ความยืดหยุ่น

เฟล็กเซอร์คือองค์ประกอบที่ยืดหยุ่น (หรือการรวมกันขององค์ประกอบ) ที่ได้รับการออกแบบให้มีความยืดหยุ่นในระดับอิสระ ที่เฉพาะ เจาะจง[ 1 ]เฟล็กเซอร์เป็นคุณลักษณะการออกแบบที่วิศวกรออกแบบ (โดยปกติคือวิศวกรเครื่องกล ) ใช้เพื่อปรับหรือให้ความยืดหยุ่นในการออกแบบ
ประเภทการดัดงอ
การออกแบบการดัดแบบผสมส่วนใหญ่ประกอบด้วยการดัดพื้นฐานสามประเภท: [ 2 ]

- การดัดงอด้วยหมุด - แท่งหรือทรงกระบอกบางๆ ที่ทำจากวัสดุ จะจำกัดการเคลื่อนที่ในสามองศาอิสระเมื่อรูปทรงเรขาคณิตตรงกับรอยบากที่ตัดไว้
- การโค้งงอของใบมีด - แผ่นวัสดุบางๆ จำกัดการเคลื่อนที่ในสามองศาอิสระ
- การดัดงอด้วยรอยบาก - รอยตัดบางๆ บนทั้งสองด้านของวัสดุชิ้นหนา ซึ่งจำกัดการเคลื่อนที่ในห้าองศาอิสระ
- การดัดงอของพิน
- การโค้งงอของใบมีด
- การดัดงอแบบรอยบาก
เนื่องจากโครงสร้างแบบข้อต่อเดี่ยวมีข้อจำกัดทั้งในด้านระยะการเคลื่อนที่และองศาอิสระที่มีอยู่ ระบบข้อต่อแบบผสมจึงถูกออกแบบโดยใช้ส่วนประกอบต่างๆ มาผสมผสานกัน การใช้ข้อต่อแบบผสมทำให้สามารถสร้างรูปแบบการเคลื่อนที่ที่ซับซ้อนด้วยองศาอิสระที่เฉพาะเจาะจงและระยะการเคลื่อนที่ที่ค่อนข้างยาวได้
แง่มุมการออกแบบ
ในสาขาวิศวกรรมความแม่นยำ (โดยเฉพาะ การควบคุมการเคลื่อนที่ที่มีความแม่นยำสูง) เฟล็กเชอร์มีข้อดีที่สำคัญหลายประการ งานจัดตำแหน่งที่มีความแม่นยำสูงอาจเป็นไปไม่ได้เมื่อมีแรงเสียดทานหรือแรงเสียดทาน สถิต [ 4 ]นอกจากนี้ตลับลูกปืน แบบดั้งเดิม หรือตลับลูกปืนเชิงเส้นมักแสดงฮิสเทอรี ซิสในการกำหนดตำแหน่ง เนื่องจากแบ็คแลชและแรงเสียดทาน[ 5 ]เฟล็กเชอร์สามารถบรรลุขีดจำกัดความละเอียดที่ต่ำกว่ามาก (ในบางกรณีวัดใน ระดับ นาโนเมตร ) เนื่องจากขึ้นอยู่กับการดัดงอและ/หรือการบิดขององค์ประกอบที่ยืดหยุ่น แทนที่จะเป็นการโต้ตอบพื้นผิวของชิ้นส่วนจำนวนมาก (เช่นเดียวกับตลับลูกปืน ) สิ่งนี้ทำให้เฟล็กเชอร์เป็นคุณลักษณะการออกแบบที่สำคัญที่ใช้ในเครื่องมือวัดทางแสงเช่นอินเตอร์เฟอโรเมตร
เนื่องจากลักษณะการทำงานของมัน เฟล็กเซอร์จึงใช้สำหรับการเคลื่อนที่ในขอบเขตจำกัดและไม่สามารถทดแทนการปรับระยะการเคลื่อนที่ยาวหรือการหมุนอย่างต่อเนื่องได้[ 6 ] นอกจากนี้ ต้องระมัดระวังเป็นพิเศษในการออกแบบเฟล็กเซอร์เพื่อหลีกเลี่ยงการเสียรูปของวัสดุหรือความล้าซึ่งทั้งสองอย่างนี้เป็นโหมดความล้มเหลว ที่อาจเกิดขึ้นได้ ในการออกแบบเฟล็กเซอร์

ตัวอย่างการออกแบบ


- บานพับแบบยืดหยุ่น : ส่วนที่ยืดหยุ่นได้ซึ่งทำหน้าที่เหมือนบานพับ เป็นที่นิยมเนื่องจากมีความเรียบง่าย สามารถรวมเข้าเป็นส่วนประกอบหนึ่งในวัสดุชิ้นเดียวได้ (เช่นฝากล่องลูกอมTic Tac )
- สปริงแผ่น : สปริงแผ่นเป็นอุปกรณ์ที่ใช้กันทั่วไปในระบบกันสะเทือนของยานยนต์สปริงแผ่นเป็นตัวอย่างของระบบยืดหยุ่นที่มีองศาอิสระ ในการ เคลื่อนที่ หนึ่งองศา
- Flex Pivot: ส่วนประกอบการหมุนแบบไร้แรงเสียดทาน สำหรับใช้ในงานจัดแนวที่แม่นยำ[ 7 ]
- ยานสำรวจดาวอังคารของNASAและยานสำรวจCuriosity ของห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ดาวอังคาร ได้รับการออกแบบให้มีส่วนที่ยืดหยุ่นได้ในล้อ ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวแยกการสั่นสะเทือนและระบบกันสะเทือนสำหรับยานสำรวจ[ 8 ]