אפיון דינאמי ומנגנון חיכוך של ברגים מגולגלים
בשדה ההעברה המכנית המדויקת, הברג המגלגל (בורג רולר) הפך לאחד מרכיבי הליבה של היחידה הניידת המדויקת מכוח היתרונות המשמעותיים שלה של יעילות שידור גבוהה ואובדן חיכוך נמוך. המחקר על התנהגותו הדינמית ומאפייני החיכוך שלו הוא בעל משמעות מרכזית כדי לשפר את הדיוק, היציבות והחיים של מערכת ההולכה.
ראשית, מבנה ומאפייני ההעברה של בורג הגלגול
מתגלגל בורג דרך הגלגל בבורג ואום הנתיב המתגלגל הספירלי בין מימוש העברת הכוח, יעילות ההעברה שלו יכולה להגיע ל 90% ~ 98%, הרבה יותר מאשר בורג הזזה המסורתי (יעילות של 30% ~ 50% בלבד). משטח סוג רולר משותף ביתי מחולק לקשת יחידה וקשת כפולה שני סוגים:
סוג קשת יחידה: הגלגל והברג והאגוז כל אחד מהצורה של 2 אזורי מגע, המבנה הוא יכולת מיסב פשוטה אך מוגבלת;
סוג קשת כפול: על ידי אופטימיזציה של עקמומיות המירוץ, היווצרות 4 אזורי מגע, שיכולים להפיץ את העומס באופן אחיד, לשפר את הנוקשות ואת התנגדות ההשפעה.
כאשר נוצרת התנועה היחסית הצירית בין הבורג לאום, הגלגל מעורב בגלגול, מסתובב ומחליק בו זמנית:
גלגול: התנועה העיקרית לאורך מסלול המירוץ הספירלי, מבינה העברה יעילה;
סיבוב: סיבוב הגלגל עצמו סביב הציר, מונע על ידי חיכוך באזור המגע;
החלקה: בגלל זווית הספירלה של עלייה והבדלי לחץ מגע שנוצרו על ידי התלוש הקטן, היא אחד המקורות העיקריים לאובדן חיכוך.
שנית, מידות הליבה של ניתוח דינמי
1. מכניקת קשר ומסלול
כאשר מרכז הגלגל נע לאורך המשטח הסליל, מסלולו עוקב אחר משוואת הסליל, ופרמטרי התנועה (למשל זווית הרמה סלילית ועופרת) משפיעים ישירות על יחס ההולכה ועל חלוקת העומס. תחת פעולת העומס הצירי, המגע בין רולר למירוץ שייך למגע שימון לחץ דינאמי נוזלי אלסטי, ניתן לחשב את לחץ המגע על ידי תיאוריית הרץ, ולהתנהגות ההחלקה המיקרוסקופית של אזור המגע יש לנתח על ידי שילוב עם תיאוריה טריבולוגית.
2. מנגנון חיכוך ומקור אובדן
החיכוך של בורג המתגלגל הוא תהליך מורכב של צימוד רב-גורמי, בעיקר כולל:
חיכוך מתגלגל טהור: אובדן אנרגיה הנגרם כתוצאה מההיסטריה האלסטית של החומר, המושפע מהקשיות של החומר, תהליך הטיפול בחום, חספוס פני השטח של מסלול המירוץ וגורמים אחרים;
ריגול - חיכוך הזזה: בין הגלגל למירוץ בגלל הכוח המשיק התנועה הסלילית שנוצר על ידי הזזה יחסית, וזווית ההרמה הסלילית, טעינה מוקדמת, דיוק ההרכבה קשורה קשר הדוק;
חיכוך הזזה טהור: חיכוך הנגרם על ידי החלקה מקומית באזור המגע (למשל בעת התחלה, עצירה או שינוי כיוון), מושפעים באופן משמעותי משינויים פתאומיים במצב העומס והסיכה;
חיכוך צמיג: התנגדות בין -מולקולרית של חומר סיכה הנוצרת על ידי האובדן, תלוי בצמיגות סיכה, טמפרטורה, תכולת חלקיקי זיהום ופרמטרים אחרים.
3. תגובה ויציבות דינאמית
במהירויות גבוהות או בתנאי עומס משתנים, הכוחות האינרציאליים והצנטריפוגלים של הגלילים יכולים לגרום לרטט ורעש. לְדוּגמָה:
כאשר המהירות הסיבובית של הבורג עולה על הערך הקריטי, הכוח הצנטריפוגלי של הגלגל עשוי להוביל ללחץ מגע לא אחיד או אפילו לניתוק מהמרוץ;
תנועה הפוכה, לא מספיק טעינה מוקדמת תגרום לתופעה של "החזרה ריקה", שתשפיע על דיוק המיקום.
באמצעות הקמת מודל דינמיקה רב-גופנית (למשל בהתחשב במאפייני הגוף הגמישים של הבורג, האום והגלגל), ניתן לדמות ולנתח את התדר המהותי של המערכת, דפוס הרטט המודאלי וחלוקת העומס הדינאמי.
אתגרים טכניים מרכזיים וכיווני מחקר
1. קשיים טכניים
דוגמנות צימוד שדה רב-פיזי: צריך לקחת בחשבון את הצומת של מכניקת מגע, טריבולוגיה, העברת חום ודינמיקה;
ניתוח רגישות לפרמטרים: טעינה מוקדמת, תנאי שימון, שגיאות ייצור ושינויים קטנים אחרים עשויים להשפיע באופן משמעותי על ביצועי ההעברה;
צוואר בקבוק בדיקת ניסוי: קשה למדוד ישירות את אזור המגע של הגלגל של הלחץ והטמפרטורה, וצריך להסתמך על אמצעים עקיפים כמו מדדי מתח, מדידת טמפרטורת אינפרא אדום. אמצעים עקיפים.
2. כיוון מחקר גבול
עיצוב פרופיל מסלול מסלול חדש: כגון קשת אסימטרית, פרופיל קשת אליפטי, על מנת להפחית את ריכוז הלחץ של המגע;
מערכת שימון אינטליגנטית: על סמך הניטור בזמן אמת של החיישן בזמן אמת של מצב השימון, התאמה דינאמית של אסטרטגיית אספקת הנפט;
תכנון קל ועמידות עמידות: השימוש בחומרי סגסוגת בעלי חוזק גבוה (למשל, פלדת מיסב פחמנית) ותהליך חיזוק פני השטח (למשל, טיפול מתגלגל).
רביעית, בקשות הנדסיות וסיכויים
ברגי גלגול נמצאים בשימוש נרחב בכלי מכונה מדויקים, מנגנוני סרוו אווירי וחלל, ציוד אריזה מוליכים למחצה ותרחישים אחרים. לדוגמה, במערכת הכונן של טבלת חומר העבודה של מכונות פוטוליטוגרפיה, על ידי אופטימיזציה של פרמטרי מגע הגלילה, ניתן לשפר את דיוק המיקום לרמת הננומטר, בעוד שניתן להפחית את שגיאת העיוות התרמית ביותר מ- 80%.
בעתיד, עם שדרוג הביקוש להעברה במהירות גבוהה ובדיוק גבוה בייצור אינטליגנטי, ניתוח הדינמיקה של ברגים מתגלגלים יסתמך יותר על טכנולוגיית תאומים דיגיטליים ועל אלגוריתמי אינטליגנציה מלאכותית, ובאמצעות אוסף תקלות של ניהול תקלות וניהולו של ניהול עצמיות (כגון סימני רטט ושדות טמפרטורה), זה יממש את ההשתתפות והביצוע של העלאת החיים והביצועים של העלאת החיים ואת התפתחותו של העמדת החיים ואת התפתחות החיים של העשרה. אופטימיזציה עצמית ". ו
