resorte da manivela móstranse na Figura 4. O mecanismo manivela-resorte está composto por unha manivela e un resorte (establece a rixidez como k). o ángulo inicial é o ángulo incluído entre a manivela AB e a base AC cando o resorte non está deformado. R representa a lonxitude da manivela, l representa a lonxitude da base e define a relación de lonxitude da manivela como a relación de r a l, I .e. = r/l (0<<1).

A construción do mecanismo de manivela-resorte require a determinación de 4 parámetros: a lonxitude da base l, a relación de lonxitude da manivela, o ángulo inicial e a rixidez do resorte K.

A deformación do mecanismo de resorte da manivela baixo forza móstrase na Figura 5a, no momento M

_γ

Baixo a acción, a manivela móvese desde a posición inicial AB

_Beta

recorre a AB

_γ

, durante o proceso de rotación, o ángulo incluído da manivela en relación á posición horizontal

_γ

chamado ángulo de manivela.

A análise cualitativa mostra que a manivela xira desde AB (posición inicial, M & gamma; Cero) a AB0 (“punto morto”localización, M

_γ

é cero), o mecanismo da manivela-resorte ten unha deformación con características de rixidez negativas.

1.4 A relación entre o par e o ángulo de rotación do mecanismo de resorte da manivela

Na Fig. 5, o par M & gamma; no sentido horario é positivo, o ángulo da manivela & gamma; no sentido antihorario é positivo, e a carga de momento M modelase e analízase a continuación.

_γ

con ángulo de manivela

_γ

Dimensionase a relación entre o proceso de modelado.

Como se mostra na figura 5b, a ecuación de equilibrio de par para manivela AB & gamma está listado.

Na fórmula, F & gamma; é a forza de restauración do resorte, d & gamma; é F & gamma; ao punto A. Supón que a relación desprazamento-carga do resorte é

Na fórmula, K é a rixidez do resorte (non necesariamente un valor constante),δ

xγ

é a cantidade de deformación do resorte (acurtada a positiva),δ

xγ

=|B

_Beta

C| – |B

_γ

C|.

Tipo simultáneo (3)(5), momento M

_γ

con esquina

_γ

A relación é

1.5 Análise das características negativas de rixidez do mecanismo manivela-resorte

Para facilitar a análise das características negativas de rixidez do mecanismo cigüeñal-resorte (momento M

_γ

con esquina

_γ

relación), pódese supoñer que o resorte ten unha rixidez positiva lineal, entón a fórmula (4) pódese reescribir como

Na fórmula, Kconst é unha constante maior que cero. Despois de determinar o tamaño da bisagra flexible, tamén se determina a lonxitude l da base. Polo tanto, supoñendo que l é unha constante, a fórmula (6) pódese reescribir como

onde Kconstl2 é unha constante maior que cero e o coeficiente de momento m & gamma; ten unha dimensión dun. As características negativas de rixidez do mecanismo de manivela-resorte pódense obter analizando a relación entre o coeficiente de par m & gamma; e o ángulo de rotación & gamma.

A partir da ecuación (9), a Figura 6 mostra o ángulo inicial =π relación entre m & gamma; e relación de lonxitude da manivela e ángulo de rotación & gamma;, & isina;[0,1, 0,9],& gamma;& isin;[0, π]. A figura 7 mostra a relación entre m & gamma; e ángulo de rotación & gamma; para = 0,2 e diferente . A figura 8 mostra =π Cando, baixo diferentes , a relación entre m & gamma; e ángulo & gamma.

Segundo a definición do mecanismo de resorte da manivela (sección 1.3) e a fórmula (9), cando k e l son constantes, m & gamma; Só relacionado co ángulo & gamma;, relación de lonxitude da manivela e ángulo inicial da manivela.

(1) Se e só se & gamma; é igual a 0 ouπ ou ,m & gamma; é igual a cero; & gamma; & isin;[0, ],m & gamma; é maior que cero; & gamma; & isin;[π], m & gamma; menos de cero. & isin;[0, ],m & gamma; é maior que cero; & gamma;& isin;[π], m & gamma; menos de cero.

(2) & gamma; Cando [0, ], o ángulo de rotación & gamma; aumenta, m & gamma; aumenta de cero ao ángulo do punto de inflexión & gamma;0 toma o valor máximo m & gamma;max, e despois diminúe gradualmente.

(3) O rango característico de rixidez negativa do mecanismo de resorte da manivela: & gamma;& isin;[0, & gamma;0], neste momento & gamma; aumenta (en sentido antihorario) e o par M & gamma; aumenta (sentido horario). O ángulo do punto de inflexión & gamma;0 é o ángulo de rotación máximo da rixidez negativa característica do mecanismo de manivela-resorte e & gamma;0 & isin;[0, ];m & gamma;max é o máximo coeficiente de momento negativo. Dado e , a derivación da ecuación (9) produce & gamma;0

(4) canto maior sexa o ángulo inicial, & gamma; o maior 0, m

_γmáx

máis grande.

(5) canto maior sexa a relación de lonxitude, & gamma; o menor 0, m

_γmáx

máis grande.

En particular, =πAs características negativas de rixidez do mecanismo de resorte da manivela son as mellores (o rango de ángulo negativo de rixidez é grande e o par que se pode proporcionar é grande). =πAo mesmo tempo, en diferentes condicións, o ángulo máximo de rotación & gamma da rixidez negativa característica do mecanismo de resorte da manivela; 0 e o coeficiente de par negativo máximo m & gamma; Max aparece na táboa 1.

2 Construción de bisagra flexible de rixidez cero

A coincidencia de rixidez positiva e negativa do 2.1 móstrase na Figura 9, n (n 2) grupos de mecanismos de resorte de manivela paralelos distribúense uniformemente ao redor da circunferencia, formando un mecanismo de rixidez negativa combinado coas bisagras flexibles do anel interior e exterior.

Usando as bisagras flexibles do anel interior e exterior como subsistema de rixidez positiva, constrúe unha bisagra flexible de rixidez cero. Para conseguir unha rixidez cero, coincida coa rixidez positiva e negativa

simultánea (2), (3), (6), (11) e & gamma;=θ, a carga F & pódese obter gamma da primavera; e desprazamentoδA relación de x & gamma; é

Segundo a sección 1.5, o rango de ángulo de rixidez negativa do mecanismo de resorte da manivela: & gamma;& isin;[0, & gamma;0] e & gamma;0 & isin;[0, ], a carreira da bisagra flexible de rixidez cero será menor que & gamma;0, i.e. o resorte está sempre en estado deformado (δxγ≠0). O rango de rotación das bisagras flexibles do anel interior e exterior é±0,35 rad(±20°), simplificar as funcións trigonométricas sen & gamma; e cos & gamma; como segue

Despois da simplificación, a relación carga-desprazamento do resorte

2.2 Análise de erros do modelo de coincidencia de rixidez positiva e negativa

Avalía o erro causado polo tratamento simplificado da ecuación (13). Segundo os parámetros de procesamento reais da bisagra flexible de rixidez cero (sección 4.2): n = 3, l = 40 mm, =π, = 0,2,E = 73 GPa; As dimensións do anel interior e exterior do anel de bisagra flexible L = 46 mm, T = 0,3 mm, W = 9,4 mm; As fórmulas de comparación (12) e (14) simplifican a relación de desprazamento da carga e o erro relativo dos resortes dianteiro e traseiro, como se mostra nas figuras 10a e 10b respectivamente.

Como se mostra na Figura 10, & gamma; é inferior a 0,35 rad (20°), o erro relativo causado polo tratamento simplificado á curva carga-desprazamento non supera o 2,0% e a fórmula

O tratamento simplificado de (13) pódese usar para construír bisagras flexibles de rixidez cero.

2.3 Características de rixidez do resorte

Asumindo que a rixidez do resorte é K, o simultáneo (3), (6), (14)

Segundo os parámetros de procesamento reais da bisagra flexible de rixidez cero (sección 4.2), a curva de cambio da rixidez do resorte K co ángulo & gamma; móstrase na figura 11. En particular, cando & gamma;= 0, K toma o valor mínimo.

Para a comodidade do deseño e procesamento, o resorte adopta un resorte de rixidez positiva lineal e a rixidez é Kconst. En toda a carreira, se a rixidez total da bisagra flexible de rixidez cero é maior ou igual a cero, Kconst debería tomar o valor mínimo de K

A ecuación (16) é o valor de rixidez do resorte lineal de rixidez positiva ao construír a bisagra flexible de rixidez cero. 2.4 Análise da calidade de rixidez cero A relación carga-desprazamento da bisagra flexible de rixidez cero construída é

Pódese obter a fórmula simultánea (2), (8), (16).

Para avaliar a calidade da rixidez cero, o rango de redución da rixidez da bisagra flexible antes e despois de engadir o módulo de rixidez negativa defínese como o coeficiente de calidade de rixidez cero.η

η Canto máis preto do 100%, maior será a calidade da rixidez cero. A figura 12 é 1-η Relación coa relación de lonxitude da manivela e o ángulo inicial η É independente do número n de mecanismos paralelos de resorte de manivela e da lonxitude l da base, pero só está relacionado coa relación de lonxitude da manivela, o ángulo de rotación & gamma; e o ángulo inicial.

(1) O ángulo inicial aumenta e a calidade de rixidez cero mellora.

(2) A relación de lonxitude aumenta e a calidade de rixidez cero diminúe.

(3) Ángulo & gamma; aumenta, a calidade de rixidez cero diminúe.

Para mellorar a calidade de rixidez cero da bisagra flexible de rixidez cero, o ángulo inicial debería ter un valor maior; a relación de lonxitude da manivela debe ser o máis pequena posible. Ao mesmo tempo, segundo os resultados da análise da sección 1.5, se é demasiado pequeno, a capacidade do mecanismo de resorte da manivela para proporcionar rixidez negativa será débil. Para mellorar a calidade de rixidez cero da bisagra flexible de rixidez cero, o ángulo inicial =π, relación de lonxitude da manivela = 0,2, é dicir, os parámetros de procesamento reais da sección 4.2 bisagra flexible de rixidez cero.

Segundo os parámetros de procesamento reais da bisagra flexible de rixidez cero (sección 4.2), a relación torque-ángulo entre as bisagras flexibles do anel interior e exterior e a bisagra flexible de rixidez cero móstrase na Figura 13; a diminución da rixidez é o coeficiente de calidade de rixidez ceroηA relación co recuncho & gamma; móstrase na figura 14. Na figura 14: en 0,35 rad (20°) rango de rotación, a rixidez da bisagra flexible de rixidez cero redúcese nunha media do 97%; 0,26 rad(15°) esquinas, redúcese nun 95%.

3 Deseño de resorte lineal de rixidez positiva

A construción da bisagra flexible de rixidez cero adoita ser despois de determinar o tamaño e a rixidez da bisagra flexible e, a continuación, invírtese a rixidez do resorte no mecanismo de resorte da manivela, polo que os requisitos de rixidez e tamaño do resorte son relativamente estritos. Ademais, o ángulo inicial =π, da Figura 5a, durante a rotación da bisagra flexible de rixidez cero, o resorte está sempre en estado comprimido, é dicir“Resorte de compresión”.

A rixidez e o tamaño dos resortes de compresión tradicionais son difíciles de personalizar con precisión, e moitas veces é necesario un mecanismo de guía nas aplicacións. Por iso, proponse un resorte cuxa rixidez e tamaño se poidan personalizar——Corda de resorte de folla en forma de diamante. A corda de resorte de folla en forma de diamante (Figura 15) está composta por múltiples resortes de folla en forma de diamante conectados en serie. Ten as características de deseño estrutural libre e alto grao de personalización. A súa tecnoloxía de procesamento é consistente coa das bisagras flexibles, e ambas son procesadas mediante un corte de fío de precisión.

3.1 Modelo de desprazamento de carga de corda de resorte de folla en forma de diamante

Debido á simetría do resorte de folla rómbico, só hai que someter un resorte de folla á análise de tensión, como se mostra na Figura 16. α é o ángulo entre a cana e a horizontal, a lonxitude, a anchura e o grosor da cana son Ld, Wd, Td respectivamente, f é a carga dimensionalmente unificada sobre o resorte de lámina romboidal,δy é a deformación do resorte de folla rómbico na dirección y, a forza fy e o momento m son cargas equivalentes no extremo dunha única cana, fv e fw son forzas compoñentes de fy no sistema de coordenadas wov.

Segundo a teoría da deformación do feixe de AWTAR[13], a relación carga-desprazamento unificada dimensionalmente de caña única

Debido á relación de restrición do corpo ríxido sobre a cana, o ángulo final da cana antes e despois da deformación é cero, é dicir.θ = 0. Simultáneo (20)(22)

A ecuación (23) é o modelo de unificación dimensional carga-desprazamento do resorte de lámina rómbico. n2 resortes de folla rómbico están conectados en serie, e o seu modelo de carga-desprazamento é

Da fórmula (24), candoαCando d é pequeno, a rixidez da corda de resorte de folla en forma de diamante é aproximadamente lineal baixo dimensións típicas e cargas típicas.

3.2 Verificación do modelo mediante simulación de elementos finitos

Realízase a verificación por simulación de elementos finitos do modelo de desprazamento de carga do resorte de lámina en forma de diamante. Usando ANSYS Mechanical APDL 15.0, os parámetros de simulación móstranse na Táboa 2 e aplícase unha presión de 8 N ao resorte de folla en forma de diamante.

Na fig. 17 (dimensionalización). Para catro resortes de folla de rombo con diferentes ángulos de inclinación, o erro relativo entre o modelo e os resultados da simulación de elementos finitos non supera o 1,5%. Verificouse a validez e precisión do modelo (24).

4 Deseño e proba de bisagra flexible de rixidez cero

4.1 Deseño de parámetros de bisagra flexible de rixidez cero

Para deseñar unha bisagra flexible de rixidez cero, os parámetros de deseño da bisagra flexible deben determinarse primeiro segundo as condicións de servizo e, a continuación, os parámetros relevantes do mecanismo de resorte da manivela deben calcularse inversamente.

4.1.1 Parámetros de bisagra flexibles

O punto de intersección das bisagras flexibles do anel interior e exterior sitúase ao 12,73% da lonxitude da cana, e os seus parámetros móstranse na táboa 3. Substituíndo na ecuación (2), a relación par-ángulo de rotación das bisagras flexibles do anel interior e exterior é

4.1.2 Parámetros do mecanismo de rixidez negativa

Como se mostra na fig. 18, tomando o número n de mecanismos de resorte de manivela en paralelo como 3, a lonxitude l = 40 mm está determinada polo tamaño da bisagra flexible. segundo a conclusión da sección 2.4, o ángulo inicial =π, relación de lonxitude da manivela = 0,2. Segundo a ecuación (16), a rixidez do resorte (i.e. corda de resorte de lámina de diamante) é Kconst = 558,81 N/m (26)

4.1.3 Parámetros de corda de resorte de folla de diamante

por l = 40 mm, =π, = 0,2, a lonxitude orixinal do resorte é de 48 mm e a deformación máxima (& gamma;= 0) é de 16 mm. Debido ás limitacións estruturais, é difícil que unha soa lámina de rombo produza unha deformación tan grande. Usando catro resortes de lámina de rombo en serie (n2 = 4), a rixidez dun único resorte de lámina de rombo é

Kd=4Kconst=2235,2 N/m (27)

Segundo o tamaño do mecanismo de rixidez negativa (Figura 18), dada a lonxitude da cana, o ancho e o ángulo de inclinación da cana do resorte de folla en forma de diamante, a cana pódese deducir da fórmula (23) e da fórmula de rixidez (27) de o resorte de follas en forma de diamante Espesor. Os parámetros estruturais dos resortes de folla de rombo están listados na táboa 4.

superficie4

En resumo, determináronse os parámetros da bisagra flexible de rixidez cero baseados no mecanismo de resorte da manivela, como se mostra na táboa 3 e na táboa 4.

4.2 Deseño e procesamento da mostra de bisagra flexible de rixidez cero Consulte a literatura [8] para coñecer o método de procesamento e proba da bisagra flexible. A bisagra flexible de rixidez cero está composta por un mecanismo de rixidez negativa e unha bisagra flexible de anel interior e exterior en paralelo. O deseño estrutural móstrase na figura 19.

Tanto as bisagras flexibles do anel interior como o exterior e as cordas de resorte de folla en forma de diamante son procesadas por máquinas ferramentas de corte de fío de precisión. As bisagras flexibles do anel interior e exterior son procesadas e montadas en capas. A figura 20 é a imaxe física de tres conxuntos de cordas de resorte de folla en forma de diamante, e a figura 21 é a imaxe de rixidez cero ensamblada. A imaxe física da mostra de bisagra flexible.

4.3 A plataforma de proba de rixidez de xiro da bisagra flexible de rixidez cero Referíndose ao método de proba de rixidez de xiro en [8], constrúese a plataforma de proba de rixidez de xiro da bisagra flexible de rixidez cero, como se mostra na Figura 22.

4.4 Tratamento experimentais de datos e análise de erros

A rixidez xiratoria das bisagras flexibles do anel interior e exterior e das bisagras flexibles de rixidez cero foi probada na plataforma de proba, e os resultados da proba móstranse na Figura 23. Calcule e debuxe a curva de calidade de rixidez cero da bisagra flexible de rixidez cero segundo a fórmula (19), como se mostra na Fig. 24.

Os resultados da proba mostran que a rixidez rotacional da bisagra flexible de rixidez cero é próxima a cero. En comparación coas bisagras flexibles do anel interior e exterior, a bisagra flexible de rixidez cero±0,31 rad(18°) a rixidez reduciuse nunha media do 93 %; 0,26 rad (15°), a rixidez redúcese nun 90%.

Como se mostra nas figuras 23 e 24, aínda hai unha certa diferenza entre os resultados da proba da calidade de rixidez cero e os resultados do modelo teórico (o erro relativo é inferior ao 15%), e as principais razóns do erro son as seguintes.

(1) O erro de modelo causado pola simplificación de funcións trigonométricas.

(2) Fricción. Hai fricción entre a corda de resorte de folla de diamante e o eixe de montaxe.

(3) Erro de procesamento. Hai erros no tamaño real da cana, etc.

(4) Erro de montaxe. O espazo entre o orificio de instalación da corda de resorte de folla en forma de diamante e o eixe, o espazo de instalación do dispositivo de plataforma de proba, etc.

4.5 Comparación do rendemento cunha bisagra flexible de rixidez cero típica Na literatura [4], construíuse unha bisagra flexible de rixidez cero ZSFP_CAFP utilizando un pivote de flexión de eixe transversal (CAFP), como se mostra na Figura 25.

Comparación da bisagra flexible de rixidez cero ZSFP_IORFP (Fig. 21) e ZSFP_CAFP (Fig. 25) construído usando as bisagras flexibles do anel interior e exterior

(1) ZSFP_IORFP, a estrutura é máis compacta.

(2) O rango de esquina de ZSFP_IORFP é pequeno. O rango de esquina está limitado polo rango de esquina da propia bisagra flexible; o rango de esquina de ZSFP_CAFP80°, ZSFP_IORFP intervalo de esquina40°.

(3) ±18°No rango de esquinas, ZSFP_IORFP ten unha calidade superior de rixidez cero. A rixidez media de ZSFP_CAFP redúcese nun 87 % e a rixidez media de ZSFP_IORFP redúcese nun 93 %.

5 conclusión

Tomando a bisagra flexible dos aneis interior e exterior baixo un par puro como subsistema de rixidez positiva, realizouse o seguinte traballo para construír unha bisagra flexible de rixidez cero.

(1) Propor un mecanismo de rotación de rixidez negativa——Para o mecanismo de resorte da manivela, estableceuse un modelo (Fórmula (6)) para analizar a influencia dos parámetros estruturais nas súas características negativas de rixidez e deuse o rango das súas características negativas de rixidez (táboa 1).

(2) Ao combinar as rixidez positiva e negativa, obtéñense as características de rixidez do resorte no mecanismo do resorte da manivela (Ecuación (16)) e establécese o modelo (Ecuación (19)) para analizar o efecto dos parámetros estruturais. do mecanismo de resorte da manivela sobre a calidade de rixidez cero da bisagra flexible de rixidez cero Influencia, teoricamente, dentro da carreira dispoñible da bisagra flexible dos aneis interior e exterior (±20°), a redución media da rixidez pode chegar ao 97%.

(3) Propor unha rixidez personalizable“primavera”——Estableceuse unha corda de resorte de folla en forma de diamante para establecer o seu modelo de rixidez (ecuación (23)) e verificouse polo método de elementos finitos.

(4) Completou o deseño, procesamento e proba dunha mostra de bisagra flexible compacta de rixidez cero. Os resultados das probas mostran que: baixo a acción do par puro, o36°No rango de ángulos de rotación, en comparación coas bisagras flexibles do anel interior e exterior, a rixidez da bisagra flexible de rixidez cero redúcese nun 93% de media.

A bisagra flexible de rixidez cero construída só está baixo a acción do par puro, que pode realizar“rixidez cero”, sen considerar o caso de soportar condicións de carga complexas. Polo tanto, a construción de bisagras flexibles de rixidez cero en condicións de carga complexas é o foco de máis investigación. Ademais, reducir a fricción que existe durante o movemento das bisagras flexibles de rixidez cero é unha dirección de optimización importante para as bisagras flexibles de rixidez cero.

referencias

[1] HOWELL L L. Mecanismos de conformidade [M]. Nova York: John Wiley&Sons, Inc, 2001.

[2] Yu Jingjun, Pei Xu, Bi Shusheng, etc. Progreso da investigación sobre métodos de deseño do mecanismo de bisagra flexible[J]. Chinese Journal of Mechanical Engineering, 2010, 46 (13): 2-13. Y u jin campión, PEI X U, convocatoria BIS, ETA arriba. Estado das artes do método de deseño para mecanismos de flexión[J]. Revista de Enxeñaría Mecánica, 2010, 46(13):2-13.

[3] MORSCH F M, Herder J L. Deseño dunha xunta xenérica conforme a rixidez cero[C]// ASME International Design Engineering Conferences. 2010:427-435.

[4] MERRIAM E G, Howell LL. Aproximación adimensional para o equilibrio estático de flexións rotacionais [J]. Mecanismo & Teoría de máquinas, 2015, 84(84):90-98.

[5] HOETMER K, Woo G, Kim C, et al. Bloques de construción de rixidez negativa para mecanismos compatibles con equilibrio estático: deseño e probas[J]. Revista de Mecanismos & Robótica, 2010, 2(4):041007.

[6] JENSEN B D, Howell L L. Modelado de pivotes de flexión transversais [J]. Mecanismo e teoría da máquina, 2002, 37(5):461-476.

[7] WITTRICK W H. As propiedades dos pivotes de flexión cruzados e a influencia do punto no que se cruzan as tiras[J]. The Aeronautical Quarterly, 1951, II: 272-292.

[8] l IU l, BIS, yang Q, ETA. Deseño e experimentación de pivotes xeneralizados de flexión de resorte triple cruzado aplicados aos instrumentos de ultraprecisión[J]. Review of Scientific Instruments, 2014, 85(10): 105102.

[9] Yang Qizi, Liu Lang, Bi Shusheng, etc. Investigación sobre as características de rixidez rotacional de bisagras flexibles de lengüeta de tres cruces xeneralizadas [J]. Chinese Journal of Mechanical Engineering, 2015, 51 (13): 189-195.

yang Q I palabra, l IU Lang, voz BIS, ETA. Caracterización da rixidez rotacional de pivotes de flexión de resorte triple cruzado xeralizados [J]. Revista de Enxeñaría Mecánica, 2015, 51(13):189-195.

[10] l IU l, Zhao H, BIS, ETA. Investigación da comparación de rendemento da estrutura da topoloxía de pivotes de flexión de resorte cruzado[C]// ASME 2014 International Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference, agosto 17–20, 2014, Buffalo, Nova York, Estados Unidos. ASME, 2014 : V05AT08A025.

[11] l IU l, BIS, yang Q. Características de rixidez do interior–Pivotes de flexión do anel exterior aplicados aos instrumentos de ultraprecisión[J]. ARQUIVO Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part C Journal of Mechanical Engineering Science 1989-1996 (vols 203-210), 2017:095440621772172.

[12] SANCHEZ J A G. Criterios para o equilibrio estático dos mecanismos de conformidade[C]// ASME 2010 International Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference, agosto 15–18, 2010, Montreal, Quebec, Canadá. ASME, 2010:465-473.

[13] AWTAR S, Sen S. Un modelo de restricións xeneralizadas para flexións de vigas bidimensionais: formulación de enerxía de deformación non lineal [J]. Journal of Mechanical Design, 2010, 132: 81009.

Sobre o autor: Bi Shusheng (autor correspondente), home, nacido en 1966, doutor, profesor, supervisor de doutoramento. A súa principal dirección de investigación é un mecanismo totalmente flexible e un robot biónico.

Que tipo de mellor pista para portas corredizas do armario hai?

Prezo de portas corredizas do armario part1

As portas deslizantes do armario de boa calidade teñen un alto contido técnico, pero é difícil que os consumidores as identifiquen pola aparencia. De feito, pode sentir e experimentar o seu efecto de deslizamento en persoa. As portas deslizantes do armario de boa calidade non serán demasiado esvaradíos ao deslizarse. Lixeiro e non demasiado pesado, pero cun certo peso da porta, non hai vibracións ao deslizarse, lisa e texturizada. O prezo das portas deslizantes do garda-roupa sempre se verá afectado polo material, o tamaño e a marca, polo que a franxa de prezos é relativamente grande. O prezo da porta deslizante do garda-roupa

part2 Material de portas corredizas do armario

Na actualidade, o material das portas corredeiras do garda-roupa é basicamente taboleiro de melamina, e algúns teñen forma de taboleiro e vidro. As táboas de melamina domésticas como Lushuihe son boas. As portas corredizas do armario a medida e a fabricación in situ teñen as súas propias vantaxes. , hai basicamente estilos que se poden seleccionar para patróns feitos a medida e que se poden cambiar de forma flexible no lugar. Debes prestar atención á selección de portas feitas a medida para evitar que estean de mala calidade. Material de portas corredizas do armario

tamaño de porta corrediza do armario part3

O tamaño da caixa de vías na parte superior da porta corredeira debe ser de 12 cm de alto e 9 cm de ancho. Do mesmo xeito que unha caixa de cortina, unha pista está instalada na caixa de pista e a porta deslizante pódese colgar na pista. Cando a altura da porta é inferior a 1,95 metros, a xente séntese moi deprimida. Polo tanto, ao facer unha porta corredeira, a altura debe ser de polo menos 19512=207 cm. O tamaño da porta corredeira do armario

parte 4 pista para portas corredizas do armario

Ao instalar a pista de porta deslizante, fixe a pista superior, colgue 3 puntos nos dous extremos e o punto medio da pista superior cun cono de gravidade (martelo de suspensión), debuxe unha superficie fixa de 3,3 puntos no chan cunha pluma de aceite. , instale a pista superior e, a continuación, enfronte a pista superior. Coloque un martelo colgante no chan no punto central da pista, coloque liñas verticais nos dous extremos da pista e fixe a pista inferior nestes tres puntos para garantir que as vías superior e inferior estean completamente paralelas e que a porta corredeira estea no mellor estado. pista para portas corredizas do armario

Método de mantemento de portas corredizas do armario Como instalar o carril deslizante da porta deslizante do armario Precaucións de instalación

1. Resumo dos métodos de mantemento das portas corredeiras do armario

1. Mantemento de portas corredizas do armario - método convencional

(1) Hai un parafuso na parte superior da porta da porta deslizante do carril colgante, que se usa principalmente para fixar o carril deslizante. Despois de quitar os parafusos a ambos os dous lados da porta, intente levantar a porta e fixala na posición correspondente e, a continuación, use un desaparafusador para fixar o carril deslizante. Desliza cara a fóra na dirección oposta da pista.

(2) Cando as dúas poleas están separadas, a porta caerá automaticamente. Debes mantelo só, non ferir á xente e non golpear directamente o chan. Os accesorios necesarios para portas e ventás corredeiras teñen poleas. Debido á calidade diferente, o prezo é moi diferente. gran diferenza.

(3) As portas e fiestras rotas de vidro oco illados térmicamente custan en xeral uns 7 yuans cada unha. A vida útil da polea é limitada. Despois dun certo número de anos de uso, cómpre comprobalo vostede mesmo.

2. Mantemento de portas corredizas do armario - método xeral

Despois de separar a polea, non xire a dirección da polea, atopará unha pequena pista na parte superior da porta deslizante, este é o problema do fallo, intente usar o método para arranxar a porta e, a continuación, instálea de novo segundo o método orixinal.

3. Mantemento de portas corredizas do armario - mantemento profesional

(1) Se realmente non podes resolvelo por ti mesmo, podes atopar un servizo posvenda mestre para solucionalo. Este é o contido do servizo que debes gozar e podes aforrar unha cantidade de diñeiro.

(2) Ao instalar a porta deslizante do carril colgante, débese deixar o ancho de dúas portas. Cando o espazo dianteiro e traseiro é relativamente pequeno, podes considerar usar a porta deslizante de carril colgante.

(3) Ao instalar portas corredizas, intente reducir a causa do ruído. A calidade do carril colgante debe ser boa e a capacidade de carga debe ser forte, se non, afectará o uso posterior.

2. Asuntos que precisan atención na instalación de raíles corredizos de portas de armario

1. A porta corredeira está en contacto coa parede ou ambos os dous lados do corpo do armario. Na posición de contacto, non debe haber outros obxectos que bloqueen o peche da porta deslizante.

2. A posición do caixón no armario debe evitar a intersección de portas deslizantes e debe estar 1 cm máis alta que a placa inferior; o caixón do armario da porta abatible debe estar a polo menos 15 cm da parede lateral, preste atención ao interruptor de alimentación e ao enchufe da parede, se está bloqueado. Cando a porta corredeira está pechada, a súa posición debe modificarse a tempo segundo .

Agora a personalización de toda a casa prevalece no mercado, moitas marcas e non marcas están tolos por instalarse, o prezo do mercado é caótico e a calidade tamén é desigual. Vexamos en que se debe prestar atención á hora de elixir mobles personalizados?

O segundo accesorios de hardware poleas e carrís guía

Ademais das placas, os mobles feitos a medida son hardware, as placas representan unha gran proporción, pero o papel do hardware tamén é o toque final. A calidade do hardware afecta directamente a vida útil dos mobles. Hai moitos máis tipos de hardware que placas no mercado. Moitos, hoxe botamos unha ollada a un dos rolos e carrís de poleas de portas corredizas do garda-roupa.

As poleas e carrís guía do armario de portas corredizas son os accesorios máis utilizados, polo que a súa calidade incide directamente na vida útil do armario. A calidade tamén é desigual no mercado, e hai todo tipo de prezos. Entón, que debería ter exactamente? As funcións e os materiais poden satisfacer as necesidades do público.

A pista da porta deslizante pódese dividir aproximadamente en: dúas direccións pódense empurrar e tirar, empuxar e tirar unidireccionalmente e estilo de dobramento, os clientes poden escoller segundo a situación real.

A polea da polea da pista de correr é un accesorio moi importante na porta de correr. Ao comprar, debes saber cal é o teu material. O material da polea actual divídese en tres tipos: polea de plástico, que é dura pero fráxil. Uso Despois dun período de tempo, a porta deslizante non será lisa; a calidade da polea metálica é mellor, pero o ruído é moi alto; a polea de vidro é a mellor destas tres poleas, cunha excelente dureza e resistencia ao desgaste, e é moi cómodo para empurrar e tirar, e ten unha longa vida útil.

Os carrís guía de portas deslizantes son máis importantes para as portas deslizantes. A calidade do material diferente afecta a diferente calidade e efecto de uso das portas deslizantes, e a vida útil dos materiais de portas deslizantes de alta calidade será máis longa. O máis importante para a pista é se pode ser compatible con A polea encaixa perfectamente e o tamaño é o correcto. Isto é o máis importante. Tal porta deslizante desliza suavemente, ten unha boa absorción de choques e resistencia ao ruído e ten un mellor efecto de silencio. Cando os consumidores elixen carrís de portas corredizas, deben. Para elixir un carril de guía de boa calidade axeitado para o seu tipo de casa, elixir un carril de guía que sexa resistente ao desgaste, que non sexa fácil de deformar e que teña unha boa sensación de tracción.

Para outros detalles, debe preguntarse claramente se os carrís guía e as poleas son fáciles de limpar, se son silenciosos, se hai peches e estruturas internas, se son resistentes ás altas temperaturas e á oxidación. Cal é o tamaño da pista da porta corredeira do armario?

A pista xeral da porta deslizante é de 84 mm e a posición xeralmente reservada é de 100 mm. Agora hai un ancho de vía de 70 mm, pero o marco da porta deslizante correspondente a esta vía tamén está igualado.

A altura da porta é preferiblemente superior a 207 cm, para que toda a sala non pareza demasiado deprimente. O mellor tamaño da pista de porta deslizante é duns 80 cm por 200 cm, polo que a altura da porta é moi estable e ten un bo aspecto.

Os consumidores deben saber cales son as pistas dispoñibles antes de coñecer o tamaño da pista da porta deslizante. A pista da porta de correr pódese dividir aproximadamente en: a pista que se pode empurrar e tirar en dúas direccións, a unidireccional e a porta deslizante plegable. Entre estes tres tipos, a porta deslizante plegable A porta aforrará espazo. Se o consumidor decide facer unha porta corredeira, a altura da porta debe seleccionarse por encima dos 207 cm, para que toda a sala non pareza demasiado deprimente. O mellor tamaño de pista de portas de correr é de 80 cm x Cunha altura duns 200 cm, a porta é moi estable e ten un bo aspecto.

Por suposto, tamén hai moitas casas grandes (representacións de decoración de casas grandes). Se estes consumidores queren facer un tamaño de pista de porta deslizante moi alto, deberían prestarlle atención, porque a porta é moi alta e, se a miúdo se empurra e tira, a propia porta danarase. Se é demasiado alto, será inestable e será máis probable que se caia a porta. Se algunhas portas corredizas están ben feitas, pode facer que a xente vexa visualmente que a sala se fai máis grande, por exemplo, na cociña (representacións de decoración da cociña) usando a porta corredeira aberta, que non só ten o tratamento de partición (representacións de decoración de partición). ), pero tamén fai que todo o espazo sexa máis grande. Polo tanto, os consumidores deberían prestar máis atención á elección dos materiais das portas deslizantes. As portas deslizantes de diferentes materiais teñen diferentes efectos, pero é mellor non escoller vidro totalmente transparente, que é propenso á contaminación lumínica.

No mercado existen tres tipos de poleas: poleas de plástico, poleas metálicas e poleas de fibra de vidro. Por exemplo, algunhas grandes marcas como portas e ventás Meizhixuan usan poleas de fibra de vidro de carbono.

1. A polea metálica ten unha capacidade de carga moi forte e pode soportar unha gran forza de fricción e presión, e non é fácil de deformar.

2. A roda de goma está feita de fibra de vidro de carbono ou material de nailon, o que pode facer que as actividades de empuxe e tracción sexan moi suaves e non é fácil emitir sons de fricción duros.

3. Rolos de fibra de vidro, este material é o máis común no uso de portas deslizantes do armario, porque non é fácil de deformar e o deslizamento tamén é moi suave.

Información ampliada:

As poleas de fibra de vidro son boas. Na actualidade, hai en xeral dous tipos de poleas no mercado: poleas de plástico e poleas de fibra de vidro. As poleas de plástico son duras, pero son fáciles de romper. Despois de moito tempo de uso, converteranse en astrinxentes e a sensación de empuxe-pull será moi pobre. O prezo Tamén é máis barato; a polea de fibra de vidro ten unha boa dureza, resistencia ao desgaste, deslizamento suave e durabilidade. Ao mercar, asegúrese de recoñecer o material da polea.

Asuntos que precisan atención na instalación de pistas de portas corredizas do armario

Hoxe en día, a todas as familias gústalles personalizar os armarios. Como a fachada do garda-roupa, a porta de correr é o factor máis intuitivo que afecta o estilo e o aspecto xeral do garda-roupa, e a porta de correr tamén é unha das partes do garda-roupa que teñen máis probabilidades de entrar en contacto co corpo humano e cos obxectos. na vida real. Para Moitos consumidores teñen certa confusión sobre a instalación de portas corredizas de garda-roupa. O núcleo da instalación de portas deslizantes do armario reside na instalación de pistas. Polo tanto, permíteme presentarche a continuación.

Instalación de carril de portas corredizas de armario

Explicación detallada.

A pista da porta de correr é o compoñente principal da porta de correr. O máis importante para instalar a porta corredeira é

Instalación de carril de portas corredizas de armario

, a instalación da vía está case completa.

1. O tamaño da caixa de vías na parte superior da porta corredeira debe ser de 12 cm de alto e 9 cm de ancho. Do mesmo xeito que unha caixa de cortina, unha pista está instalada na caixa de pista e a porta deslizante pódese colgar na pista. Cando a altura da porta é inferior a 1,95 metros, fai que a xente se sinta deprimida. Polo tanto, ao facer unha porta corredeira, a altura debe ser de polo menos 19512=207 cm ou máis.

2. O tamaño dourado dunha porta normal é duns 80 cm 200 cm. Baixo esta estrutura, a porta é relativamente estable e fermosa. Polo tanto, a relación entre o ancho e a altura da porta deslizante debe ser similar ao tamaño dourado.

3. Use con precaución a porta deslizante desde o chan ata a parte superior (caixa aberta de pista). Debido ao balance excesivo ao empurrar e tirar, a porta deslizante é fácil de deformar co paso do tempo. Despois da deformación, a porta non se pode abrir, o que significa que non se pode reparar e non se pode usar.

4. Finalmente, instale a pista da porta deslizante: fixe a pista superior, colgue 3 puntos nos dous extremos e o punto medio da pista superior cun cono de gravidade (martelo de suspensión), debuxe unha superficie fixa de 3,3 puntos no chan cun aceite. bolígrafo, instale a pista superior e, a continuación, coloque un martelo colgante no chan contra o punto central da pista superior, coloque liñas verticais nos dous extremos da pista e fixe a pista inferior nestes 3 puntos para garantir que as pistas superiores e inferiores son completamente paralelas e a porta corredeira está na mellor posición. Estado.

para garantir

Instalación de carril de portas corredizas de armario

O progreso suave, ten que prestar atención aos seguintes puntos

1. Dado que a porta deslizante está en contacto coa parede ou con ambos os dous lados do corpo do armario, non debería haber outros obxectos que bloqueen o peche da porta deslizante na posición de contacto. Por exemplo, a posición do caixón no armario debe evitar a intersección de portas deslizantes e ser máis alta que a placa inferior Polo menos 1 cm; o caixón do armario da porta abatible está a unha distancia de polo menos 15 cm da parede lateral. Aquí, preste especial atención ao interruptor de alimentación e ao enchufe da parede. Se o peche da porta corredeira está bloqueado, a posición do interruptor e do enchufe debe cambiarse.

2. Non importa o material que fagas no chan, debes asegurarte de que estea nivelado, e as catro paredes da abertura da porta tamén deben manterse horizontais e verticais. En caso contrario, a porta estará sesgada despois da instalación. O erro axustable non é superior a 10 mm.

3. Non instale a liña de esquina na posición de instalación. A liña de xeso pódese instalar na placa de selado por riba do armario. Se a porta está directamente na parte superior, non instale a liña de xeso. Para alfombras cun grosor inferior a 5 mm, corte a alfombra no lugar e péguea directamente Se a alfombra cun grosor superior a 5 mm está instalada no carril inferior, pódese fixar directamente na alfombra con parafusos. ; se se instala cun único carril, a alfombra na posición debe ser cortada e unha tira de madeira de 3-5 mm de espesor colócase previamente na alfombra, de xeito que O monocarril pegue directamente na parte superior.

Por último, un caluroso recordatorio,

pista para portas corredizas do armario

É importante, así o estamos facendo

Instalación de carril de portas corredizas de armario

É mellor ser máis cauteloso. Espero que a instalación de pistas de portas corredizas do armario que presentei hoxe sexa útil para todos.

Cales son os pasos de instalación do armario con portas corredizas

Pasos de instalación de portas corredizas do armario;

1. O tamaño da caixa de vías na parte superior da porta corredeira debe ser de 12 cm de alto e 9 cm de ancho. Do mesmo xeito que unha caixa de cortina, unha pista está instalada na caixa de pista e a porta deslizante pódese colgar na pista. Cando a altura da porta é inferior a 1,95 metros, fai que a xente se sinta moi deprimida. Polo tanto, ao facer unha porta corredeira, a altura debe ser de polo menos 19512=207 cm.

2. O tamaño dourado dunha porta normal é duns 80 cm x 200 cm. Baixo esta estrutura, a porta é relativamente estable e fermosa ao mesmo tempo. Polo tanto, a relación entre o ancho e a altura da porta deslizante debe ser similar ao tamaño dourado.

3. Use a porta deslizante desde o chan ata a parte superior con precaución (abrir a caixa de pista). Debido ao balance excesivo ao empurrar e tirar, a porta deslizante é fácil de deformar co paso do tempo. Despois da deformación, a porta non se pode abrir, o que significa que non se pode reparar e non se pode usar.

4. Ao instalar a pista de porta deslizante, fixe a pista superior, colgue 3 puntos nos dous extremos e o punto medio da pista superior cun cono de gravidade (martelo colgante) e debuxe unha superficie fixa de 3,3 puntos no chan cunha pluma de aceite, instale a pista superior e, a continuación, coloque un martelo colgante no chan no centro da pista superior, coloque liñas verticais nos dous extremos da pista e fixe a pista inferior nestes tres puntos para asegurarse de que as pistas superiores e inferiores estean completamente paralelo, e a porta corredeira está no mellor estado. arriba.