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驱动钛丝(SMA)的可靠性设计(12) 生产过程中的偏差和误差

发布人:13428937333 时间:2024-12-24 来源:工程师 发布文章

前言】

形状记忆合金(Shape memory alloy, SMA),也叫形态记忆合金、钛镍记忆合金,它是由Ti(钛)-Ni(镍)材料组成,经过多道工序制成的丝,我们简称钛丝,可以通过电路驱动钛丝发生运动。相比于传统的电机、电磁铁动力,钛丝是一种新型的动力元件。钛丝驱动技术目前已经在航空航天、洲际导弹、无人机、手机、汽车、机器人等科技领域投入使用。本文通过分享、普及钛丝驱动技术的可靠性设计,方便大家在机械电子工业设计等领域快速有效的转化为科技成果。

12 【生产过程中的偏差和误差】

1、【钛丝的长度偏差和误差】

钛丝在加工生产环节中也会给钛丝的长度带来一些偏差和误差。

钛丝的长度偏差

image001.png

钛丝的长度偏差一般是厂家的工艺环节中导致的,例如:规格:∅0.15mm,长度100mm的钛丝表现出来的特性包括:

1)    第一次给钛丝通电加热后,经过冷却恢复,钛丝的长度由原始的100mm,变成了99mm,我们的钛丝缩短了1mm。

2)    第一次给钛丝通电加热后,经过冷却恢复,钛丝的长度由原始的100mm,变成了101mm,我们的钛丝变长了1mm。

这种现象有可能导致我们的驱动机构初始位置和驱动位置发生偏移。

由于不同的驱动钛丝生产厂家的生产流程和工艺区别,造成了不同厂家的驱动钛丝出现了参差不齐的偏差现象。

我们在采购钛丝的时候,需要提前预防,并且需要做长度偏差的补偿设计。

钛丝的长度误差

image003.png

钛丝的长度误差一般是厂家在定制我们所需长度的时候,例如:规格:∅0.15mm,长度100mm的钛丝,表现出来的特性是:

正负公差:100±0.1mm

正公差:100+0.2mm

负公差100-0.2mm

我们需要结合我们的驱动机构特性,选择合适的公差类型,例如驱动机构的:

初始位置容差范围较大,我们要求正公差:100+0.2mm

驱动位置容差范围较大,我们要求负公差:100-0.2mm

驱动机构富余位移较多,我们要求正负公差:100±0.1mm

2、【钛丝的装配偏差】

我们的产品在加工组装生产过程中,驱动机构的装配间隙会带来一定的偏差,活动结构件的装配间隙和钛丝端子挂靠的定位柱间隙,会导致我们的驱动机构的钛丝长度偏长。

image005.png

我们需要根据驱动机构的实际情况来调整钛丝的长度。

3、【通过工装治具差消除驱动机构的偏差和误差】

我们可以在产品的生产过程中,增加工装治具来消除驱动机构的偏差和误差。

image007.png

例如上节中提到的焊接式连接的驱动机构,因为焊接点的位置定位容易出现偏差,我们可以在焊接工艺的环节增加弹性的焊接治具或自动化装置。

我们可以根据我们的驱动机构设定好一个绝对位置,然后给驱动钛丝一个动态弹性的相对位置,接下来实施焊接工艺。

如果钛丝长度偏长或偏短,我们的动态弹性滑块会主动将端子左移或右移,让钛丝始终处于绷直的状态。

这类的装置就可以消除我们的钛丝长度误差、钛丝的装配偏差。

image009.png

简单来讲就是通过动态调整来消除钛丝或驱动接机构的相对偏差。

 

为了让驱动钛丝在工业应用中切实落地,财哥制作整理了包括《财哥说钛丝视频》、《SMA常见电路控制方案》、《驱动钛丝(SMA)计算模型》、《驱动钛丝(SMA)常见结构模型》等系列资源供大家参考,欢迎大家的关注和交流,请点赞收藏转发!

钛丝科技   出品

作者 财哥说钛丝


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关键词: 航空航天 机器人 汽车工程 手机

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