I. Асуудал: 'Үе мөчний' роботын бүтэлгүйтлийн далд эрсдэл
Аж үйлдвэрийн роботууд, хамтран ажилладаг роботууд болон нарийн серво системүүдэд соронзон кодлогч нь 'хамтарсан мэдрэгч'-ийн үүрэг гүйцэтгэдэг. Тэд соронзон орны өөрчлөлтийг илрүүлдэг. кодлогч диск (соронзон цагираг) ба моторын хурд, байрлалын талаар бодит цаг хугацаанд санал хүсэлтээ өгнө. Гэсэн хэдий ч амархан үл тоомсорлож болох нэг асуудал бол роботууд өндөр температурын нөхцөлд тасралтгүй ажиллах үед соронзон кодлогч диск нь өндөр температурт соронзгүйдэлд өртөж , байрлалын эргэх хөдөлгөөн, гүйдэл нэмэгдэх, тэр ч байтугай алхам алдахад хүргэдэг.
Инженерүүд бодит дибаг хийх явцад ийм зүйлтэй тулгарсан: мотор 80 ° C-аас дээш температурт ажиллах үед байрлалын санал хүсэлт аажмаар буруу болж, нарийн шалгасны дараа үндсэн шалтгааныг соронзон кодлогчийг өндөр температурт соронзгүйжүүлсэнтэй холбон үздэг. Урт хугацааны турш тасралтгүй ажиллах шаардлагатай аж үйлдвэрийн роботуудын хувьд энэ асуудал маш чухал бөгөөд энэ нь зөвхөн боловсруулалтын нарийвчлалд нөлөөлдөг төдийгүй тоног төхөөрөмжийн эвдрэл, бүр аюулгүй байдлын ослыг өдөөж болно.
Одоогийн байдлаар соронзон кодлогч дискний хамгийн өргөн хэрэглэгддэг хоёр материал бол тарилгын цутгамал феррит ба резинэн соронз (мөн уян хатан феррит соронз гэж нэрлэдэг) юм. Эдгээр хоёр материал яагаад өндөр температурт соронзгүй болдог вэ, үүнийг хэрхэн шийдвэрлэх вэ? Энэ нийтлэлд материалын шинж чанар, соронзгүйжүүлэх механизм, шийдлүүдийн үүднээс гүнзгий дүн шинжилгээ хийх болно.
II. Хоёр нийтлэг материал ба тэдгээрийн температурын шинж чанарууд
1. Тарилгын аргаар цутгасан феррит
Тарилгад цутгасан феррит нь нейлон (эсвэл бусад термопластик давирхайг) төмрийн ислийн нунтагтай хольж үрлэн хэлбэрт оруулах замаар хийж, дараа нь шахах хэлбэрээр боловсруулдаг. Үүний давуу тал нь өндөр хэлбэрийн эрх чөлөө, хэмжээсийн маш сайн нарийвчлал, бөөнөөр үйлдвэрлэхэд тохиромжтой. Соронзон кодлогч дискний салбарт тарилгын цутгамал феррит цагираг нь олон туйлтай нарийн соронзлох боломжтой бөгөөд моторын удирдлага, роботын холболтод өргөн хэрэглэгддэг.
Гэсэн хэдий ч тарилгын цутгамал феррит нь мэдэгдэхүйц дутагдалтай байдаг - температурт өндөр мэдрэмжтэй байдаг . Өндөр температурт түүний соронзон шинж чанар муудаж, соронзгүйдэл үүсч болно. Ерөнхийдөө тарилгын цутгамал ферритийн ажиллах температурын хүрээ нь -40 ° C-аас 120 ° C хооронд байдаг; энэ хүрээнээс цааш соронзон гүйцэтгэл буурч эхэлдэг. Хамгийн гол нь тарилгад цутгасан феррит нь харьцангуй бага шахалттай тул гадны соронзон оронд төдийгүй өндөр температурт эргэлт буцалтгүй соронзон алдагдалд өртөмтгий болгодог.
2. Резин соронз (Уян феррит соронзон)
Резинэн соронз нь феррит нунтагыг синтетик каучуктай (нитрил резин эсвэл хлоропрен резин гэх мэт) хольж, дараа нь календер, шахах, шахах хэлбэрээр боловсруулдаг. Эдгээр нь уян хатан, уян хатан, зүсэх боломжтой бөгөөд соронзон кодлогчдод өргөн хэрэглэгддэг.
Уламжлалт резинэн соронз нь ихэвчлэн орчим ажиллах температурын дээд хязгаартай байдаг 80 ° C . Энгийн резинэн соронз нь 80 ° C-д 72 цагийн дараа 3% -иас бага соронзон унтардаг; Гэсэн хэдий ч хэрэв температур улам нэмэгдвэл соронз алдагдах эрсдэл ихээхэн нэмэгддэг. Резинэн соронзны температурын эсэргүүцэл нь голчлон резинэн матрицаар тодорхойлогддог гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй - силикон резин зэрэг өндөр температурт тэсвэртэй резинийг ашиглан дээд хязгаарыг 150-200 ° C хүртэл өсгөх боломжтой.
III. Өндөр температурт соронзгүйжүүлэх физик механизм: Дулааны хөдөлгөөн дэх соронзон домайнууд 'Чиглэлээ алддаг'
Өндөр температурт соронз алдалтыг ойлгохын тулд эхлээд соронзон материал яагаад соронзон байдгийг ойлгох хэрэгтэй.
Материалын соронзлол нь материалын доторх жижиг соронзон бүсүүдийн дарааллаар үүсэлтэй байдаг - соронзон орон . Өрөөний температурт эдгээр домайнууд нь нэг чиглэлд голчлон чиглэгдэж, макроскоп соронзлол үүсгэдэг. Температур өсөхөд домэйн доторх атомуудын дулааны хөдөлгөөн эрчимжиж, анх эмх цэгцтэй домэйн бүтцийг алдагдуулж, соронзон моментуудын хазайлтыг үүсгэдэг. Үүний үр дүнд үлдэгдэл (Br) ба албадан (Hc) хоёулаа янз бүрийн хэмжээгээр буурч, соронзон орны хүч суларч байна. соронзны
Тарилгад цутгасан феррит ба резинэн соронзны хувьд нөхцөл байдал илүү төвөгтэй байдаг: эдгээр материалууд нь соронз юм. полимер холбогчтой нийлсэн соронзон нунтаг (феррит нунтаг) -аас тогтсон Өндөр температур нь нунтгийн соронзон орон зайд нөлөөлөхөөс гадна холбогч шинж чанарыг (зөөлрүүлэх, хөгшрөх гэх мэт) өөрчилдөг бөгөөд энэ нь нунтаг тархалт болон нийт соронзон гүйцэтгэлд нөлөөлдөг.
Өндөр температурт соронзгүйжүүлэх хоёр төрлийг ялгах нь чухал юм.
· Урвуу соронзгүйжүүлэх : соронзон гүйцэтгэл нь температур өсөхөд буурдаг боловч температур хэвийн байдалдаа орох үед сэргэдэг.
· Буцах боломжгүй соронзгүйдэл : температур нь тодорхой босго хэмжээнээс хэтэрсэн үед домэйны бүтэц байнга өөрчлөгддөг бөгөөд хөргөлтийн дараа ч анхны соронзон шинж чанар нь сэргээгдэхгүй.
Роботын тасралтгүй ажиллагааны хувьд хамгийн чухал асуудал бол эргэлт буцалтгүй соронзгүйжүүлэх явдал юм - нэгэнт энэ нь тохиолдвол кодлогч дискний соронзон дохионы хүч бүрмөсөн буурч, кодлогчийн хэмжилтийн нарийвчлалд шууд сөргөөр нөлөөлнө.
IV. Системчилсэн шийдэл
Тарилгад цутгасан феррит ба резинэн соронз кодлогч дискний өндөр температурт соронзгүйжүүлэх асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд материалын түвшин ба системийн дизайны түвшин гэсэн хоёр хэмжигдэхүүнээр шийдлийг гаргаж болно.
Шийдэл 1: Материалын түвшний оновчтой болгох, сайжруулах
1. Тарилгын цутгасан ферритийн өндөр температурт тэсвэртэй зэрэглэлийг сонгоно уу
Тарилгад цутгасан ферритийн ажиллах температур тогтмол биш байна. Соронзон нунтаг найрлага болон холбогч системийг оновчтой болгосноор түүний температурын эсэргүүцлийг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэх боломжтой. Жишээлбэл, нейлон 6 эсвэл PPS (полифенилен сульфид) холбогчийг ашигласан феррит материалууд нь ойролцоогоор 180 ° C-д хангалттай туршилтын үр дүнг харуулсан. TAF тосолгооны материалыг зохих хэмжээгээр нэмэх нь үрлэн урсах чадвар, соронзон шинж чанарыг сайжруулдаг болохыг судалгаагаар харуулж байна; Соронзон нунтаг гадаргууг холбох бодисоор эмчлэх нь тарилгын соронзны гүйцэтгэлийг үр дүнтэй сайжруулж чадна.
2. Өндөр температурт тэсвэртэй резинэн соронзыг сонго
Уламжлалт резинэн соронз нь 80 ° C температурын дээд хязгаартай байдаг боловч өндөр температурт резинэн системийг (жишээлбэл, энгийн резинийг силикон резинээр солих) хэрэглэснээр дээд хязгаарыг 150-200 ° C хүртэл нэмэгдүүлэх боломжтой. Патентлагдсан технологиуд нь феррит нунтаг бүхий өндөр температурт резинэн системийг зөв боловсруулж, үйл явцыг оновчтой болгосноор резинэн соронзны үйлчилгээний дээд температур 120-170 ° C хүрч болохыг харуулж байна. SR/NBR зэрэг холимог резинэн системүүд нь 120 ° C-аас дээш температурт сайн дулааны тогтвортой байдлыг харуулдаг.
Практик сонголтын хувьд материалын температурын үзүүлэлтийг төхөөрөмжийн ажиллах температурын хязгаартай тохируулахыг зөвлөж байна.
Шийдэл 2: Системийн дизайн ба дулааны менежмент
1. Дулаан ялгаруулах дизайныг оновчтой болгох
Өндөр температурт соронзгүйжүүлэх нь эцсийн эцэст хэт их температураас үүдэлтэй байдаг тул дулааны үр дүнтэй менежмент нь хамгийн шууд арга юм. Тодорхой арга хэмжээнд дараахь зүйлс орно.
· нэмнэ . дулаан шингээгч эсвэл албадан агаар хөргөх төхөөрөмж Соронзон цагирагийн ажлын температурыг багасгахын тулд кодлогчийн эргэн тойронд
· байрлуулах . дулаан тусгаарлах байгууламжуудыг Дулаан дамжуулалтыг хаахын тулд хөдөлгүүрийн ороомог болон кодлогчийн хооронд
· нэвтрүүлэх . усан хөргөлттэй хүрэмний загварыг Өндөр температурын нөхцөлд тасралтгүй хөргөлтийг хангахын тулд
2. Соронзон хэлхээний дизайн дахь нөөцийн маржин
Соронзон хэлхээний дизайны үе шатанд өндөр температурт хэсэгчилсэн соронзон алдагдлыг нөхөхийн тулд зохих урсгалын хязгаарыг хадгалж, бүтээгдэхүүний амьдралын мөчлөгийн туршид тогтвортой ажиллагааг хангах боломжтой.
3. Шахах хэлбэрт оруулах процессын температурыг хянах
Соронзон кодлогч дискийг үйлдвэрлэхдээ соронзон шинж чанарыг гэмтээж болох хэт их температураас зайлсхийх, шахах хэлбэрт оруулах явцад боловсруулах температурыг хянахад анхаарах хэрэгтэй.
V. Дүгнэлт
Өндөр температурт тарилгын цутгамал феррит болон резинэн соронз кодлогч дискийг соронзгүйжүүлэх нь үндсэндээ дулааны хөдөлгөөн нь захиалгат соронзон бүсийн бүтцийг эвдэж, соронзон дарааллыг бууруулдаг физик процесс юм. Энэ асуудал роботыг тасралтгүй ажиллуулахад онцгой ач холбогдолтой юм.
Шийдэлд хоёр түвшнээс хандаж болно: материалын түвшинд , тарилгын цутгамал феррит эсвэл өндөр температурт тэсвэртэй резинэн соронзны өндөр температурт тэсвэртэй сортуудыг сонгох замаар; системийн түвшинд дулааны зарцуулалтыг оновчтой болгох, дулааны зөв менежментийг хэрэгжүүлэх, соронзон хэлхээний дизайн дахь урсгалын хязгаарыг нөөцлөх замаар.
Бодит инженерийн хэрэглээний хувьд температурын тодорхой хүрээ, зардлын төсөв, нарийвчлалын шаардлагад үндэслэн цогцоор нь үнэлж, хамгийн тохиромжтой шийдлийг сонгох нь зүйтэй. Эцсийн эцэст, удаан хугацаанд тогтвортой ажиллах шаардлагатай роботын хувьд 'холбох' бүрийн найдвартай байдал нь ерөнхий амжилтанд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
