Аптымізацыя падвеснага шарніра Design_inge wendis_tallsen

Падвесны шарнір - гэта асноўны прадукт аддзела кампанентаў тэхналогій ZF Chassis, а яго структурная канструкцыя - асноўная тэхналогія аддзела. Па меры таго, як аўтамабільная прамысловасць працягвае развівацца, патрабаванні да прадуктаў для шарнірнага шарніра таксама павялічваюцца. Цяперашні рынак патрабуе больш жорсткіх умоў мадэлявання, складаных працоўных нагрузак і выканання новых нарматыўных патрабаванняў, такіх як абарона пешаходаў і правал пасля сутыкнення. Для задавальнення гэтых патрабаванняў тэхнічная аптымізацыя шаравага сустава мае вырашальнае значэнне.

Шарыкавы шарнір у асноўным выкарыстоўваецца ў пярэдняй падвесцы, якая служыць злучэннем паміж стрыжнем і рулявой косткай. Гэта злучэнне забяспечвае другое колавае ступень свабоды, што дазваляе кіраваць. Для задавальнення больш высокіх патрабаванняў кліентаў неабходна павысіць прадукцыйнасць ушчыльнення і нашэнне стомленасці.

У гэтым артыкуле асноўная ўвага надаецца аптымізацыі структуры шарніра падвескі для праекта па ўнутраным OEM (праект Dongfeng Liuzhou B20) масавай вытворчасці ZF. Першапачаткова план заключаўся ў тым, каб працягваць выкарыстоўваць бягучыя дэталі, якія вырабляюцца масавай вытворчасцю. Аднак пасля першага раўнда тэстаў DV было выяўлена, што ёсць рызыкі, у тым ліку ўцечка вады і ранняе знос. Далейшы аналіз паказаў неабходнасць удасканалення дызайну для задавальнення бягучых патрабаванняў да тэставання.

У выніку аналізу іншых унутраных праектаў OEM было ўстаноўлена, што многія OEM сфармулявалі пэўныя характарыстыкі для шарнірных завес, што значна павышае патрабаванні да канструкцыі. Глабальныя вытворцы таксама пастаянна абнаўляюць свае характарыстыкі для шарнірных завес. Гэта азначае, што прадукты ZF павінны супрацьстаяць больш жорсткім умовам навакольнага асяроддзя, больш складанымі ўмовамі працы і больш падрабязнымі патрабаваннямі да абароны сутыкнення. Такім чынам, неабходна даследаваць і прааналізаваць новыя характарыстыкі, каб распрацаваць разумны план аптымізацыі, які можа адпавядаць патрабаванням прадукцыйнасці з меншымі выдаткамі.

на шарнір з мячом:

Шарнірныя завесы падтрымліваюць пастаянны кантакт і адноснае рух паміж ланцужкамі механізмаў. Суставы, дзе адбываюцца гэтыя руху, называюцца шарыкавымі завесамі. Існуе два тыпы шаравых завес: радыяльна загружаныя завесы (кіраваныя шарнірныя завесы) і восева загружаныя завесы (загружаныя шаравыя суставы). Асноўнымі элементамі падлучэння шаравага сустава з'яўляюцца шар -шпілька і мяч. Працоўныя характарыстыкі шаравага сустава, а таксама іншыя характарыстыкі, такія як матэрыял, памер, якасць паверхні, грузападымальнасць нагрузкі і змазка, - гэта важныя меркаванні.

Функцыянальныя і тэхнічныя патрабаванні шарніра мяча:

Функцыя шарніра шара заключаецца ў падключэнні стрыжня з рулявой косткай, забяспечваючы тры ступені свабоды для сілы і перадачы руху. Дзве ступені свабоды выкарыстоўваюцца для біцця колаў і кіравання, у той час як трэцяя ступень свабоды дазваляе эластакінематычна змяніць кола. Шарыкавы шарнір павінен мець мінімальнае эластычнае зрушэнне пры звычайных умовах працы, каб пазбегнуць дыскамфорту і паўплываць на ацэнку кіроўцы. Акрамя таго, працоўны крутоўны момант шарніру шара не павінен быць ніжэй, чым дапушчальнае значэнне для прадухілення ранняга зносу і шуму.

Аналіз рэжыму адмоваў арыгінальнага дызайну:

На пачатковай стадыі праекта B20 тэст на прадукцыйнасць герметызацыі выявіў рэжымы адмовы, такія як уцечка вады і іржа. Далейшы аналіз паказаў, што шарнір шара і рулявы руля не ўпісваліся належным чынам, што прывяло да 2,5 -мм разрыву, што стварала рызыку ўцечкі вады і недастатковасці сістэмы ўшчыльнення. Разборка шарнірнага шарніра выявіла сур'ёзную карозію на паверхні спарвання з рулявой косткай. Было зроблена выснова, што цяперашняя сістэма, якая не выклікае пылу, не адпавядае патрабаванням дызайну і патрабуе паляпшэння.

Аптымальная дызайнерская схема для шарніру шара:

Два асноўныя фактары былі ідэнтыфікаваны як патэнцыйных удзельнікаў збой тэсту ўшчыльнення: якасць зборкі і выбар памеру каўняра і адмова ад пылу. Для вырашэння праблемы зборкі памер усталявання каўняра быў вызначаны ў IPS (Унутраная спецыфікацыя працэсу). Гэтая спецыфікацыя дае рэкамендацыі па зборцы каўняроў, гарантуючы, што яна адпавядае патрабаванням дызайну. Акрамя таго, пылавата і дызайн штыфта шара былі аптымізаваны для павышэння прадукцыйнасці герметызацыі. Канструкцыя пылу была зменена, каб адпавядаць чаканаму куту конусу, а крок штыфта шара быў перароблены, каб павялічыць кантактную плошчу з пылавым покрывам.

Аптымальная праверка тэставання дызайну:

Узоры былі выраблены на аснове аптымізаванай праектнай схемы, і быў праведзены тэст на прадукцыйнасць герметызацыі. Вынікі паказалі значнае паляпшэнне: утрыманне вады на штыфце шара і шаравых абалонак складае ад 0,1% да 0,2%. Тэст быў паспяховым, і сітуацыя з аптымізаванай канструкцыяй была значна лепш у параўнанні з арыгінальнай канструкцыяй.

Аптымізаваная дызайнерская схема для шарніру шара ў праекце B20 прадэманстравала павышаную прадукцыйнасць герметызацыі. Хоць існуе патэнцыял для яшчэ больш высокіх паказчыкаў, цяперашняе рашэнне аказалася эфектыўным у межах абмежаванняў праекта. Гэты праект падкрэсліў важнасць уважлівага аналізу патрабаванняў кліента і распрацоўкі комплекснай планіроўкі перад пачаткам вытворчасці. Укараняючы аптымізаваны дызайн, ZF змог задаволіць патрабаванні праекта OEM і павысіць прадукцыйнасць шарніра ўшчыльняльніка.