Esekidura Ball Hinge Optimization Design_hinge Ezagutza_tallsen 1

Esekidura-baloia bisagra da ZF Chassis Technology Components Componenten zatiketaren funtsezko produktua, eta bere egiturazko diseinua sailaren oinarrizko teknologia da. Automobilen industriak eboluzionatzen jarraitzen duen heinean, baloia bisagra produktuen eskaera ere handitzen ari da. Iraganean, produktuaren diseinu jakin batzuk ez ziren gehiago merkatuaren egungo beharrak asetzeko gai izan. Bezeroek simulazio ingurune zorrotzagoak behar dituzte, lan-karga konplexuagoak eta arauzko baldintza berriak betetzen dituzte, hala nola oinezkoen babesa eta talka osteko porrotaren irizpideak. Egoera horiek kontuan hartuta, ezinbestekoa da bola junturaren alderdi teknikoak optimizatzea.

Bola-juntura lehen esekiduran erabiltzen da batez ere, hagaxkaren eta zuzendaritzaren arteko lotura erraztuz. Konexio honek zuzendaritzarako beharrezkoa den bigarren askatasun maila ematen du. Bezeroen itxaropen altuagoak asetzeko, ikerketa eta optimizazioaren ikuspegia zigilatzeko errendimendua eta nekea higadura erresistentzia hobetzera aldatzen da.

Artikulu hau Dongfeng Liuzhou B20 B20 proiektuaren benetako produkzioan oinarritzen da, etxeko ekipamendu fabrikatzaile (OEM), etetearen baloiaren barrutiaren egitura optimizatzeko asmoarekin. Hasieran, plana egungo ekoizten den proiektutik piezak erabiltzen jarraitzea zen. Hala ere, diseinu balioztatzearen lehen txandaren ondoren (DV) probak egin ondoren, oraindik ere arrisku potentzialak egon direla identifikatu zen, batez ere uraren ihesak eta higadura goiztiarra. Azterketaren ondoren, erabaki zen diseinuaren hobekuntzak beharrezkoak izan direla uneko proba baldintzak betetzeko.

Beste OEM proiektu berri batzuen azterketa gehiago agerian utzi zuten OEM askok baloia bisagra errendimenduaren zehaztapen zehatzak ezarri dituztela, diseinu baldintzak nabarmen handitu direla. Era berean, OEMS Globalak etengabe eguneratzen ari dira baloia bisagrak egiteko. ZF produktuek ingurumen baldintza gogorragoak jasan behar dituzte, funtzionamendu baldintza konplexuagoak eta aldakorragoak, baita talkaren babes eskakizun zehatzagoak ere. Garapen horiek kontuan hartuta, artikulu honek zentzuzko optimizazio eskema proposatu nahi du zehaztapen berrien ikerketan eta azterketan oinarrituta, errendimendu estandarrak kostu txikiagoan betetzen dituzten produktuak lortzeko.

bola bisagra:

Bola-bisagrak mekanismo kateen lotura bermatzen du etengabeko harremana eta mugimendu erlatiboa mantenduz. Mugimendu horietarako konexio puntuak artikulazio gisa ezagutzen dira. Bola-bisagrak erradikalki kargatutako bisagrak (bola gidatutako bisagrak) edo axialki kargatutako bisagrak (kargatutako bola artikulazioak) sailka daitezke. Artikulu bakoitza konektatzeko bi elementu ditu, hala nola ardatzetan, errodamendu arruntak, engranaje hortzak, eta abar, elkar lankidetzan aritzen direnak eta geometria egokia dute beren funtziorako. Bola-junturaren lotura nagusiak baloia eta baloia socket dira. Baloia junturaren beraren antzezpenaz gain, materialak, tamaina, gainazaleko kalitatea, karga eramateko gaitasuna eta lubrifikazioa ere garrantzitsuak dira.

Baloiaren bisagraren funtzioa eta eskakizun teknikoak:

Baloien bisagra funtzioa hagaxka zuzendaritzarekin lotzea da, eta, horrela, hiru askatasun maila eskaintzen ditu. Askatasun maila horietatik bi gurpildun jipoiak eta zuzendaritzarako erabiltzen dira, eta hirugarrenak gurpilaren aldakuntza elastokinematikoa ahalbidetzen du. Bola-juntura indar tentsiboak, konpresiboak eta erradialak soilik sartu ditzake bere askatasun maila birakariagatik. Egokiena, baloi juntuek ez lukete inolako jokalarik izan behar alferrikako zarata ekiditeko. Desplazamendu elastikoa minimizatu behar da gidaritzan gidatzerakoan eta gidariaren ebaluazio subjektiboa mantentzeko. Gainera, baloia bisagraren lan momentua ebaluazio indize garrantzitsua da eta ez da onartzen baimendutako balioa baino txikiagoa izan behar higadura goiztiarra eta zarata ekiditeko.

Diseinuaren porrotaren jatorrizko analisia:

1. Zigilatzeko errendimenduaren proba huts egitea:

B20 proiektuaren hasierako fasean, bezeroak eskatutako proiektuen produktuak erabiltzen jarraitzeko eskatu zuen ikerketa eta garapen kostuak eta zikloaren denbora murrizteko. Hala ere, DV proban zehar, uraren ihesa eta herdoila bezalako porrot moduak ikusi ziren, baloia bisagraren zigilatzean. Ikuskapenean, baloia bisagrak eta zuzendaritza korapiloak frenamendu eskasa izan zuela aurkitu zuten, eta ondorioz 2,5mm-ko doako hutsunea lortu zuten. Hutsune horrek baliteke uretako ihesak sor ditzakeela, zigilatze-sistemak ez zuela proba eskakizunak betetzen adieraziz. Baloia bisagrak desmuntatze gehiagok korrosio larria agerian utzi zuen bortxaketaren gainazalean zuzendaritzarekin. Honek baieztatu zuen egungo produktuen zigilatze-errendimenduak ez zuela B20 proiektuaren diseinu baldintzak betetzen. Bereziki, ikusgai ur orbanak eta korrosio larria ikusi ziren pilota pinetan hautsaren estalkiaren eremuan. Horrek adierazi du uneko hauts-sistema ez zela nahikoa hobekuntza izan.

2. Probaren emaitzak aztertzea:

Probaren emaitzek adierazi zuten probetan zehar ura sartzea W3 mailaren azpian erori zela, ur orbanak ikus baitira. Horrek proba egin ondoren zigilatzeko sisteman uraren larritasuna nabarmendu zuen. Uraren barneko eremuak batez ere baloiaren bola baten muturretan lepoei eragin die. Hutsegiteen arrazoiak hauek dira:

- Muntaketa kalitatea eta tamaina Lepoaren aukeraketa: lepokoa gehienez tamainako definizioa izan zen luzatu ondoren, estutu egin ondoren, estutze-indarrak diseinuaren eskakizunak betetzen zituela ziurtatu zuen lepokoa deformazio elastikoaren ondoren. Hala ere, benetako muntaketak zehaztapenak zorrotz jarraitu ez baditu, estutze indar desegokia eta lepo soltea sor ditzake.

- Hautsaren estalkiaren porrota: hautsaren estalkiaren diseinuaren azterketa konparatibo batek labirintoaren angelu angeluan desbideratzea agerian utzi zuen. Egungo diseinuak 20 ° -ko kono angelua zuen, eta diseinu estandarrak 12 ° kono angelua zuen. Desbideratze horrek ihesaren arriskua handitu zuen.

- Diseinua pin zigilatzeko eremuaren porrota: pilota pin diseinuak egitura pauso bat izan zuen eremu jakin batean, baloia pin ardatza baino 1mm handiagoa zuen diametroa duena. Egitura honek hautsaren estalkia baloia pinaren lepoan sakatzea ekiditeko du helburu. Hala ere, baloi-junturaren muturreko lan baldintzetan, hala nola, mugaren posizioan, hautsaren estalkiaren eta urratsa txikiegia izan zen, ondorioz, porrot egiteko aukera. Gainera, tenperatura baxuek harremanetarako gune txikiak ere ekar ditzakete, hutsuneak eta uraren ihesa sortzea.

Bola Hinge Optimizatzeko Diseinu eskema:

1. Lepoko Muntatzeko Optimizazioa:

Lepokoa amaitzen da batez ere ekoizpen muntaketa duten gaien ondorioz. Honi aurre egiteko, eraginkorra iruditu zitzaion lepokoa instalatzeko tamaina definitzea Barne Prozesuen Zehaztapenean (IPS), ekoizpen operazioaren instrukzioaren zati bihurtzen duena. IPS-ek instalazioaren norabidea, tresneriaren gehieneko diametroa eta lepokoa irekitzeko diametroaren eremua definituko lituzke. Gainera, elementuaren azterketa finituaren (FEA) txostenaren eta hautsaren estalkiaren txostena ere sartuko lituzke. Metodo honek muntaketa prozesua hobetuko luke eta diseinu baldintzak betetzen dituela ziurtatuko luke.

2. Bola pinaren diseinu optimoa:

Porrot moduen azterketak agerian utzi zuen hautsaren estalkiaren labirintoaren diseinu arrazoirik gabea eta baloia PIN urratsaren kontaktu gune txikiak zigilatzeko proben porrota egiten laguntzen duten faktore nagusiak direla. Kostua eta proiektuak garatzeko murrizketak kontuan hartuta, baloia PIN egitura optimizatzea irtenbide errentagarriena dela uste da. Diseinu optimizatua baloia pin pausoaren eta hautsaren estalkiaren arteko harremanetarako gune handiagoa eskaintzea du helburu, baloia bisagrak bere gehienezko lan angeluan zegoenean. Jatorrizko diseinuak zeharkako forma erdi-zirkularra izan zuen pausoan, eta diseinu berriak zeharkako zuzeneko egitura laukizuzena sartu zuen eta urratsaren kanpoko diametroa areagotu zuen. Horrek harremanetarako gune handiagoa izan zuen eta erreakzio indar handiagoa izan zuen muturreko lan baldintzetan, hutsuneen eta hautsaren estalkien arriskua lepoan sakatuta.

3. Diseinu optimoa probatzeko egiaztapena:

Diseinu optimizatua oinarritzat hartutako laginak eman ziren eta zigilatze-azterketak egin zituzten. Emaitzek erakutsi zuten baloia pinaren amaieran dagoen ur edukia eta baloi-maskorra amaiera 0,1etik 0ra arte.2