1. Optymalizacja materiału: Wybierz wysokowydajne tworzywa inżynierskie
Na wydajność mechaniczną ekscentryków tworzyw sztucznych ma wpływ siła materiału, odporność na zużycie i współczynnik tarcia. Różne materiały z tworzyw sztucznych mają różne właściwości mechaniczne i należy je wybrać zgodnie z określonymi warunkami pracy.
Porównanie wspólnych materiałów z tworzyw sztucznych
| Tworzywo | charakterystyczny | Obowiązujące scenariusze |
| POM (polioksymetylen) | Wysoka wytrzymałość, niskie tarcia, odporność na zmęczenie, ale podatna na korozję kwasu i alkalii | Precyzyjna transmisja, średnie i niskie obciążenie mimośrodowe |
| PA (nylon) | Dobra wytrzymałość i odporność na zużycie, ale wymiary są niestabilne po wchłanianiu wilgoci | Uniwersalny ekscentryczny smar można dodać, aby zwiększyć wydajność |
| PA GF (nylon wzmocniony włóknem szklanym) | Wysoka sztywność i odporność na pełzanie, ale nieco wyższy współczynnik tarcia | Uniwersalny ekscentryczny smar można dodać, aby zwiększyć wydajność |
| PEEK (Polyetherethetone) | Oporność w wysokiej temperaturze (260 ° C), wysoka wytrzymałość, niskie zużycie, ale wysokie koszty | Lotnisko, sprzęt medyczny i inne scenariusze na wysokim poziomie |
| PTFE (PolyTetrafluoroetylen) | Bardzo niskie tarcia, samokrywanie, ale niska wytrzymałość mechaniczna | Stosowane w powłokach lub materiałach kompozytowych w celu zmniejszenia tarcia |
Strategia optymalizacji materialnej
Wysokie obciążenie dynamiczne: Wybierz Peek lub POM, aby zapewnić wysoką wytrzymałość i niskie tarcia.
Tanie rozwiązanie: użyj 30% szklanego światłowodu PA6, aby zrównoważyć koszty i wydajność.
Wymagania samookrywające: Dodaj PTFE, MOS₂ (Molybdenum Disiarczd) lub grafit do PA lub POM w celu zmniejszenia tarcia i zużycia.
2. Optymalizacja struktury geometrycznej: zmniejszenie tarcia i bezwładności
Geometryczna struktura ekscentrycznego koła bezpośrednio wpływa na jego gładkość ruchu, utratę tarcia i opór bezwładnościowy.
Optymalizacja ekscentryczności i profilu
Tradycyjne okrągłe ekscentryczne koło: Prosty w produkcji, ale krzywa ruchu nie jest wystarczająco gładka i łatwa do wywołania uderzenia.
Plan poprawy:
Mocne ekscentryczne koło: zapewnia gładszą trajektorię ruchu i zmniejsza wibracje.
Zmodyfikowany profil cykloidowy: optymalizuje rozkład naprężeń kontaktowych i poprawia żywotność.
Projekt asymetryczny: optymalizuje pod kątem określonych przepisów dotyczących ruchu, takich jak mechanizmy CAM.
Lekki projekt
Struktura pustej: kopanie otworów redukujących wagę w obszarach nie stresowanych (takich jak środek piasty) w celu zmniejszenia momentu bezwładności.
Optymalizacja topologiczna: Użyj analizy elementów skończonych (FEA), aby określić optymalny rozkład materiału i uniknąć stężenia naprężenia.
Cienka konstrukcja: Zmniejsz grubość ściany, zapewniając jednocześnie sztywność, na przykład używanie żeber zamiast stałych struktur.
Optymalizacja powierzchni kontaktowej
Tarcie toczące się zamiast przesuwanego tarcia: Dodaj łożyska igły lub przewodniki kulowe między ekscentrycznym kołem a obserwatorem, aby zmniejszyć utratę tarcia.
Mikrotekstura powierzchniowa: przetwarzanie laserowe lub trawienie pleśni mikro dołki lub rowki w celu poprawy rozkładu smaru.
Optymalizacja części krycia: Unikaj parowania tych samych materiałów (takich jak POM do POM), polecam POM do stali lub PA do stali nierdzewnej.
3. Optymalizacja trybologiczna: zmniejsz utratę energii
Tarcie jest głównym czynnikiem wpływającym na wydajność mechaniczną, którą można zoptymalizować na następujący sposób:
Projekt samokierowany
Osadzone smarowanie: Dodaj PTFE, grafit lub MOS₂ do macierzy z tworzywa sztucznego, aby osiągnąć samookaleczenie.
Proces zanurzenia oleju: zanurz mimośrodek w oleju smarującym, aby olej wniknął do mikroporów w celu długoterminowego smarowania.
Technologia powlekania powierzchniowego
DLC (diamentowa folia węglowa): ultra-twardy, niskie tarcia, odpowiednie dla wymagań oporności na wysokie zużycie.
Spryskiwanie PTFE: Zmniejsz współczynnik tarcia, odpowiedni do scenariuszy o niskiej prędkości i wysokim obciążeniu.
Anodowanie (mające zastosowanie do części godowych metalowych): Zwiększ twardość powierzchni i zmniejszyć zużycie.
Optymalizacja metody smarowania
Smarowanie tłuszczu: odpowiednie dla średniego i niskiego poziomu mimośrodników, wymagające regularnej konserwacji.
Smarowanie stałe: takie jak uszczelki grafitowe, odpowiednie do scenariuszy bez konserwacji.
Optymalizacja tarcia na sucho: Wybierz kombinację materiałów o niskiej zawartości (takiej jak POM na stali).
4. Optymalizacja procesu produkcyjnego: Popraw dokładność i spójność
Proces produkcyjny bezpośrednio wpływa na dokładność wymiarową i właściwości mechaniczne ekscentrycznego koła.
Precyzyjne formowanie wtryskowe
Dokładność formy: Upewnij się, że tolerancja wnęki wynosi ≤0,02 mm, aby uniknąć zadziorów i lampy błyskowej.
Optymalizacja parametrów procesu: Dostosuj temperaturę wtrysku, ciśnienie i czas chłodzenia, aby zmniejszyć deformację naprężeń wewnętrznych.
Po przetwarzaniu: Wyeliminuj stres resztkowy poprzez leczenie wyżarzania, aby poprawić stabilność wymiarową.
Korekta obróbki
Wykończenie CNC: Wykonaj wtórne przetwarzanie na kluczowych powierzchniach kontaktowych, aby zapewnić chropowatość powierzchni (RA ≤ 0,8 μm).
Dynamiczna korekta równoważenia: szybkie koła mimośrodowe wymagają dynamicznych testów równoważenia, a ilość braku równowagi jest dostosowywana przez wiercenie lub przeciwwagę.
Drukowanie 3D (szybkie prototypowanie)
Do weryfikacji projektowania: Użyj SLS (NYLON) lub MJF (HP Multi Jet Fusion), aby wydrukować próbki testowe.
Mała produkcja partii: odpowiednia do niestandardowych ekscentrycznych kół, ale siła nie jest tak dobra jak części formowane wtryskiem.
