1. การเพิ่มประสิทธิภาพวัสดุ: เลือกพลาสติกวิศวกรรมประสิทธิภาพสูง
ประสิทธิภาพเชิงกลของพลาสติกผิดปกติได้รับผลกระทบจากความแข็งแรงของวัสดุความต้านทานการสึกหรอและค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน วัสดุพลาสติกที่แตกต่างกันมีคุณสมบัติเชิงกลที่แตกต่างกันและจำเป็นต้องเลือกตามสภาพการทำงานที่เฉพาะเจาะจง
การเปรียบเทียบวัสดุพลาสติกทั่วไป
| วัสดุ | ลักษณะ | สถานการณ์ที่เกี่ยวข้อง |
| POM (polyoxymethylene) | ความแข็งแรงสูงแรงเสียดทานต่ำความต้านทานความเหนื่อยล้า แต่ไวต่อการกัดกร่อนของกรดและด่าง | การส่งสัญญาณที่แม่นยำ, ล้อผิดปกติของโหลดปานกลางและต่ำ |
| PA (ไนลอน) | ความทนทานและความต้านทานการสึกหรอที่ดี แต่ขนาดไม่เสถียรหลังจากดูดซับความชื้น | สามารถเพิ่มความผิดปกติสากลน้ำมันหล่อลื่นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ |
| PA GF (ไนลอนเสริมใยแก้ว) | ความแข็งแกร่งสูงและความต้านทานการคืบ แต่ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานที่สูงขึ้นเล็กน้อยเล็กน้อย | สามารถเพิ่มความผิดปกติสากลน้ำมันหล่อลื่นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ |
| Peek (polyetheretherketone) | ความต้านทานอุณหภูมิสูง (260 ° C) ความแข็งแรงสูงการสึกหรอต่ำ แต่ราคาสูง | การบินและอวกาศอุปกรณ์การแพทย์และสถานการณ์ความต้องการสูงอื่น ๆ |
| PTFE (Polytetrafluoroethylene) | แรงเสียดทานต่ำเป็นพิเศษการหล่อลื่นด้วยตนเอง แต่ความแข็งแรงเชิงกลต่ำ | ใช้ในการเคลือบหรือวัสดุคอมโพสิตเพื่อลดแรงเสียดทาน |
กลยุทธ์การเพิ่มประสิทธิภาพวัสดุ
โหลดแบบไดนามิกสูง: เลือก Peek หรือ POM เพื่อให้แน่ใจว่ามีความแข็งแรงสูงและแรงเสียดทานต่ำ
โซลูชันที่มีต้นทุนต่ำ: ใช้ไฟเบอร์แก้ว PA6 30% เพื่อสร้างสมดุลระหว่างต้นทุนและประสิทธิภาพ
ข้อกำหนดการหล่อลื่นด้วยตนเอง: เพิ่ม PTFE, Mos₂ (โมลิบดีนัมซัลไฟด์) หรือกราไฟท์ลงใน PA หรือ POM เพื่อลดแรงเสียดทานและการสึกหรอ
2. การเพิ่มประสิทธิภาพของโครงสร้างทางเรขาคณิต: ลดแรงเสียดทานและความเฉื่อย
โครงสร้างทางเรขาคณิตของล้อผิดปกติส่งผลโดยตรงต่อความราบรื่นของการเคลื่อนไหวการสูญเสียแรงเสียดทานและความต้านทานแรงเฉื่อย
การเพิ่มประสิทธิภาพของความผิดปกติและโปรไฟล์
ล้อผิดปกติแบบวงกลมแบบดั้งเดิม: ง่ายต่อการผลิต แต่เส้นโค้งการเคลื่อนไหวไม่ราบรื่นพอและง่ายต่อการสร้างผลกระทบ
แผนปรับปรุง:
วงล้อแปลกประหลาด: ให้วิถีการเคลื่อนที่ที่นุ่มนวลขึ้นและลดการสั่นสะเทือน
โปรไฟล์ cycloid ที่ปรับเปลี่ยน: เพิ่มประสิทธิภาพการกระจายความเครียดติดต่อและปรับปรุงชีวิต
การออกแบบที่ไม่สมมาตร: ปรับให้เหมาะสมสำหรับกฎหมายการเคลื่อนไหวที่เฉพาะเจาะจงเช่นกลไก CAM
การออกแบบที่มีน้ำหนักเบา
โครงสร้างกลวง: ขุดหลุมลดน้ำหนักในพื้นที่ที่ไม่เครียด (เช่นศูนย์กลางของฮับ) เพื่อลดช่วงเวลาของความเฉื่อย
การเพิ่มประสิทธิภาพโทโพโลยี: ใช้การวิเคราะห์องค์ประกอบ จำกัด (FEA) เพื่อกำหนดการกระจายของวัสดุที่ดีที่สุดและหลีกเลี่ยงความเข้มข้นของความเครียด
โครงสร้างที่มีผนังบาง: ลดความหนาของผนังในขณะที่ทำให้มั่นใจถึงความแข็งเช่นการใช้ซี่โครงแทนโครงสร้างที่เป็นของแข็ง
การเพิ่มประสิทธิภาพพื้นผิวสัมผัส
แรงเสียดทานการกลิ้งแทนการเลื่อนแรงเสียดทาน: เพิ่มตลับลูกปืนเข็มหรือคู่มือลูกบอลระหว่างล้อผิดปกติและผู้ติดตามเพื่อลดการสูญเสียแรงเสียดทาน
พื้นผิว microtexture: การประมวลผลด้วยเลเซอร์หรือการแกะสลักแบบไมโครหลุมหรือร่องเพื่อปรับปรุงการกระจายสารหล่อลื่น
การเพิ่มประสิทธิภาพชิ้นส่วนการผสมพันธุ์: หลีกเลี่ยงการจับคู่วัสดุเดียวกัน (เช่น POM ถึง POM) แนะนำ POM เป็นเหล็กหรือ PA กับสแตนเลส
3. การเพิ่มประสิทธิภาพของ tribological: ลดการสูญเสียพลังงาน
แรงเสียดทานเป็นปัจจัยหลักที่มีผลต่อประสิทธิภาพเชิงกลซึ่งสามารถปรับให้เหมาะสมในวิธีต่อไปนี้:
การออกแบบการหล่อลื่นด้วยตนเอง
การหล่อลื่นแบบฝังตัว: เพิ่ม PTFE, กราไฟท์หรือmos₂ลงในเมทริกซ์พลาสติกเพื่อให้ได้การหล่อลื่นด้วยตนเอง
กระบวนการแช่น้ำมัน: ดื่มด่ำกับความผิดปกติในน้ำมันหล่อลื่นเพื่อให้น้ำมันเจาะเข้าไปใน micropores สำหรับการหล่อลื่นระยะยาว
เทคโนโลยีการเคลือบผิว
DLC (ฟิล์มคาร์บอนเหมือนเพชร): แรงเสียดทานสูงมาก, แรงเสียดทานต่ำ, เหมาะสำหรับความต้องการความต้านทานการสึกหรอสูง
การฉีดพ่น PTFE: ลดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานเหมาะสำหรับสถานการณ์ความเร็วต่ำและโหลดสูง
อโนไดซ์ (ใช้กับชิ้นส่วนผสมพันธุ์โลหะ): เพิ่มความแข็งของพื้นผิวและลดการสึกหรอ
การเพิ่มประสิทธิภาพวิธีการหล่อลื่น
การหล่อลื่นแบบจาระบี: เหมาะสำหรับความผิดปกติระดับปานกลางและความเร็วต่ำซึ่งต้องการการบำรุงรักษาเป็นประจำ
การหล่อลื่นที่เป็นของแข็ง: เช่นปะเก็นกราไฟท์เหมาะสำหรับสถานการณ์การบำรุงรักษา
การเพิ่มประสิทธิภาพแรงเสียดทานแบบแห้ง: เลือกการผสมผสานวัสดุที่มีแรงเสียดทานต่ำ (เช่น POM บนเหล็ก)
4. การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการผลิต: ปรับปรุงความแม่นยำและความสอดคล้อง
กระบวนการผลิตส่งผลโดยตรงต่อความแม่นยำของมิติและคุณสมบัติเชิงกลของล้อผิดปกติ
การฉีดขึ้นรูปการฉีดที่แม่นยำ
ความแม่นยำของแม่พิมพ์: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการทนทานของโพรงคือ≤0.02มม. เพื่อหลีกเลี่ยงเสี้ยนและแฟลช
การเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์กระบวนการ: ปรับอุณหภูมิการฉีดความดันและเวลาเย็นเพื่อลดการเปลี่ยนรูปความเครียดภายใน
หลังการประมวลผล: กำจัดความเครียดที่เหลือผ่านการรักษาด้วยการหลอมเพื่อปรับปรุงเสถียรภาพของมิติ
การแก้ไขการตัดเฉือน
การตกแต่ง CNC: ดำเนินการประมวลผลรองบนพื้นผิวสัมผัสที่สำคัญเพื่อให้แน่ใจว่ามีความขรุขระพื้นผิว (Ra≤0.8μm)
การแก้ไขการปรับสมดุลแบบไดนามิก: ล้อประหลาดความเร็วสูงต้องการการทดสอบการปรับสมดุลแบบไดนามิกและปริมาณความไม่สมดุลจะถูกปรับโดยการขุดเจาะหรือถ่วง
การพิมพ์ 3 มิติ (การสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว)
สำหรับการตรวจสอบการออกแบบ: ใช้ SLS (ไนลอน) หรือ MJF (HP Multi Jet Fusion) เพื่อพิมพ์ตัวอย่างการทดสอบ
การผลิตแบทช์ขนาดเล็ก: เหมาะสำหรับล้อผิดปกติที่กำหนดเอง แต่ความแข็งแรงไม่ดีเท่ากับชิ้นส่วนฉีดขึ้นรูป
