Suspension Ball Hinge Optimization Design_hinge Knowledge_Tallsen

Suspension Ball Hængsel er kerneproduktet i Divisionen ZF Chassis Technology Components, og dets strukturelle design er instituttets centrale teknologi. Efterhånden som bilindustrien fortsætter med at udvikle sig, øges kravene til bold hængselprodukter også. De nuværende marked kræver strengere simuleringsmiljøer, komplekse arbejdsbelastninger og overholdelse af nye lovgivningsmæssige krav såsom fodgængerbeskyttelse og fiasko efter kollision. For at imødekomme disse krav er teknisk optimering af kugleleddet afgørende.

Kugleleddet bruges primært i den forreste ophæng, der tjener som forbindelsen mellem stangen og styreknokken. Denne forbindelse giver den anden hjulgrad af frihed, der muliggør styring. For at imødekomme højere kundekrav skal forseglingsydelsen og træthedens slidydelse af kugleleddet forbedres.

Denne artikel fokuserer på optimering af suspensionskuglen hængslestruktur til det indenlandske OEM -projekt (Dongfeng Liuzhou B20 -projekt) af ZFs masseproduktion. Oprindeligt var planen at fortsætte med at bruge de aktuelle masseproducerede dele. Efter den første DV -tests runde blev det imidlertid opdaget, at der var risici involveret, herunder vandlækage og tidligt slid. Yderligere analyse afslørede behovet for at forbedre designet for at imødekomme de aktuelle testkrav.

Gennem analysen af ​​andre indenlandske OEM -projekter blev det konstateret, at mange OEM'er har formuleret specifikke specifikationer for boldhængsler, hvilket væsentligt hæver designkravene. Globale OEM'er opdaterer også kontinuerligt deres specifikationer for boldhængsler. Dette betyder, at ZF -produkter er nødt til at modstå hårdere miljøforhold, mere komplekse arbejdsvilkår og mere detaljerede krav til kollisionsbeskyttelse. Derfor er det nødvendigt at undersøge og analysere de nye specifikationer for at udvikle en rimelig optimeringsplan, der kan opfylde præstationskrav til en lavere pris.

til bold hængsel:

Boldhængsler opretholder kontinuerlig kontakt og relativ bevægelse mellem mekanismekæder. De led, hvor disse bevægelser forekommer, kaldes boldhængsler. Der er to typer af kuglehængsler: radialt belastede hængsler (guidede kugleving) og aksialt belastede hængsler (belastede kugleled). De vigtigste forbindelseselementer i kugleleddet er kuglestud og kuglestikket. Kugleledets arbejdspræstation såvel som andre egenskaber såsom materiale, størrelse, overfladekvalitet, belastningskapacitet og smøring er alle vigtige overvejelser.

Funktion og tekniske krav til bolden hængsel:

Boldhængerens funktion er at forbinde stangen med styreknokken, hvilket giver tre grader af frihed til kraft- og bevægelsesoverførsel. To frihedsgrader bruges til at slå hjul og styring, mens den tredje grad af frihed giver mulighed for elastokinematisk variation for hjulet. Kugleleddet skal have minimal elastisk forskydning under normale driftsforhold for at undgå ubehag og påvirke driverevalueringen. Derudover bør det arbejdsmoment i bolden hængsel ikke være lavere end den tilladte værdi for at forhindre tidlig slid og støj.

Original designfejltilstand analyse:

I det indledende trin af B20 -projektet afslørede tætningstesten fiasko -tilstande såsom vandlækage og rust. Yderligere analyse viste, at bolden hængsel og styringsknok ikke passede ordentligt, hvilket resulterede i et 2,5 mm hul, der udgjorde en risiko for vandlækage og forseglingssystemfejl. Demontering af bolden hængsel afslørede alvorlig korrosion på parringsoverfladen med styreknokken. Det blev konkluderet, at det nuværende støvsikre system ikke opfyldte designkravene og havde brug for forbedring.

Optimal designskema til boldhængsel:

To hovedfaktorer blev identificeret som potentielle bidragydere til forseglingstestfejlen: samlingskvalitet og størrelse valg af kraven og designfejl af støvdækslet. For at løse samlingsproblemet blev installationsstørrelsen på kraven defineret i IPS (intern processpecifikation). Denne specifikation giver retningslinjer for kraveenheden, hvilket sikrer, at den opfylder designkravene. Derudover blev støvdækslet og kuglen pin -design optimeret for at forbedre tætningsydelsen. Støvdækningsdesignet blev modificeret for at matche den forventede keglevinkel, og kuglenestiften blev redesignet for at øge kontaktområdet med støvdækslet.

Optimal designtestbekræftelse:

Prøver blev produceret baseret på det optimerede designskema, og tætningspræstationstesten blev udført. Resultaterne viste en betydelig forbedring, med vandindhold ved kuglestiften og kugleskal ender lige fra 0,1% til 0,2%. Testen var vellykket, og korrosionssituationen for det optimerede design var betydeligt bedre sammenlignet med det originale design.

Det optimerede designskema for bolden hængsel i B20 -projektet demonstrerede forbedret tætningsydelse. Selvom der er potentiale for endnu bedre ydelse, viste den aktuelle løsning sig at være effektiv inden for projektets tidsbegrænsninger. Dette projekt fremhævede vigtigheden af ​​grundigt at analysere kundekrav og udvikle et omfattende layout, inden produktionen startede. Ved at implementere det optimerede design var ZF i stand til at imødekomme kravene fra OEM -projektet og forbedre forseglingens ydelse af bolden hængsel.