Riassunto: La rigidità rotazionale della cerniera flessibile a rigidità zero è approssimativamente zero, il che supera il difetto per cui le cerniere flessibili ordinarie richiedono coppia motrice e possono essere applicate a pinze flessibili e altri campi. Prendendo le cerniere flessibili dell'anello interno ed esterno sotto l'azione della coppia pura come sottosistema di rigidità positiva, il meccanismo di ricerca della rigidità negativa e la corrispondenza della rigidità positiva e negativa possono costruire una cerniera flessibile a rigidità zero. Proporre un meccanismo di rotazione della rigidezza negativa——Meccanismo a molla della manovella, modellato e analizzato le sue caratteristiche di rigidezza negativa; abbinando rigidità positiva e negativa, analizzata l'influenza dei parametri strutturali del meccanismo a molla della manovella sulla qualità della rigidità zero; ha proposto una molla lineare con rigidità e dimensioni personalizzabili——Corda della molla a balestra a forma di diamante, è stato stabilito il modello di rigidezza ed è stata effettuata la verifica della simulazione agli elementi finiti; infine, sono state completate la progettazione, la lavorazione e il test di un campione di cerniera flessibile compatta a rigidezza zero. I risultati dei test hanno mostrato che: sotto l'azione della coppia pura,±18°Nell'intervallo degli angoli di rotazione, la rigidità rotazionale della cerniera flessibile a rigidità zero è in media inferiore del 93% rispetto a quella delle cerniere flessibili con anello interno ed esterno. La cerniera flessibile costruita a rigidità zero ha una struttura compatta e rigidità zero di alta qualità; il proposto meccanismo di rotazione a rigidezza negativa e quello lineare La molla ha un grande valore di riferimento per lo studio del meccanismo flessibile.

0 prefazione

Cerniera flessibile (cuscinetto)

^[1-2]

Basandosi sulla deformazione elastica dell'unità flessibile per trasmettere o convertire movimento, forza ed energia, è stato ampiamente utilizzato nel posizionamento di precisione e in altri campi. Rispetto ai tradizionali cuscinetti rigidi, si verifica un momento di ripristino quando la cerniera flessibile ruota. Pertanto, l'unità di azionamento deve fornire coppia in uscita per azionare e mantenere la rotazione della cerniera flessibile. Cerniera flessibile a rigidità zero

^[3]

(Zero rigidity flexural pivot, ZSFP) è un giunto rotante flessibile la cui rigidità rotazionale è approssimativamente pari a zero. Questo tipo di cerniera flessibile può rimanere in qualsiasi posizione all'interno dell'intervallo di corsa, noto anche come cerniera flessibile a bilanciamento statico

^[4]

, sono utilizzati principalmente in settori quali le pinze flessibili.

Basato sul concetto di progettazione modulare del meccanismo flessibile, l'intero sistema di cerniere flessibili a rigidità zero può essere diviso in due sottosistemi di rigidità positiva e negativa, e il sistema di rigidità zero può essere realizzato attraverso l'abbinamento di rigidità positiva e negativa

^[5]

. Tra questi, il sottosistema di rigidità positiva è solitamente una cerniera flessibile a corsa ampia, come una cerniera flessibile a lamelle incrociate

^[6-7]

, cerniera flessibile lamella a tre croci generalizzata

^[8-9]

e cerniere flessibili ad anello interno ed esterno

^[10-11]

Ecc. Allo stato attuale, la ricerca sulle cerniere flessibili ha ottenuto molti risultati, pertanto, la chiave per progettare cerniere flessibili a rigidezza zero è abbinare adeguati moduli di rigidezza negativa per le cerniere flessibili[3].

Le cerniere flessibili con anello interno ed esterno (Inner and external ring flexural pivots, IORFP) hanno eccellenti caratteristiche in termini di rigidità, precisione e deriva termica. Il modulo di rigidità negativa corrispondente fornisce il metodo di costruzione della cerniera flessibile a rigidità zero e, infine, completa la progettazione, l'elaborazione dei campioni e il test della cerniera flessibile a rigidità zero.

1 meccanismo a molla a manovella

1.1 Definizione di rigidezza negativa

La definizione generale di rigidezza K è la velocità di variazione tra il carico F sopportato dall'elemento elastico e la corrispondente deformazione dx

K=dF/dx (1)

Quando l'incremento di carico dell'elemento elastico è opposto al segno del corrispondente incremento di deformazione, la rigidezza è negativa. Fisicamente la rigidezza negativa corrisponde all'instabilità statica dell'elemento elastico

^[12]

.I meccanismi di rigidezza negativa giocano un ruolo importante nel campo dell'equilibrio statico flessibile. Di solito, i meccanismi di rigidezza negativa hanno le seguenti caratteristiche.

(1) Il meccanismo riserva una certa quantità di energia o subisce una certa deformazione.

(2) Il meccanismo è in uno stato critico di instabilità.

(3) Quando il meccanismo è leggermente disturbato e lascia la posizione di equilibrio, può rilasciare una forza maggiore, che è nella stessa direzione del movimento.

1.2 Principio costruttivo della cerniera flessibile a rigidezza zero

La cerniera flessibile a rigidezza zero può essere costruita utilizzando l'abbinamento di rigidezza positiva e negativa e il principio è mostrato nella Figura 2.

(1) Sotto l'azione della coppia pura, le cerniere flessibili dell'anello interno ed esterno hanno una relazione coppia-angolo di rotazione approssimativamente lineare, come mostrato nella Figura 2a. In particolare, quando il punto di intersezione è situato al 12,73% della lunghezza dell'ancia, la relazione coppia-angolo di rotazione è lineare

^[11]

, in questo momento, il momento ripristinante Mpivot (senso orario) della cerniera flessibile è correlato all'angolo di rotazione del cuscinettoθ(in senso antiorario) la relazione è

Mpivot=(8EI/L)θ (2)

Nella formula E è il modulo elastico del materiale, L è la lunghezza dell'ancia e I è il momento d'inerzia della sezione.

(2) Secondo il modello di rigidità rotazionale delle cerniere flessibili dell'anello interno ed esterno, il meccanismo di rotazione a rigidità negativa è abbinato e le sue caratteristiche di rigidità negativa sono mostrate nella Figura 2b.

(3) Considerata l'instabilità del meccanismo di rigidezza negativa

^[12]

, la rigidità della cerniera flessibile a rigidità zero dovrebbe essere approssimativamente pari a zero e maggiore di zero, come mostrato nella Figura 2c.

1.3 Definizione di meccanismo a manovella-molla

Secondo la letteratura [4], una cerniera flessibile a rigidezza zero può essere costruita introducendo una molla predeformata tra il corpo rigido mobile e il corpo rigido fisso della cerniera flessibile. Per la cerniera flessibile con anello interno ed esterno mostrata in FIG. 1, tra l'anello interno e l'anello esterno viene introdotta una molla, cioè viene introdotto un meccanismo a manovella-molla (SCM). Facendo riferimento al meccanismo di scorrimento della manovella mostrato nella Figura 3, i parametri correlati del meccanismo a molla della manovella sono mostrati nella Figura 4. Il meccanismo manovella-molla è composto da una manovella e una molla (impostare la rigidezza come k). l'angolo iniziale è l'angolo compreso tra la manovella AB e la base AC quando la molla non è deformata. R rappresenta la lunghezza della pedivella, l rappresenta la lunghezza della base e definisce il rapporto della lunghezza della pedivella come il rapporto tra r e l, cioè. = d/l (0<<1).

La costruzione del meccanismo manovella-molla richiede la determinazione di 4 parametri: la lunghezza della base l, il rapporto tra le lunghezze della manovella, l'angolo iniziale e la rigidezza della molla K.

La deformazione del meccanismo a molla della manovella sotto forza è mostrata in Figura 5a, nel momento M

_γ

Sotto l'azione, la manovella si sposta dalla posizione iniziale AB

_Beta

rivolgersi ad AB

_γ

, durante il processo di rotazione, l'angolo incluso della pedivella rispetto alla posizione orizzontale

_γ

chiamato angolo di manovella.

L'analisi qualitativa mostra che la manovella ruota da AB (posizione iniziale, M & gamma; Zero) a AB0 (“punto morto”posizione, m

_γ

è zero), il meccanismo manovella-molla presenta una deformazione con caratteristiche di rigidezza negative.

1.4 La relazione tra coppia e angolo di rotazione del meccanismo a molla della manovella

Nella fig. 5, la coppia M & gamma; in senso orario è positivo, l'angolo di manovella & gamma; in senso antiorario è positivo e il carico del momento M è modellato e analizzato di seguito.

_γ

con angolo di manovella

_γ

La relazione tra il processo di modellazione è quotata.

Come mostrato nella Figura 5b, l'equazione del bilanciamento della coppia per la pedivella AB & gamma è elencata.

Nella formula F & gamma; è la forza di richiamo della molla, d & gamma; è F & gamma; al punto A. Supponiamo che la relazione spostamento-carico della molla sia

Nella formula, K è la rigidezza della molla (non necessariamente un valore costante),δ

xγ

è la quantità di deformazione della molla (abbreviata in positiva),δ

xγ

=|B

_Beta

C| – |B

_γ

C|.

Tipo simultaneo (3)(5), momento M

_γ

con angolo

_γ

La relazione è

1.5 Analisi delle caratteristiche di rigidezza negativa del meccanismo manovella-molla

Al fine di facilitare l’analisi delle caratteristiche di rigidezza negativa del meccanismo manovella-molla (momento M

_γ

con angolo

_γ

relazione), si può assumere che la molla abbia una rigidezza lineare positiva, quindi la formula (4) può essere riscritta come

Nella formula, Kconst è una costante maggiore di zero. Dopo aver determinato la dimensione della cerniera flessibile, viene determinata anche la lunghezza l della base. Pertanto, assumendo che l sia una costante, la formula (6) può essere riscritta come

dove Kconstl2 è una costante maggiore di zero, e il coefficiente del momento m & gamma; ha una dimensione pari a uno. Le caratteristiche di rigidezza negativa del meccanismo manovella-molla possono essere ottenute analizzando la relazione tra il coefficiente di coppia m & gamma; e l'angolo di rotazione & gamma.

Dall'equazione (9), la Figura 6 mostra l'angolo iniziale =π rapporto tra m & gamma; e rapporto lunghezza pedivella e angolo di rotazione & gamma;, & isina;[0,1, 0,9],& gamma;& isin;[0, π]. La Figura 7 mostra la relazione tra m & gamma; e angolo di rotazione & gamma; per = 0,2 e diverso . La Figura 8 mostra =π Quando, sotto diverso, il rapporto tra m & gamma; e angolo & gamma.

Secondo la definizione di meccanismo a manovella (sezione 1.3) e la formula (9), quando k e l sono costanti, m & gamma; Relativo solo all'angolo & gamma;, rapporto lunghezza pedivella e angolo iniziale pedivella.

(1) Se e solo se & gamma; è uguale a 0 oπ o, m & gamma; è uguale a zero; & gamma; & isin;[0, ],m & gamma; è maggiore di zero; & gamma; & isin;[π],M & gamma; meno di zero. & isin;[0, ],m & gamma; è maggiore di zero; & gamma;& isin;[π],M & gamma; meno di zero.

(2) & gamma; Quando [0, ], l'angolo di rotazione & gamma; aumenta, m & gamma; aumenta da zero all'angolo del punto di flesso & gamma;0 assume il valore massimo m & gamma;max, e poi diminuisce gradualmente.

(3) L'intervallo caratteristico di rigidità negativa del meccanismo a molla della manovella: & gamma;& isin;[0, & gamma;0], in questo momento & gamma; aumenta (in senso antiorario) e la coppia M & gamma; aumenta (in senso orario). L'angolo del punto di flesso & gamma;0 è l'angolo di rotazione massimo della caratteristica di rigidezza negativa del meccanismo manovella-molla e & gamma;0 & isin;[0, ];m & gamma;max è il coefficiente massimo del momento negativo. Dati e , si ottiene la derivazione dell'equazione (9). & gamma;0

(4) maggiore è l'angolo iniziale, & gamma; il più grande 0, m

_γmax

più grande.

(5) maggiore è il rapporto di lunghezza, & gamma; il più piccolo 0, m

_γmax

più grande.

In particolare, =πLe caratteristiche di rigidità negativa del meccanismo a molla della manovella sono le migliori (l'intervallo dell'angolo di rigidità negativa è ampio e la coppia che può essere fornita è ampia). =πAllo stesso tempo, in condizioni diverse, l'angolo di rotazione massimo & gamma della rigidità negativa caratteristica del meccanismo a molla della manovella; 0 e il coefficiente massimo di coppia negativa m & gamma; Il massimo è elencato nella tabella 1.

2 Costruzione della cerniera flessibile a rigidezza zero

La corrispondenza della rigidità positiva e negativa del 2.1 è mostrata nella Figura 9, n(n 2) gruppi di meccanismi a molla paralleli a manovella sono distribuiti uniformemente attorno alla circonferenza, formando un meccanismo di rigidità negativa abbinato alle cerniere flessibili dell'anello interno ed esterno.

Utilizzando le cerniere flessibili dell'anello interno ed esterno come sottosistema di rigidità positiva, costruire una cerniera flessibile a rigidità zero. Per ottenere una rigidità pari a zero, abbinare la rigidità positiva e negativa

simultaneo (2), (3), (6), (11) e & gamma;=θ, il carico F & si può ottenere la gamma della sorgente; e spostamentoδIl rapporto di x & gamma; È

Secondo la sezione 1.5, l'intervallo dell'angolo di rigidità negativo del meccanismo a molla della manovella: & gamma;& isin;[0, & gamma;0] e & gamma;0 & isin;[0, ], la corsa della cerniera flessibile a rigidezza zero deve essere inferiore a & gamma;0, cioè la molla è sempre deformata (δxγ≠0). Il campo di rotazione delle cerniere flessibili dell'anello interno ed esterno è±0,35 rad(±20°), semplificare le funzioni trigonometriche sin & gamma; e cos & gamma; come segue

Dopo la semplificazione, la relazione carico-spostamento della molla

2.2 Analisi degli errori del modello di adattamento della rigidezza positiva e negativa

Valutare l'errore causato dal trattamento semplificato dell'equazione (13). Secondo i parametri di lavorazione effettivi della cerniera flessibile a rigidità zero (Sezione 4.2): n = 3, l = 40 mm, =π, = 0,2,E = 73 GPa; Le dimensioni dell'anello interno ed esterno della cerniera flessibile sono L = 46 mm, T = 0,3 mm, L = 9,4 mm; Le formule di confronto (12) e (14) semplificano la relazione di spostamento del carico e il relativo errore delle molle anteriori e posteriori come mostrato rispettivamente nelle Figure 10a e 10b.

Come mostrato nella Figura 10, & gamma; è inferiore a 0,35 rad (20°), l'errore relativo causato dal trattamento semplificato della curva carico-spostamento non supera il 2,0% e la formula

La trattazione semplificata della (13) può essere utilizzata per costruire cerniere flessibili a rigidezza zero.

2.3 Caratteristiche di rigidezza della molla

Supponendo che la rigidezza della molla sia K, la simultanea (3), (6), (14)

In base ai parametri di elaborazione effettivi della cerniera flessibile a rigidità zero (Sezione 4.2), la curva di variazione della rigidità della molla K con angolo & gamma; è mostrato nella Figura 11. In particolare, quando & gamma;= 0, K assume il valore minimo.

Per comodità di progettazione e lavorazione, la molla adotta una molla a rigidità lineare positiva e la rigidità è Kconst. Nell'intera corsa, se la rigidezza totale della cerniera flessibile a rigidezza zero è maggiore o uguale a zero, Kconst dovrebbe assumere il valore minimo di K

L'equazione (16) è il valore di rigidezza della molla a rigidezza lineare positiva quando si costruisce la cerniera flessibile a rigidezza zero. 2.4 Analisi della qualità di rigidezza zero La relazione carico-spostamento della cerniera flessibile costruita a rigidezza zero è

Si possono ottenere le formule simultanee (2), (8), (16).

Per valutare la qualità della rigidezza zero, l'intervallo di riduzione della rigidezza della cerniera flessibile prima e dopo l'aggiunta del modulo di rigidezza negativo è definito come coefficiente di qualità della rigidezza zeroη

η Più si avvicina al 100%, maggiore è la qualità della rigidità zero. La Figura 12 è 1-η Relazione con il rapporto tra le lunghezze della pedivella e l'angolo iniziale η È indipendente dal numero n di meccanismi manovella-molla paralleli e dalla lunghezza l della base, ma è correlato solo al rapporto tra la lunghezza della pedivella e l'angolo di rotazione & gamma; e l'angolo iniziale.

(1) L'angolo iniziale aumenta e la qualità della rigidità zero migliora.

(2) Il rapporto di lunghezza aumenta e la qualità di rigidità zero diminuisce.

(3) Angolo & gamma; aumenta, la qualità della rigidità zero diminuisce.

Per migliorare la qualità di rigidità zero della cerniera flessibile a rigidità zero, l'angolo iniziale dovrebbe assumere un valore maggiore; il rapporto tra la lunghezza della pedivella dovrebbe essere il più piccolo possibile. Allo stesso tempo, secondo i risultati dell'analisi nella Sezione 1.5, se è troppo piccolo, la capacità del meccanismo manovella-molla di fornire rigidità negativa sarà debole. Per migliorare la qualità di rigidità zero della cerniera flessibile a rigidità zero, l'angolo iniziale =π, rapporto lunghezza pedivella = 0,2, ovvero i parametri di lavorazione effettivi della sezione 4.2 cerniera flessibile a rigidità zero.

In base agli effettivi parametri di lavorazione della cerniera flessibile a rigidità zero (Sezione 4.2), la relazione coppia-angolo tra le cerniere flessibili dell'anello interno ed esterno e la cerniera flessibile a rigidità zero è mostrata nella Figura 13; la diminuzione della rigidità è il coefficiente di qualità di rigidità zeroηIl rapporto con l'angolo & gamma; è mostrato nella Figura 14. Dalla Figura 14: In 0,35 rad (20°) campo di rotazione, la rigidità della cerniera flessibile a rigidità zero è ridotta in media del 97%; 0,26 rad(15°) angoli, viene ridotto del 95%.

3 Progetto di una molla lineare a rigidezza positiva

La costruzione di una cerniera flessibile a rigidità zero avviene solitamente dopo aver determinato le dimensioni e la rigidità della cerniera flessibile, quindi la rigidità della molla nel meccanismo a molla a manovella viene invertita, quindi i requisiti di rigidità e dimensioni della molla sono relativamente rigidi. Inoltre, l'angolo iniziale =π, dalla Figura 5a, durante la rotazione della cerniera flessibile a rigidezza zero, la molla è sempre in uno stato compresso, cioè“Molla di compressione”.

La rigidità e le dimensioni delle molle di compressione tradizionali sono difficili da personalizzare con precisione e nelle applicazioni spesso è richiesto un meccanismo di guida. Viene proposta quindi una molla la cui rigidezza e dimensione possono essere personalizzate——Corda a molla a balestra a forma di diamante. La corda della molla a balestra a forma di diamante (Figura 15) è composta da più molle a balestra a forma di diamante collegate in serie. Ha le caratteristiche di una progettazione strutturale libera e di un elevato grado di personalizzazione. La sua tecnologia di lavorazione è coerente con quella delle cerniere flessibili ed entrambe vengono lavorate mediante taglio a filo di precisione.

3.1 Modello di spostamento del carico della corda di una molla a balestra a forma di diamante

A causa della simmetria della molla a balestra rombica, solo una molla a balestra deve essere sottoposta all'analisi delle sollecitazioni, come mostrato nella Figura 16. α è l'angolo tra la lamella e l'orizzontale, la lunghezza, la larghezza e lo spessore della lamella sono rispettivamente Ld, Wd, Td, f è il carico dimensionalmente unificato sulla molla a balestra a rombo,δy è la deformazione della molla a balestra rombica nella direzione y, la forza fy e il momento m sono carichi equivalenti sull'estremità di una singola ancia, fv e fw sono le forze componenti di fy nel sistema di coordinate wov.

Secondo la teoria della deformazione del fascio di AWTAR[13], la relazione dimensionale unificata carico-spostamento di una singola ancia

A causa della relazione di vincolo del corpo rigido sull'ancia, l'angolo finale dell'ancia prima e dopo la deformazione è zero, cioèθ = 0. Simultaneo (20)(22)

L'equazione (23) è il modello di unificazione dimensionale carico-spostamento della molla a balestra rombica. n2 molle a balestra rombica sono collegate in serie e il suo modello di spostamento del carico lo è

Dalla formula (24), quandoαQuando d è piccolo, la rigidità della corda della molla a balestra a forma di diamante è approssimativamente lineare con dimensioni e carichi tipici.

3.2 Verifica simulativa agli elementi finiti del modello

Viene effettuata la verifica della simulazione agli elementi finiti del modello carico-spostamento della molla a balestra a forma di diamante. Utilizzando ANSYS Mechanical APDL 15.0, i parametri di simulazione sono mostrati nella Tabella 2 e alla molla a balestra a forma di diamante viene applicata una pressione di 8 N.

Il confronto tra i risultati del modello e i risultati della simulazione della relazione carico-spostamento della molla a balestra del rombo è mostrato in Fig. 17 (dimensionalizzazione). Per quattro balestre a rombo con diversi angoli di inclinazione, l'errore relativo tra il modello e i risultati della simulazione agli elementi finiti non supera l'1,5%. La validità e l'accuratezza del modello (24) è stata verificata.

4 Progettazione e test di cerniera flessibile a rigidezza zero

4.1 Progettazione dei parametri della cerniera flessibile a rigidezza zero

Per progettare una cerniera flessibile a rigidità zero, i parametri di progettazione della cerniera flessibile dovrebbero essere determinati prima in base alle condizioni di servizio, quindi i parametri rilevanti del meccanismo a molla a manovella dovrebbero essere calcolati inversamente.

4.1.1 Parametri flessibili della cerniera

Il punto di intersezione delle cerniere flessibili dell'anello interno ed esterno si trova al 12,73% della lunghezza della lamella e i suoi parametri sono mostrati nella Tabella 3. Sostituendo nell'equazione (2), la relazione coppia-angolo di rotazione delle cerniere flessibili dell'anello interno ed esterno è

4.1.2 Parametri del meccanismo di rigidezza negativa

Come mostrato in fig. 18, prendendo il numero n di meccanismi a manovella in parallelo come 3, la lunghezza l = 40 mm è determinata dalla dimensione della cerniera flessibile. secondo la conclusione della sezione 2.4, l'angolo iniziale =π, rapporto lunghezza pedivella = 0,2. Secondo l'equazione (16), la rigidezza della molla (cioè corda della molla a balestra diamantata) è Kconst = 558,81 N/m (26)

4.1.3 Parametri della corda della molla a balestra diamantata

per l = 40mm, =π, = 0,2, la lunghezza originale della molla è 48 mm e la deformazione massima (& gamma;= 0) è 16 mm. A causa delle limitazioni strutturali, è difficile per una singola molla a balestra a rombo produrre una deformazione così grande. Utilizzando quattro balestre a rombo in serie (n2 = 4), la rigidezza di una singola balestra a rombo è

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

In base alle dimensioni del meccanismo di rigidità negativa (Figura 18), data la lunghezza dell'ancia, la larghezza e l'angolo di inclinazione dell'ancia della molla a balestra a forma di diamante, l'ancia può essere dedotta dalla formula (23) e dalla formula di rigidità (27) di lo spessore della molla a balestra a forma di diamante. I parametri strutturali delle molle a balestra a rombo sono elencati nella Tabella 4.

superficie4

In sintesi, sono stati tutti determinati i parametri della cerniera flessibile a rigidità zero basata sul meccanismo a molla a manovella, come mostrato nella Tabella 3 e nella Tabella 4.

4.2 Progettazione e lavorazione del campione di cerniera flessibile a rigidezza zero Fare riferimento alla letteratura [8] per il metodo di lavorazione e prova della cerniera flessibile. La cerniera flessibile a rigidità zero è composta da un meccanismo di rigidità negativa e una cerniera flessibile con anello interno ed esterno in parallelo. Il progetto strutturale è mostrato nella Figura 19.

Sia le cerniere flessibili dell'anello interno che quello esterno e le corde delle molle a balestra a forma di diamante sono lavorate da macchine utensili per il taglio a filo di precisione. Le cerniere flessibili ad anello interno ed esterno vengono lavorate e assemblate a strati. La Figura 20 è l'immagine fisica di tre serie di corde di molle a balestra a forma di diamante, e la Figura 21 è l'assemblaggio a rigidità zero. L'immagine fisica del campione di cerniera flessibile.

4.3 La piattaforma di prova di rigidezza rotazionale della cerniera flessibile a rigidezza zero Facendo riferimento al metodo di prova di rigidezza rotazionale in [8], viene costruita la piattaforma di prova di rigidezza rotazionale della cerniera flessibile a rigidezza zero, come mostrato nella Figura 22.

4.4 Elaborazione dei dati sperimentali e analisi degli errori

La rigidità rotazionale delle cerniere flessibili dell'anello interno ed esterno e delle cerniere flessibili a rigidità zero è stata testata sulla piattaforma di prova e i risultati del test sono mostrati nella Figura 23. Calcolare e disegnare la curva di qualità a rigidezza zero della cerniera flessibile a rigidezza zero secondo la formula (19), come mostrato in Fig. 24.

I risultati del test mostrano che la rigidità rotazionale della cerniera flessibile a rigidità zero è vicina allo zero. Rispetto alle cerniere flessibili dell'anello interno ed esterno, la cerniera flessibile a rigidità zero±0,31 rad(18°) la rigidità è stata ridotta in media del 93%; 0,26 rad (15°), la rigidità è ridotta del 90%.

Come mostrato nelle Figure 23 e 24, c'è ancora un certo divario tra i risultati del test della qualità di rigidità zero e i risultati del modello teorico (l'errore relativo è inferiore al 15%) e le ragioni principali dell'errore sono le seguenti.

(1) L'errore del modello causato dalla semplificazione delle funzioni trigonometriche.

(2) Attrito. C'è attrito tra la corda della molla a balestra diamantata e l'albero di montaggio.

(3) Errore di elaborazione. Ci sono errori nella dimensione effettiva dell'ancia, ecc.

(4) Errore di assemblaggio. Lo spazio tra il foro di installazione della corda della molla a balestra a forma di diamante e l'albero, lo spazio di installazione del dispositivo della piattaforma di prova, ecc.

4.5 Confronto delle prestazioni con una tipica cerniera flessibile a rigidezza zero In letteratura [4], una cerniera flessibile a rigidezza zero ZSFP_CAFP è stata costruita utilizzando un perno flessionale ad asse trasversale (CAFP), come mostrato in Figura 25.

Confronto della cerniera flessibile a rigidezza zero ZSFP_IORFP (Fig. 21) e ZSFP_CAFP (Fig. 25) realizzata utilizzando le cerniere flessibili ad anello interno ed esterno

(1) ZSFP_IORFP, la struttura è più compatta.

(2) L'intervallo degli angoli di ZSFP_IORFP è piccolo. L'escursione angolare è limitata dall'escursione angolare della cerniera flessibile stessa; l'intervallo degli angoli di ZSFP_CAFP80°, Intervallo angoli ZSFP_IORFP40°.

(3) ±18°Nell'intervallo degli angoli, ZSFP_IORFP ha una qualità superiore con rigidità pari a zero. La rigidità media di ZSFP_CAFP è ridotta dell'87% e la rigidità media di ZSFP_IORFP è ridotta del 93%.

5 conclusione

Prendendo la cerniera flessibile degli anelli interno ed esterno sottoposta a coppia pura come sottosistema di rigidezza positiva, è stato svolto il seguente lavoro per costruire una cerniera flessibile a rigidezza zero.

(1) Proporre un meccanismo di rotazione della rigidezza negativa——Per il meccanismo a manovella e molla, è stato stabilito un modello (Formula (6)) per analizzare l'influenza dei parametri strutturali sulle sue caratteristiche di rigidezza negativa, ed è stato fornito l'intervallo delle sue caratteristiche di rigidezza negativa (Tabella 1).

(2) Facendo corrispondere le rigidezze positive e negative, si ottengono le caratteristiche di rigidezza della molla nel meccanismo a manovella (equazione (16)) e viene stabilito il modello (equazione (19)) per analizzare l'effetto dei parametri strutturali del meccanismo a manovella sulla qualità di rigidità zero della cerniera flessibile a rigidità zero Influenza, teoricamente, all'interno della corsa disponibile della cerniera flessibile degli anelli interno ed esterno (±20°), la riduzione media della rigidità può raggiungere il 97%.

(3) Proporre una rigidità personalizzabile“primavera”——Per stabilire il suo modello di rigidezza (Equazione (23)) è stata creata una corda di molla a balestra a forma di diamante e verificata con il metodo degli elementi finiti.

(4) Completata la progettazione, l'elaborazione e il test di un campione di cerniera flessibile compatta a rigidità zero. I risultati dei test mostrano che: sotto l'azione della coppia pura, il36°Nell'intervallo degli angoli di rotazione, rispetto alle cerniere flessibili con anello interno ed esterno, la rigidità della cerniera flessibile a rigidità zero è ridotta in media del 93%.

La cerniera flessibile costruita a rigidità zero è sotto l'azione della coppia pura, che può realizzarsi“rigidità nulla”, senza considerare il caso di sopportare condizioni di carico complesse. Pertanto, la costruzione di cerniere flessibili a rigidezza zero in condizioni di carico complesse è al centro di ulteriori ricerche. Inoltre, la riduzione dell'attrito esistente durante il movimento delle cerniere flessibili a rigidità zero è un'importante direzione di ottimizzazione per le cerniere flessibili a rigidità zero.

riferimenti

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Informazioni sull'autore: Bi Shusheng (autore corrispondente), maschio, nato nel 1966, medico, professore, supervisore del dottorato. La sua principale direzione di ricerca riguarda i meccanismi completamente flessibili e i robot bionici.

Quale binario migliore per le ante scorrevoli dell'armadio esiste?

part1 armadio con ante scorrevoli prezzo

Le ante scorrevoli degli armadi di buona qualità hanno un elevato contenuto tecnico, ma è difficile per i consumatori identificarle dall'aspetto. Potrai infatti toccare e sperimentare dal vivo il suo effetto scorrevole. Le ante scorrevoli dell'armadio di buona qualità non saranno troppo scivolose durante lo scorrimento. Leggero e non troppo pesante, ma con un certo peso della porta, non ci sono vibrazioni durante lo scorrimento, liscio e strutturato. Il prezzo delle ante scorrevoli dell'armadio sarà sempre influenzato dal materiale, dalle dimensioni e dalla marca, quindi la fascia di prezzo è relativamente ampia. Il prezzo dell'anta scorrevole dell'armadio

part2 Materiale delle ante scorrevoli dell'armadio

Allo stato attuale, il materiale delle ante scorrevoli dell'armadio è fondamentalmente il pannello melaminico, e alcuni sono sotto forma di pannello e vetro. I pannelli domestici in melammina come Lushuihe sono buoni. Le ante scorrevoli degli armadi su misura e la produzione in loco hanno i loro vantaggi. , ci sono fondamentalmente stili che possono essere selezionati per modelli personalizzati e possono essere modificati in modo flessibile sul posto. È necessario prestare attenzione alla scelta delle porte su misura per evitare che siano scadenti. Materiale delle ante scorrevoli dell'armadio

dimensione dell'anta scorrevole dell'armadio part3

La dimensione del binario sulla parte superiore della porta scorrevole deve essere alta 12 cm e larga 9 cm. Come in un cassonetto per tende, nel cassonetto è installato un binario e la porta scorrevole può essere appesa al binario. Quando l'altezza della porta è inferiore a 1,95 metri, le persone si sentono molto depresse. Pertanto, quando si realizza una porta scorrevole, l'altezza deve essere almeno 19512=207 cm. La dimensione dell'anta scorrevole dell'armadio

binario per ante scorrevoli dell'armadio part4

Quando si installa il binario della porta scorrevole, fissare il binario superiore, appendere 3 punti sulle due estremità e il punto centrale del binario superiore con un cono gravitazionale (martello di sospensione), disegnare una superficie fissa di 3,3 punti sul terreno con una penna a olio , installare il binario superiore, quindi affrontare il binario superiore. Posizionare un martello sospeso a terra nel punto centrale del binario, posizionare linee verticali su entrambe le estremità del binario e fissare il binario inferiore in questi tre punti in modo da garantire che i binari superiore ed inferiore siano completamente paralleli e che la porta scorrevole sia nelle migliori condizioni. binario per porta scorrevole dell'armadio

Metodo di manutenzione delle ante scorrevoli dell'armadio Come installare le precauzioni per l'installazione delle guide di scorrimento delle ante scorrevoli dell'armadio

1. Riepilogo delle modalità di manutenzione delle ante scorrevoli degli armadi

1. Manutenzione delle ante scorrevoli dell'armadio - metodo convenzionale

(1) Sul lato superiore della porta scorrevole con binario sospeso è presente una vite, che viene utilizzata principalmente per fissare il binario scorrevole. Dopo aver rimosso le viti su entrambi i lati della porta, provare a sollevare la porta e fissarla nella posizione corrispondente, quindi utilizzare un cacciavite per fissare la guida di scorrimento. Sfilare nella direzione opposta del binario.

(2) Quando le due pulegge vengono separate, la porta cadrà automaticamente. Devi reggerlo da solo, non ferire le persone e non colpire direttamente il suolo. Gli accessori necessari per porte e finestre scorrevoli sono dotati di carrucole. A causa della diversa qualità, il prezzo è molto diverso. grande differenza.

(3) Le buone porte e finestre a ponte rotte isolate termicamente in vetro cavo generalmente costano circa 7 yuan ciascuna. La durata della puleggia è limitata. Dopo un certo numero di anni di utilizzo è necessario verificarlo personalmente.

2. Manutenzione delle ante scorrevoli dell'armadio - metodo generale

Dopo aver separato la puleggia, non girare la direzione della puleggia, troverai una piccola traccia sulla parte superiore della porta scorrevole, questo è il problema del guasto, prova a utilizzare il metodo per fissare la porta, quindi installala nuovamente secondo il metodo originale.

3. Manutenzione delle ante scorrevoli dell'armadio - manutenzione professionale

(1) Se davvero non riesci a risolverlo da solo, puoi trovare un servizio post-vendita esperto per risolverlo. Questo è il contenuto del servizio di cui dovresti usufruire e puoi risparmiare una somma di denaro.

(2) Quando si installa la porta scorrevole con binario pensile, è necessario lasciare la larghezza di due porte. Quando lo spazio anteriore e posteriore è relativamente piccolo, puoi prendere in considerazione l'utilizzo della porta scorrevole con binario pensile.

(3) Quando si installano le porte scorrevoli, cercare di ridurre la causa del rumore. La qualità della barra sospesa deve essere buona e la capacità di carico deve essere elevata, altrimenti ciò influirà sull'uso successivo.

2. Questioni che richiedono attenzione nell'installazione delle guide di scorrimento per ante scorrevoli dell'armadio

1. L'anta scorrevole è a contatto con la parete o con entrambi i lati del corpo dell'armadio. Nella posizione di contatto non devono esserci altri oggetti che impediscono la chiusura della porta scorrevole.

2. La posizione del cassetto nel mobile deve evitare l'intersezione di ante scorrevoli, e deve essere 1 cm più alto del fondo; il cassetto nell'armadio con ante a libro deve essere ad almeno 15 cm di distanza dalla parete laterale, prestare attenzione all'interruttore e alla presa a muro, se è bloccato Quando l'anta scorrevole è chiusa, la sua posizione deve essere modificata di conseguenza nel tempo .

Ora la personalizzazione dell'intera casa è prevalente sul mercato, molti marchi e non marchi sono pazzi per stabilirsi, il prezzo di mercato è caotico e anche la qualità non è uniforme. Diamo un'occhiata a cosa bisogna prestare attenzione quando si scelgono mobili su misura?

I secondi accessori hardware, pulegge e guide

Oltre ai piatti, i mobili su misura sono ferramenta, i piatti rappresentano una grande percentuale, ma il ruolo della ferramenta è anche il tocco finale. La qualità dell'hardware influisce direttamente sulla vita dei mobili. Sul mercato esistono molti più tipi di hardware che di piastre. Molti, oggi diamo un'occhiata a uno dei rulli e dei binari delle pulegge per porte scorrevoli dell'armadio.

Le pulegge e le guide dell'armadio con ante scorrevoli sono gli accessori più utilizzati, quindi la loro qualità influisce direttamente sulla durata dell'armadio. Anche la qualità sul mercato non è uniforme e ci sono tutti i tipi di prezzi. Quindi cosa dovrebbe avere esattamente? Funzioni e materiali possono soddisfare le esigenze del pubblico.

Il binario della porta scorrevole può essere suddiviso approssimativamente in: due direzioni possono essere spinte e tirate, spingere e tirare unidirezionale e stile pieghevole, i clienti possono scegliere in base alla situazione reale.

La puleggia nella puleggia del binario della porta scorrevole è un accessorio molto importante nella porta scorrevole. Al momento dell'acquisto, devi sapere qual è il tuo materiale. L'attuale materiale delle pulegge è diviso in tre tipi: pulegge in plastica, che sono dure ma fragili. Utilizzo Dopo un certo periodo di tempo, la porta scorrevole non sarà più liscia; la qualità della puleggia metallica è migliore, ma il rumore è molto forte; la puleggia in vetro è la migliore di queste tre pulegge, con eccellente tenacità e resistenza all'usura, è molto comoda da spingere e tirare e ha una lunga durata.

Le guide per porte scorrevoli sono più importanti per le porte scorrevoli. La diversa qualità dei materiali influisce sulla diversa qualità e sull'effetto d'uso delle porte scorrevoli e la durata dei materiali delle porte scorrevoli di alta qualità sarà più lunga. La cosa più importante per la pista è se può essere compatibile con La puleggia si adatta perfettamente e la dimensione è giusta. Questa è la cosa più importante. Una porta scorrevole di questo tipo scorre agevolmente, ha un buon assorbimento degli urti e resistenza al rumore e ha un migliore effetto silenzioso. Quando i consumatori scelgono i binari per porte scorrevoli, devono Per scegliere un binario di guida di buona qualità adatto al proprio tipo di casa, scegliere un binario di guida resistente all'usura, non facile da deformare e con una buona sensazione push-pull.

Per altri dettagli, dovrebbe essere chiesto chiaramente se le guide e le pulegge sono facili da pulire, se sono silenziose, se sono presenti serrature e strutture interne, se sono resistenti alle alte temperature e all'ossidazione. Qual è la dimensione del binario dell'anta scorrevole dell'armadio?

Il binario generale della porta scorrevole è di 84 mm e la posizione generalmente riservata è di 100 mm. Ora è disponibile una larghezza del binario di 70 mm, ma è abbinato anche il telaio della porta scorrevole corrispondente a questo binario.

L'altezza della porta è preferibilmente superiore a 207 cm, in modo che l'intera stanza non appaia troppo deprimente. La dimensione migliore del binario per porta scorrevole è di circa 80 x 200 cm, in modo che l'altezza della porta sia molto stabile e abbia un bell'aspetto.

I consumatori dovrebbero sapere quali binari sono disponibili prima di conoscere le dimensioni del binario della porta scorrevole. Il binario della porta scorrevole può essere grossolanamente suddiviso in: binario che può essere spinto e tirato in due direzioni, scorrevole unidirezionale e scorrevole a libro. Tra questi tre tipi, la porta scorrevole a libro. La porta farà risparmiare spazio. Se il consumatore sceglie di realizzare una porta scorrevole, l'altezza della porta dovrebbe essere superiore a 207 cm, in modo che l'intera stanza non appaia troppo deprimente. La dimensione migliore del binario per porta scorrevole è 80 cm x Con un'altezza di circa 200 cm, la porta è molto stabile e ha un bell'aspetto.

Naturalmente ci sono anche molte grandi case (render decorativi di grandi case). Se questi consumatori desiderano realizzare binari per porte scorrevoli di dimensioni molto elevate, dovrebbero prestare attenzione, perché la porta è molto alta e, se viene spinta e tirata spesso, la porta stessa verrà danneggiata. Se è troppo alto, sarà instabile e sarà più probabile che la porta cada. Se alcune porte scorrevoli sono ben realizzate, le persone possono vedere visivamente che la stanza diventa più grande, ad esempio in cucina (rendering della decorazione della cucina)) utilizzando la porta scorrevole aperta, che non ha solo il trattamento della partizione (rendering della decorazione della partizione) ), ma rende anche l'intero spazio più grande. Pertanto, i consumatori dovrebbero prestare maggiore attenzione alla scelta dei materiali delle porte scorrevoli. Le porte scorrevoli di materiali diversi hanno effetti diversi, ma è meglio non scegliere il vetro completamente trasparente, che è soggetto all'inquinamento luminoso.

Esistono tre tipi di pulegge sul mercato: pulegge in plastica, pulegge in metallo e pulegge in fibra di vetro. Ad esempio, alcuni grandi marchi come porte e finestre Meizhixuan utilizzano pulegge in fibra di carbonio.

1. La puleggia metallica ha una capacità di carico molto elevata e può sopportare una grande forza di attrito e pressione e non è facile da deformare.

2. La ruota in gomma è realizzata in fibra di carbonio o materiale di nylon, che può rendere le attività di spinta e trazione molto fluide e non è facile emettere suoni di attrito violento.

3. Rulli in fibra di vetro, questo materiale è il più comune nell'uso delle ante scorrevoli dell'armadio, perché non è facile da deformare e anche lo scorrimento è molto fluido.

Informazioni estese:

Buone le pulegge in fibra di vetro. Attualmente sul mercato esistono generalmente due tipi di pulegge: pulegge in plastica e pulegge in fibra di vetro. Le pulegge di plastica sono dure, ma facili da rompere. Dopo un lungo periodo di utilizzo, diventeranno astringenti e la sensazione di spinta-trazione diventerà molto scarsa. Il prezzo è anche più economico; la puleggia in fibra di vetro ha una buona tenacità, resistenza all'usura, scorrimento regolare e durata. Al momento dell'acquisto, assicurati di riconoscere il materiale della puleggia.

Questioni che richiedono attenzione nell'installazione del binario per ante scorrevoli dell'armadio

Al giorno d'oggi, tutte le famiglie amano personalizzare gli armadi. Come la facciata dell'armadio, l'anta scorrevole è il fattore più intuitivo che influenza lo stile e l'aspetto generale dell'armadio, e l'anta scorrevole è anche una delle parti dell'armadio che hanno maggiori probabilità di entrare in contatto con il corpo umano e gli oggetti nella vita reale. Perché molti consumatori hanno qualche confusione riguardo all'installazione delle ante scorrevoli dell'armadio. Il fulcro dell'installazione delle ante scorrevoli dell'armadio risiede nell'installazione dei binari. Pertanto, lascia che te lo presenti di seguito.

Installazione del binario per porta scorrevole dell'armadio

Spiegazione dettagliata.

Il binario della porta scorrevole è il componente principale della porta scorrevole. La cosa più importante per installare la porta scorrevole è

Installazione del binario per porta scorrevole dell'armadio

, l'installazione del binario è quasi completata.

1. La dimensione del binario sulla parte superiore della porta scorrevole deve essere alta 12 cm e larga 9 cm. Come in un cassonetto per tende, nel cassonetto è installato un binario e la porta scorrevole può essere appesa al binario. Quando l'altezza della porta è inferiore a 1,95 metri, le persone si sentono depresse. Pertanto, quando si realizza una porta scorrevole, l'altezza dovrebbe essere almeno 19512=207 cm o più.

2. La dimensione aurea di una porta normale è di circa 80 cm 200 cm. Sotto questa struttura, la porta è relativamente stabile e bella. Pertanto, il rapporto tra larghezza e altezza della porta scorrevole dovrebbe essere simile alla dimensione dorata.

3. Utilizzare con cautela la porta scorrevole dal pavimento verso l'alto (cassonetto con binario aperto). A causa dell'oscillazione eccessiva durante la spinta e la trazione, la porta scorrevole è facile da deformare nel tempo. Dopo la deformazione, la porta non può essere aperta, il che significa che non può essere riparata e non può essere utilizzata.

4. Infine, installa il binario della porta scorrevole: fissa il binario superiore, appendi 3 punti sulle due estremità e il punto centrale del binario superiore con un cono a gravità (martello di sospensione), disegna a terra una superficie fissa di 3,3 punti con un olio penna, installare il binario superiore, quindi posizionare un martello sospeso a terra contro il punto centrale del binario superiore, posizionare linee verticali su entrambe le estremità del binario e fissare il binario inferiore su questi 3 punti in modo da garantire che il i binari superiore e inferiore sono completamente paralleli e la porta scorrevole è nella posizione migliore. stato.

garantire

Installazione del binario per porta scorrevole dell'armadio

Per un progresso regolare, è necessario prestare attenzione ai seguenti punti

1. Poiché l'anta scorrevole è a contatto con la parete o con entrambi i lati del corpo dell'armadio, non dovrebbero esserci altri oggetti che blocchino la chiusura dell'anta scorrevole nella posizione di contatto. Ad esempio, la posizione del cassetto nel mobile dovrebbe evitare l'intersezione di ante scorrevoli ed essere più alta del fondo almeno 1 cm; il cassetto dell'armadio con ante a libro si trova ad almeno 15 cm dalla parete laterale. In questo caso prestare particolare attenzione all'interruttore e alla presa a muro. Se la chiusura della porta scorrevole è bloccata, è necessario modificare la posizione dell'interruttore e della presa.

2. Indipendentemente dal materiale che crei a terra, devi assicurarti che sia a livello e che anche le quattro pareti dell'apertura della porta siano mantenute orizzontali e verticali. Altrimenti, la porta verrà inclinata dopo l'installazione. L'errore regolabile non è superiore a 10 mm.

3. Si prega di non installare la linea d'angolo nella posizione di installazione. La linea gesso può essere installata sulla piastra di tenuta sopra l'armadio. Se la porta è direttamente in alto, non installare la linea di gesso. Per tappeti con spessore inferiore a 5 mm, tagliare il tappeto in posizione e incollarlo direttamente Se il tappeto con spessore superiore a 5 mm è installato sulla guida inferiore, può essere fissato direttamente sul tappeto con viti ; se è installato con un binario singolo, il tappeto in posizione deve essere tagliato e una striscia di legno spessa 3-5 mm deve essere posizionata preventivamente sul tappeto, in modo che la monorotaia venga incollata direttamente sopra.

Infine, un caloroso ricordo

binario per porta scorrevole dell'armadio

È importante, quindi lo stiamo facendo

Installazione del binario per porta scorrevole dell'armadio

È meglio essere più cauti. Spero che l'installazione del binario per ante scorrevoli dell'armadio che ho presentato oggi sia utile a tutti.

Quali sono le fasi di installazione dell'armadio con ante scorrevoli

Passaggi di installazione dello scorrevole per ante scorrevoli dell'armadio;

1. La dimensione del binario sulla parte superiore della porta scorrevole deve essere alta 12 cm e larga 9 cm. Come in un cassonetto per tende, nel cassonetto è installato un binario e la porta scorrevole può essere appesa al binario. Quando l'altezza della porta è inferiore a 1,95 metri, le persone si sentono molto depresse. Pertanto, quando si realizza una porta scorrevole, l'altezza dovrebbe essere almeno 19512=207 cm.

2. La dimensione dorata di una porta normale è di circa 80 cm x 200 cm. Sotto questa struttura, la porta è relativamente stabile e bella allo stesso tempo. Pertanto, il rapporto tra larghezza e altezza della porta scorrevole dovrebbe essere simile alla dimensione dorata.

3. Utilizzare la porta scorrevole dal pavimento verso l'alto con cautela (cassonetto con binario aperto). A causa dell'oscillazione eccessiva durante la spinta e la trazione, la porta scorrevole è facile da deformare nel tempo. Dopo la deformazione, la porta non può essere aperta, il che significa che non può essere riparata e non può essere utilizzata.

4. Quando si installa il binario della porta scorrevole, fissare il binario superiore, appendere 3 punti sulle due estremità e il punto medio del binario superiore con un cono gravitazionale (martello sospeso) e disegnare una superficie fissa di 3,3 punti sul terreno con una penna a olio, installare il binario superiore, quindi posizionare un martello sospeso a terra al centro del binario superiore, posizionare linee verticali su entrambe le estremità del binario e fissare il binario inferiore in questi tre punti per garantire che i binari superiore e inferiore siano completamente parallelo e la porta scorrevole è nelle migliori condizioni. su.