Pružné kĺby

Obsah práce

1.	Základné problémy pri návrhu mikrouchopovača
2.	Čo je to MEMS alebo MST?
3.	Pružné Mechanizmy
4.	Pružné kĺby
5.	Materiál pre mikrouchopovače
6.	Riešenie pružných mechanizmov pomocou metódy konečných prvkov
7.	Návrh mikrouchopovača

Pružný kĺb je prvok v rámci konštrukcie, ktorý vďaka svojej pružnosti umožňuje pohyb medzi dvoma susediacimi nehybnými časťami.

Obr 4.1 Pružný kĺb

Pružný kĺb môžeme zabezpečiť pomocou pružného elementu ako je napríklad tenký oceľový pásik uchytený medzi pevné nepohybujúce sa časti.

Obr 4.2 Oceľový pásik medzi pevnými časťami

Pružný kĺb môžeme dosiahnuť aj opracovaním materiálu tak, aby v mieste ohybu vznikol vrub, teda vytvorí sa ohybové tenké spojítko. V tomto prípade predchádzame rozdeleniu materiálu.

Výhody pružných kĺbov

Berme do úvahy len monolitické pružné kĺby. Keďže sú vyrobené z jedného kusa materiálu majú oproti mechanickým značné výhody:

• Žiadne straty spôsobené trením
• Nie je potrebné mazanie
• Nie sú citlivé na znečistenie
• Uloženie je bez vôle
• Žiadna hysterézia
• Kompaktnosť
• Jednoduché zhotovenie
• Prakticky žiadna potrebná údržba

Nevýhody pružných kĺbov

Nevýhody sa týkajú najmä obmedzení:

• Kĺby sú schopné poskytnúť pomerne nízku úroveň rotácii.
• Rotácie nie je čistá, pretože vzniká axiálne strihanie prípadne aj torzia zaťaženia, okrem ohýbania.
• Ohýbanie kĺbu je zvyčajne citlivé voči zmenám teploty.

Jeho rozmery sa menia v dôsledku tepelnej rozťažnosti čo vedie k zmenám oproti pôvodným hodnotám. Mechanizmus s kĺbmi bude fungovať, kým sa niečo nepokazí. Zvyčajne to býva samotný kĺb v dôsledku únavy alebo preťaženia materiálu.

Osové otáčanie pružných kĺbov

Pružné kĺby sa rozdeľujú aj podľa pohybu. V dvojrozmerných systémoch sa využívajú kĺby, ktoré umožňujú pohyb iba okolo jednej osi. Je to os okolo ktorej sa otáčajú neohybné pevné časti. Sú to tzv. jednoosé pružné kĺby (Obr. 4.3).

Obr 4.3 jednoosový pružný kĺb

V trojrozmerných systémoch sú zas zapracované dvojosé kĺby (Obr. 4.4). Tieto kĺby umožňujú ohyb okolo dvoch osí, ktoré sú na seba kolmé.

Obr 4.4 jdvojosý pružný kĺb

V trojrozmerných systémoch sa dá využiť aj viacosý kĺb (Obr. 4.5), ktorý umožňuje ohyb v rôznych smeroch [3].

Obr 4.5 viacosý pružný kĺb