Βελτιστοποίηση με άρθρωση της μπάλας ανάρτησης Design_hinge knowledge_tallsen

Η μεντεσέ της μπάλας ανάρτησης είναι το βασικό προϊόν της Διεύθυνσης Τεχνολογίας Τεχνολογίας ZF και ο δομικός σχεδιασμός του είναι η βασική τεχνολογία του τμήματος. Καθώς η βιομηχανία αυτοκινήτων συνεχίζει να αναπτύσσεται, οι απαιτήσεις για τα προϊόντα με άρθρωση της μπάλας αυξάνονται επίσης. Η τρέχουσα αγορά απαιτεί αυστηρότερα περιβάλλοντα προσομοίωσης, σύνθετα φορτία εργασίας και συμμόρφωση με νέες κανονιστικές απαιτήσεις, όπως η προστασία των πεζών και η αποτυχία μετά τη σύγκρουση. Για να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις αυτές, η τεχνική βελτιστοποίηση της ένωσης μπάλας είναι ζωτικής σημασίας.

Η σύνδεση με μπάλα χρησιμοποιείται κυρίως στην εμπρόσθια ανάρτηση, που χρησιμεύει ως σύνδεση μεταξύ της ράβδου και του αρθρώματος του τιμονιού. Αυτή η σύνδεση παρέχει το δεύτερο βαθμό ελευθερίας του τροχού, επιτρέποντας το σύστημα διεύθυνσης. Προκειμένου να ικανοποιηθούν οι υψηλότερες απαιτήσεις των πελατών, η απόδοση σφράγισης και η απόδοση της κόπωσης της μπάλας πρέπει να ενισχυθούν.

Αυτό το άρθρο επικεντρώνεται στη βελτιστοποίηση της δομής με άρθρωση της μπάλας ανάρτησης για το εγχώριο έργο OEM (Dongfeng Liuzhou B20 Project) της μαζικής παραγωγής της ZF. Αρχικά, το σχέδιο ήταν να συνεχιστεί η χρήση των σημερινών μαζικών παραγόμενων τμημάτων. Ωστόσο, μετά τον πρώτο γύρο των δοκιμών DV, ανακαλύφθηκε ότι υπήρχαν κίνδυνοι, συμπεριλαμβανομένης της διαρροής νερού και της πρώιμης φθοράς. Περαιτέρω ανάλυση αποκάλυψε την ανάγκη βελτίωσης του σχεδιασμού για την κάλυψη των τρέχουσας δοκιμής.

Μέσα από την ανάλυση άλλων εγχώριων έργων OEM, διαπιστώθηκε ότι πολλοί ΚΑΕ έχουν διατυπώσει συγκεκριμένες προδιαγραφές για μεντεσέδες με σφαίρες, αυξάνοντας σημαντικά τις απαιτήσεις σχεδιασμού. Οι παγκόσμιοι ΚΑΕ ενημερώνουν επίσης συνεχώς τις προδιαγραφές τους για τους μεντεσέδες. Αυτό σημαίνει ότι τα προϊόντα ZF πρέπει να αντέχουν σε σκληρές περιβαλλοντικές συνθήκες, πιο σύνθετες συνθήκες εργασίας και λεπτομερέστερες απαιτήσεις προστασίας σύγκρουσης. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να διερευνηθούν και να αναλυθούν οι νέες προδιαγραφές για την ανάπτυξη ενός λογικού σχεδίου βελτιστοποίησης που μπορεί να πληροί τις απαιτήσεις απόδοσης με χαμηλότερο κόστος.

σε μεντεσέ:

Οι μεντεσέδες της μπάλας διατηρούν συνεχή επαφή και σχετική κίνηση μεταξύ των αλυσίδων μηχανισμού. Οι αρθρώσεις όπου συμβαίνουν αυτές οι κινήσεις ονομάζονται μεντεσέδες. Υπάρχουν δύο τύποι μεντεσέδων μπάλας: ακτινικά φορτωμένοι μεντεσέδες (μεντεσέδες με καθοδηγούμενη σφαίρα) και αξονικά φορτωμένες μεντεσέδες (φορτωμένες αρθρώσεις μπάλας). Τα κύρια στοιχεία που συνδέονται με τη σφαίρα είναι η σφαίρα και η πρίζα μπάλας. Η απόδοση εργασίας της ένωσης μπάλας, καθώς και άλλα χαρακτηριστικά, όπως το υλικό, το μέγεθος, η ποιότητα της επιφάνειας, η ικανότητα μεταφοράς φορτίου και η λίπανση, είναι όλες σημαντικές εκτιμήσεις.

Λειτουργία και τεχνικές απαιτήσεις του μεντεσέ της μπάλας:

Η λειτουργία του μεντεσέ της μπάλας είναι να συνδέσετε τη ράβδο με το αρθρώσεις του τιμονιού, παρέχοντας τρεις βαθμούς ελευθερίας για δύναμη και μετάδοση κίνησης. Δύο βαθμοί ελευθερίας χρησιμοποιούνται για ξυλοδαρμό και τιμόνι, ενώ ο τρίτος βαθμός ελευθερίας επιτρέπει την ελαστοκινική παραλλαγή για τον τροχό. Ο σύνδεσμος μπάλας θα πρέπει να έχει ελάχιστη ελαστική μετατόπιση υπό κανονικές συνθήκες λειτουργίας για να αποφευχθεί η δυσφορία και να επηρεάσει την αξιολόγηση του οδηγού. Επιπλέον, η ροπή εργασίας του μεντεσέ της μπάλας δεν πρέπει να είναι χαμηλότερη από την επιτρεπόμενη τιμή για να αποφευχθεί η πρόωρη φθορά και ο θόρυβος.

Πρωτότυπη ανάλυση λειτουργίας αποτυχίας σχεδιασμού:

Κατά τη διάρκεια του αρχικού σταδίου του έργου B20, η δοκιμή απόδοσης σφράγισης αποκάλυψε τρόπους αποτυχίας όπως η διαρροή νερού και η σκουριά. Περαιτέρω ανάλυση έδειξε ότι η αρθρώση της σφαίρας και το αρθρώσεις του τιμονιού δεν ταιριάζουν σωστά, με αποτέλεσμα ένα κενό 2,5mm, το οποίο έθεσε σε κίνδυνο τη διαρροή νερού και την αποτυχία του συστήματος σφράγισης. Η αποσυναρμολόγηση του μεντεσέ της μπάλας αποκάλυψε σοβαρή διάβρωση στην επιφάνεια ζευγαρώματος με το αρθρώσεις του τιμονιού. Συνήχθη το συμπέρασμα ότι το σημερινό σύστημα που δεν ανταποκρίνεται στη σκόνη δεν πληρούσε τις απαιτήσεις σχεδιασμού και χρειάστηκε βελτίωση.

Βέλτιστο σχέδιο σχεδιασμού για μεντεσέδες:

Δύο κύριοι παράγοντες αναγνωρίστηκαν ως δυνητικοί συντελεστές στη αποτυχία της δοκιμής σφράγισης: η ποιότητα της συναρμολόγησης και η επιλογή μεγέθους του κολάρου και η αποτυχία σχεδιασμού του κάλυμμα σκόνης. Για την αντιμετώπιση του προβλήματος συναρμολόγησης, το μέγεθος της εγκατάστασης του περιλαίμιου ορίστηκε στο IPS (Εσωτερική προδιαγραφή διαδικασίας). Αυτή η προδιαγραφή παρέχει κατευθυντήριες γραμμές για τη συναρμολόγηση του κολάρου, εξασφαλίζοντας ότι πληροί τις απαιτήσεις σχεδιασμού. Επιπλέον, το κάλυμμα σκόνης και ο σχεδιασμός της σφαίρας βελτιστοποιήθηκαν για να βελτιωθούν η απόδοση σφράγισης. Ο σχεδιασμός του κάλυμμα σκόνης τροποποιήθηκε για να ταιριάζει με την αναμενόμενη γωνία κώνου και το βήμα της σφαίρας επανασχεδιάστηκε για να αυξήσει την περιοχή επαφής με το κάλυμμα σκόνης.

Βέλτιστη επαλήθευση δοκιμής σχεδιασμού:

Τα δείγματα δημιουργήθηκαν με βάση το βελτιστοποιημένο σχέδιο σχεδιασμού και διεξήχθη η δοκιμή απόδοσης σφράγισης. Τα αποτελέσματα έδειξαν σημαντική βελτίωση, με την περιεκτικότητα σε νερό στα άκρα της σφαίρας και του κελύφους μπάλας που κυμαίνονται από μόνο 0,1% έως 0,2%. Η δοκιμή ήταν επιτυχής και η κατάσταση διάβρωσης του βελτιστοποιημένου σχεδιασμού ήταν σημαντικά καλύτερη σε σύγκριση με τον αρχικό σχεδιασμό.

Το βελτιστοποιημένο σχέδιο σχεδιασμού για το μεντεσέ μπάλας στο έργο B20 έδειξε βελτιωμένη απόδοση σφράγισης. Ενώ υπάρχει δυνατότητα για ακόμη καλύτερη απόδοση, η τρέχουσα λύση αποδείχθηκε αποτελεσματική μέσα στους χρονικούς περιορισμούς του έργου. Το έργο αυτό υπογράμμισε τη σημασία της διεξοδικής ανάλυσης των απαιτήσεων των πελατών και της ανάπτυξης μιας ολοκληρωμένης διάταξης πριν από την έναρξη της παραγωγής. Με την εφαρμογή του βελτιστοποιημένου σχεδιασμού, η ZF κατάφερε να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις του έργου OEM και να ενισχύσει την απόδοση σφράγισης του μεντεσέ.