碳纤维机械臂在铺层设计要遵循哪些规则?

  为了寻求高性能的表现,就要让机械臂强度高、质量轻,所以也就有了碳纤维机械臂的应用。碳纤维机械臂一般是以方管矩形管为主,在成型中会采用的是模压成型,在模压成型中就需要进行铺层设计,那么在碳纤维机械臂铺层设计中需要遵循哪些规则?

  传统的机械臂多是铝型材,目的就是能够提供很好的强度性能,但是铝型材还是精神材质,在机器人运动中在末端运动中,需要有很强的响应速度,包括降低惯性,更好的提高操作速度,外长臂的机械臂,在一定长度下 ,挠度不能有增强,避免产生操作误差,这就让碳纤维机械臂有了非常好的用武之地。在碳纤维机械臂生产中,想要机械臂整个的使用寿命更好,那就要设计好机械臂的铺层方案。

碳纤维机械臂

  首先是根据机械臂的使用情况来确定铺层的主方向设计,在铺层中,如果过多的采用很多角度的铺层,会影响到整个的生产效率过慢,那这个时候我们要确定好机械臂的主要载荷方向,可以有效的减少铺层的方向数,更好的提升工作效率,铺层的角度上面,一般会选择0°、±45°、90°这四种 ,所以多是一个角度的铺层也就是根据载荷来决定,然后再辅以其他的角度铺层,这里面可以借鉴的是如果角度为0°的铺层对应正应力,角度为±45°的铺层对应剪应力,角度为90°的铺层是用来保证在复合材料制件的径向上有足够的正力, 若复合材料制件承受的载荷以拉压载荷为主,那么铺层方向应该选择拉压载荷的方向;若复合材料制件承受的载荷以剪切载荷为主,那么铺层之中要以±45°成对铺设为主;若复合材料制件所承受的载荷情况复杂,同时包括多种载荷。

  铺层设计时以0°、±45°、90°多方向混合铺设。所以铺层的时候可以按照这些方式进行。另外铺层设计的时候,还需要控制好整个的铺层对称性,尤其是同角度的铺层,一定要确保好左右的对称性,在出现非对称性的时候,要进行合理的裁剪,这样能够很好的避免在模具中,出现拉弯耦合或者拉剪耦合的情况,减少出现翘曲变形的情况发生。

  包括在铺层的时候,连续相同方向铺层的时候,不能超过四层,那如果碳纤维机械臂尺对比较大的话,为了应对层间应力的时候,需要在0°层或者90°层布置在45°层中间,将45°层或者是-45°层布置在0°层与90°层中间。这样有效的降低层间应力,使得整个的稳定性更好。

碳纤维机械臂

  再一个就是铺层的时候,要设计好铺层的层数,主要是根据产品的尺寸规格进行设计,机械臂正常是外部尺寸精确度更高,那在内部因为需要布线以及电子线路控制等情况,还需要留下足够多的空间,因此要计算好层数,也是机械臂实际应用的重要一环,这个能够使得碳纤维机械臂的精度也会更好,能够更好地相应工作。

  这三个就是碳纤维机械臂在铺层设计的时候需要注意的地方,目的就是能够使得碳纤维机械臂整个的强度性能能够更好,江苏博实生产过很多种碳纤维管,在碳纤维领域有着十余年的丰富经验,能够完成各种型号的碳纤维管的定制服务。