Liikkeen perusteet: Kuinka määritellä lineaaristen järjestelmien kallistuma, sävelkorkeus ja kulma

Lineaariset ohjaimet ja järjestelmät – mukaan lukien suorakulmaiset robotit, lastauslaiturijärjestelmät , ja XY-pöydät – altistuvat tyypillisesti sekä lineaarisille voimille, jotka johtuvat alaspäin, ylöspäin ja sivulle kohdistuville kuormille, ja pyörimisvoimille, jotka johtuvat ylimääräisistä kuormista. Pyörimisvoimat – joita kutsutaan myös momenttivoimiksi – määritellään tyypillisesti rullaksi, nousuksi ja kallistukseksi sen akselin perusteella, jonka ympäri järjestelmä yrittää kiertää. etäisyys. Hetkellinen voima ei aiheuta pyörimistä, vaikka se sekoitetaan usein vääntömomenttiin, joka on voima, joka saa kehon pyörimään akselin ympäri.

Rullan, nousun ja kallistuksen määrittämiseksi lineaarisissa järjestelmissä ensin on määritettävä kolme pääakselia: X, Y ja Z.

Vaakatason kaksi akselia määritellään tyypillisesti X: ksi ja Y: ksi. X-akselin ollessa liikkeen suunnassa. Y-akseli on kohtisuorassa (kohtisuorassa) liikesuuntaan nähden ja on myös vaakatasossa. Z-akseli on kohtisuorassa sekä X- että Y-akseliin nähden, mutta se sijaitsee pystytasossa. (Löydät Z-akselin positiivisen suunnan käyttämällä oikeanpuoleista sääntöä: osoita etusormi positiivisen X suuntaan, käpristä sitten positiivisen Y: n suuntaan ja peukalo osoittaa positiivisen Z: n.)

Moniakselijärjestelmissä ala-akselin kulkusuunta määritellään tyypillisesti X-akseliksi. Jos seuraava sen yläpuolella oleva akseli on myös vaakasuora, se akseli määritellään Y: ksi ja pystyakseli (vaikka se olisi toinen akseli, suoraan X: n päällä), määritetään Z-akseliksi.

Vierintä, nousu ja kallistuma ovat pyörimisvoimia eli momentteja X-, Y- ja Z-akselien suhteen. Aivan kuten puhtaat lineaariset voimat, nämä momenttivoimat on otettava huomioon laskettaessa laakerin käyttöikää tai määritettäessä lineaarisen järjestelmän sopivuutta kestämään staattisia kuormia.

Rulla: Rullamomentti on voima, joka yrittää aiheuttaa kiertää X-akselinsa ympäri sivulta toiselle. Hyvä esimerkki rullasta on lentokoneen pankkitoiminta.

Kierrätyslaakerit, joissa on ”back-to-back” tai ” O, ”ajoradan järjestelyllä on suurempi vierintämomenttikapasiteetti kuin laakereilla, joissa on” edestä eteen ”tai” X ”järjestely, johtuen suuremmasta momenttivarresta, jonka pallojen ja ratojen väliset kosketuslinjat muodostavat.

Takaisin taaksepäin ajettu ajorata (vasemmalla) tukee paremmin vierimishetkiä, jotka johtuvat laakerin puoli.
Kuvan luotto: Bosch Rexroth

Pitch: äänenkorkeusmomentti yrittää saada järjestelmän pyörimään Y-akselinsa ympäri, edestä taakse. Jos haluat kuvitella äänenvoimakkuutta, ajattele lentokoneen kärkeä, joka osoittaa alaspäin tai ylöspäin.

Kuvahyvitys: Kansallinen ilma- ja avaruusmuseo, Smithsonian Institution

Haukotus: Haukotus tapahtuu, kun voima yrittää saada järjestelmän kiertämään Z-akselinsa ympäri. Kuvittele haukottelu kuvitellessasi merkkijonoon ripustettua lentokoneen mallia. Jos tuuli puhaltaa oikein, lentokoneen siivet ja nenä pysyvät tasaisina (ei vierimistä tai pystyssä), mutta se pyörii sen kielen ympäri, josta se on ripustettu. Tämä on haaroitus.

Sekä nousu- että kallistusmomentit asettavat liiallisen kuormituksen lineaarisen laakerin päissä oleville palloille, jota kutsutaan joskus reunakuormaksi.

Kallistumis- ja kulmamomentit voivat aiheuttaa laakerin reunakuormituksen.
Kuvan luotto: NSK

Kallistus-, nousu- ja kallistusmomenttien torjunta

Lineaaristen ohjaimien ja järjestelmien kapasiteetti on suurempi puhtaille lineaarisille voimille kuin momenttivoimille, joten momenttivoimien erottaminen lineaarisiksi voimiksi voi olla pidentävät merkittävästi laakereiden käyttöikää ja vähentävät taipumista. Telamomenteille tämä voidaan saavuttaa käyttämällä kahta lineaarista ohjainta rinnakkain, yhden tai kahden laakerin kanssa ohjainta kohti. Tämä muuntaa vierintämomenttivoimat puhtaiksi alas- ja nostokuormituksiksi jokaiselle laakerille.

Vastaavasti kahden laakerin käyttö yhdessä ohjaimessa voi eliminoida nousumomenttivoimat, muuntamalla ne puhtaiksi alas- ja nostokuormiksi kullekin laakerille. Kahden laakerin käyttö yhdessä ohjaimessa laskee myös kallistuksen momenttivoimat, mutta tällöin tuloksena olevat voimat ovat sivuttaisia (sivuttaisia) voimia kullekin laakerille.

Kahden ohjaimen käyttäminen neljällä laakerilla ratkaisee kaikki momenttivoimat (rulla, nousu ja kallistuma) puhtaiksi lineaarisiksi voimiksi.
Kuvan luotto: NSK

Ominaisuuden kuvan luotto: Newport

Leave a Reply

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *