Δυναμικός Χαρακτηρισμός και Μηχανισμός τριβής των κυλιόμενων βιδών
Στο πεδίο της μηχανικής μετάδοσης ακριβείας, η κυλινδρική βίδα (βίδα κυλίνδρων) έχει γίνει ένα από τα συστατικά του πυρήνα της κινητής μονάδας ακριβείας λόγω των σημαντικών πλεονεκτημάτων της υψηλής απόδοσης μετάδοσης και της χαμηλής απώλειας τριβής. Η μελέτη της δυναμικής συμπεριφοράς και των χαρακτηριστικών της τριβής έχει βασική σημασία για την ενίσχυση της ακρίβειας, της σταθερότητας και της ζωής του συστήματος μεταφοράς.
Πρώτον, τα χαρακτηριστικά δομής και μετάδοσης της κύλισης βιδών
Κολλητική βίδα μέσα από τον κύλινδρο στη βίδα και το παξιμάδι της σπειροειδούς διαδρομής μεταξύ της πραγματοποίησης της μετάδοσης ισχύος, η απόδοση μετάδοσης μπορεί να φτάσει το 90% ~ 98%, πολύ περισσότερο από την παραδοσιακή συρόμενη βίδα (απόδοση μόνο 30% ~ 50%). Η εγχώρια κοινή επιφάνεια τύπου κυλίνδρου χωρίζεται σε μονό τόξο και διπλό τόξο δύο τύπους:
Τύπος απλού τόξου: Ο κύλινδρος και ο βίδα και το παξιμάδι κάθε μορφή 2 περιοχές επαφής, η δομή είναι απλή αλλά περιορισμένη χωρητικότητα έδρασης.
Τύπος διπλού τόξου: Με τη βελτιστοποίηση της καμπυλότητας της διαδρομής, ο σχηματισμός 4 περιοχών επαφής, οι οποίες μπορούν να διανέμουν ομοιόμορφα το φορτίο, να ενισχύσουν την αντίσταση και την αντοχή στην κρούση.
Όταν παράγεται η αξονική σχετική κίνηση μεταξύ της βίδας και του παξιμάτου, ο κύλινδρος εμπλέκεται στην κύλιση, την περιστροφή και την ολίσθηση ταυτόχρονα:
Rolling: Η κύρια κίνηση κατά μήκος του σπειροειδούς διαδρομής, συνειδητοποιώντας την αποτελεσματική μετάδοση.
Περιστροφή: περιστροφή του ίδιου του κυλίνδρου γύρω από τον άξονα, που οδηγείται από τριβή στη ζώνη επαφής.
SLIP: Λόγω της σπειροειδούς γωνία της ανόδου και των διαφορών στρες επαφής που παράγονται από τη μικρή ολίσθηση, είναι μία από τις κύριες πηγές απώλειας τριβής.
Δεύτερον, οι βασικές διαστάσεις της δυναμικής ανάλυσης
1. Μηχανική επαφής και τροχιά
Όταν το κέντρο του κυλίνδρου μετακινείται κατά μήκος της ελικοειδούς επιφάνειας, η τροχιά του ακολουθεί την εξίσωση έλικας και οι παράμετροι κίνησης (π.χ. γωνιά ελικοειδούς ανύψωσης και μολύβδου) επηρεάζουν άμεσα τον λόγο μετάδοσης και την κατανομή φορτίου. Κάτω από τη δράση του αξονικού φορτίου, η επαφή μεταξύ κυλίνδρου και RACEWAY ανήκει στην επαφή λίπανσης δυναμικής πίεσης ελαστικού υγρού, η τάση επαφής μπορεί να υπολογιστεί με τη θεωρία του Hertz και η μικροσκοπική συμπεριφορά ολίσθησης της περιοχής επαφής πρέπει να αναλυθεί συνδυάζοντας με την τριβολογική θεωρία.
2. Μηχανισμός τριβής και πηγή απώλειας
Η τριβή της κυλίνδρου βιδών είναι μια πολύπλοκη διαδικασία σύζευξης πολλαπλών παραγόντων, που περιλαμβάνει κυρίως:
Καθαρή τριβή: απώλεια ενέργειας που προκαλείται από την ελαστική υστέρηση του υλικού, που επηρεάζεται από τη σκληρότητα του υλικού, τη διαδικασία θερμικής επεξεργασίας, την τραχύτητα της επιφάνειας του αγώνα και άλλους παράγοντες.
Rolling - συρόμενη τριβή: Μεταξύ του κυλίνδρου και της διαδρομής λόγω της ελικοειδούς κίνησης εφαπτομενική δύναμη που παράγεται από τη σχετική ολίσθηση και η ελικοειδής γωνία ανύψωσης, προφόρτισης, ακρίβειας συναρμολόγησης είναι στενά συνδεδεμένη.
Καθαρή συρόμενη τριβή: τριβή που προκαλείται από εντοπισμένη ολίσθηση στην περιοχή επαφής (π.χ. όταν ξεκινάτε, σταματάτε ή αλλάζετε κατεύθυνση), που επηρεάζεται σημαντικά από τις ξαφνικές μεταβολές της κατάστασης φορτίου και λίπανσης.
Η ιξώδη τριβή: Λιπαντική διαμοριακή αντίσταση που παράγεται από την απώλεια, ανάλογα με το ιξώδες του λιπαντικού, τη θερμοκρασία, την περιεκτικότητα σε σωματίδια ρύπανσης και άλλες παραμέτρους.
3. Δυναμική απόκριση και σταθερότητα
Σε υψηλές ταχύτητες ή υπό συνθήκες μεταβλητού φορτίου, οι αδρανειακές και φυγοκεντρικές δυνάμεις των κυλίνδρων μπορούν να προκαλέσουν κραδασμούς και θόρυβο. Για παράδειγμα:
Όταν η ταχύτητα περιστροφής της βίδας υπερβαίνει την κρίσιμη τιμή, η φυγοκεντρική δύναμη του κυλίνδρου μπορεί να οδηγήσει σε ανώμαλη τάση επαφής ή ακόμα και απόσπαση από τη διαδρομή.
Αντίστροφη κίνηση, η ανεπαρκής προφόρτιση θα προκαλέσει το φαινόμενο της "κενής επιστροφής", η οποία θα επηρεάσει την ακρίβεια της τοποθέτησης.
Μέσω της δημιουργίας μοντέλου δυναμικής πολλαπλών σωμάτων (π.χ. λαμβάνοντας υπόψη τα εύκαμπτα χαρακτηριστικά του σώματος του κοχλία, το παξιμάδι και τον κύλινδρο), η εγγενής συχνότητα του συστήματος, το πρότυπο δόνησης και η δυναμική κατανομή φορτίου μπορούν να προσομοιωθούν και να αναλυθούν.
Βασικές τεχνικές προκλήσεις και κατευθύνσεις έρευνας
1. Τεχνικές δυσκολίες
Μοντελοποίηση σύζευξης πολλαπλών φυσικών πεδίων: πρέπει να εξεταστεί η διασταύρωση της μηχανικής επαφής, της τριβολογίας, της μεταφοράς θερμότητας και της δυναμικής.
Ανάλυση ευαισθησίας παραμέτρων: προφόρτιση, συνθήκες λίπανσης, σφάλματα κατασκευής και άλλες μικρές αλλαγές ενδέχεται να επηρεάσουν σημαντικά την απόδοση μετάδοσης.
Πειραματική συμφόρηση δοκιμών: Η περιοχή επαφής με κυλίνδρους της τάσης και της θερμοκρασίας είναι δύσκολο να μετρηθεί άμεσα και πρέπει να βασίζονται σε έμμεσα μέσα όπως μετρητές τάσης, μέτρηση υπέρυθρης θερμοκρασίας. Έμμεσα μέσα.
2.
Νέος σχεδιασμός προφίλ Raceway: όπως το ασύμμετρο τόξο, το ελλειπτικό προφίλ τόξου, προκειμένου να μειωθεί η συγκέντρωση της τάσης επαφής.
έξυπνο σύστημα λίπανσης: με βάση την παρακολούθηση του αισθητήρα σε πραγματικό χρόνο της κατάστασης λίπανσης, τη δυναμική ρύθμιση της στρατηγικής παροχής πετρελαίου.
Ελαφρύ και ανθεκτικό στην κόπωση Σχεδιασμός: Η χρήση υλικών κράματος υψηλής αντοχής (π.χ. χάλυβας ρουλεμάν) και της διαδικασίας ενίσχυσης της επιφάνειας (π.χ. κυλιόμενη επεξεργασία).
Τέταρτον, εφαρμογές μηχανικών και προοπτικές
Οι κύλινδροι βίδες χρησιμοποιούνται ευρέως σε εργαλεία ακριβείας, μηχανισμούς σερβο σερβίδες, εξοπλισμό συσκευασίας ημιαγωγών και άλλα σενάρια. Για παράδειγμα, στο σύστημα κίνησης του πίνακα εργασίας της μηχανής της φωτο -μηχανής, βελτιστοποιώντας τις παραμέτρους επαφής του κυλίνδρου, η ακρίβεια τοποθέτησης μπορεί να βελτιωθεί στο επίπεδο νανομέτρου, ενώ το σφάλμα θερμικής παραμόρφωσης μπορεί να μειωθεί κατά περισσότερο από 80%.
Στο μέλλον, με την αναβάθμιση της ζήτησης για μετάδοση υψηλής ταχύτητας και υψηλής ακρίβειας στην έξυπνη παραγωγή, η ανάλυση δυναμικής των κυλιόμενων βιδών θα βασιστεί περισσότερο στη ψηφιακή τεχνολογία και την τεχνολογία τεχνητής νοημοσύνης και την αυτοεξέταση και την ευαισθητοποίηση και την ευαισθητοποίηση της ζωής. αυτο-βελτιστοποίηση ". .
