सस्पेंशन बॉल हिंग ऑप्टिमाइज़ेशन Design_hinge knowlove_tallsen 1

सस्पेंशन बॉल काज ZF चेसिस टेक्नोलॉजी कंपोनेंट्स डिवीजन का प्रमुख उत्पाद है, और इसका स्ट्रक्चरल डिज़ाइन विभाग की मुख्य तकनीक है। जैसे -जैसे ऑटोमोबाइल उद्योग विकसित होता जा रहा है, बॉल काज उत्पादों की मांग भी बढ़ रही है। अतीत में, कुछ उत्पाद डिजाइन अब बाजार की वर्तमान जरूरतों को पूरा करने में सक्षम नहीं थे। ग्राहकों को अब अधिक कड़े सिमुलेशन वातावरण, अधिक जटिल कार्य भार, और नई नियामक आवश्यकताओं जैसे पैदल यात्री संरक्षण और पोस्ट-टकराव विफलता मानदंडों के अनुपालन की आवश्यकता होती है। इन परिस्थितियों को देखते हुए, गेंद संयुक्त के तकनीकी पहलुओं को अनुकूलित करना अनिवार्य है।

गेंद संयुक्त का उपयोग मुख्य रूप से फ्रंट सस्पेंशन में किया जाता है, जो रॉड और स्टीयरिंग पोर के बीच संबंध को सुविधाजनक बनाता है। यह कनेक्शन स्टीयरिंग के लिए आवश्यक स्वतंत्रता की दूसरी डिग्री प्रदान करता है। उच्च ग्राहक अपेक्षाओं को पूरा करने के लिए, अनुसंधान और अनुकूलन का ध्यान सील प्रदर्शन और थकान पहनने के प्रतिरोध में सुधार करने की दिशा में बदलाव करता है।

यह लेख घरेलू मूल उपकरण निर्माता (OEM) के लिए डोंगफेंग लियुज़ो बी 20 परियोजना के ZF के वास्तविक बड़े पैमाने पर उत्पादन पर आधारित है, जिसमें निलंबन बॉल काज की संरचना का अनुकूलन करने का इरादा है। प्रारंभ में, योजना वर्तमान द्रव्यमान-उत्पादित परियोजना के भागों का उपयोग जारी रखने की थी। हालांकि, डिज़ाइन सत्यापन (डीवी) परीक्षणों के पहले दौर के बाद, यह पहचाना गया था कि अभी भी संभावित जोखिम थे, मुख्य रूप से पानी के रिसाव और समय से पहले पहनने के रूप में। विश्लेषण पर, यह तय किया गया था कि वर्तमान परीक्षण आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए डिजाइन सुधार आवश्यक थे।

अन्य नए घरेलू ओईएम परियोजनाओं के आगे के विश्लेषण से पता चला है कि कई ओईएम ने गेंद काज प्रदर्शन के लिए विशिष्ट विनिर्देशों की स्थापना की है, जिसमें डिजाइन आवश्यकताओं में काफी वृद्धि हुई है। इसी तरह, वैश्विक ओईएम बॉल हिंग के लिए लगातार अपने विनिर्देशों को अपडेट कर रहे हैं। ZF उत्पादों को कठोर पर्यावरणीय स्थितियों, अधिक जटिल और परिवर्तनीय परिचालन स्थितियों के साथ -साथ अधिक विस्तृत टक्कर सुरक्षा आवश्यकताओं का सामना करने की आवश्यकता है। इन घटनाक्रमों के प्रकाश में, इस लेख का उद्देश्य कम लागत पर प्रदर्शन मानकों को पूरा करने वाले उत्पादों को प्राप्त करने के लिए नए विनिर्देशों के अनुसंधान और विश्लेषण के आधार पर एक उचित अनुकूलन योजना का प्रस्ताव करना है।

गेंद को टिका देना:

बॉल टिका निरंतर संपर्क और सापेक्ष आंदोलन को बनाए रखकर तंत्र श्रृंखलाओं के कनेक्शन को सुनिश्चित करता है। इन आंदोलनों के लिए कनेक्शन के बिंदुओं को जोड़ों के रूप में जाना जाता है। बॉल टिका को रेडियल रूप से लोड किए गए टिका (निर्देशित गेंद टिका) या अक्षीय रूप से लोड किए गए टिका (लोड किए गए गेंद जोड़ों) के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। प्रत्येक संयुक्त में दो कनेक्टिंग तत्व शामिल होते हैं, जैसे कि शाफ्ट, सादे बीयरिंग, गियर दांत, आदि, जो एक दूसरे के साथ सहयोग करते हैं और उनके कार्य के लिए एक उपयुक्त ज्यामिति होती है। गेंद संयुक्त के मुख्य कनेक्टिंग तत्व बॉल स्टड और बॉल सॉकेट हैं। गेंद संयुक्त के प्रदर्शन के अलावा, अन्य विशेषताओं जैसे कि सामग्री, आकार, सतह की गुणवत्ता, भार वहन क्षमता और स्नेहन भी महत्वपूर्ण हैं।

गेंद काज की कार्य और तकनीकी आवश्यकताएं:

गेंद काज का कार्य रॉड को स्टीयरिंग पोर से जोड़ना है, जिससे तीन डिग्री स्वतंत्रता प्रदान की जाती है। इनमें से दो डिग्री स्वतंत्रता का उपयोग पहिया की पिटाई और स्टीयरिंग के लिए किया जाता है, जबकि तीसरा पहिया के लिए एक इलास्टोकेनेमैटिक भिन्नता के लिए अनुमति देता है। गेंद संयुक्त केवल स्वतंत्रता के तीन घूर्णी डिग्री के कारण तन्यता, संपीड़ित और रेडियल बलों को पेश कर सकती है। आदर्श रूप से, अनावश्यक शोर से बचने के लिए गेंद के जोड़ों को कोई मुफ्त खेल नहीं होना चाहिए। ड्राइविंग करते समय और चालक के व्यक्तिपरक मूल्यांकन को बनाए रखने के लिए परेशानी को रोकने के लिए लोचदार विस्थापन को कम से कम किया जाना चाहिए। इसके अतिरिक्त, गेंद काज का काम करने वाला टोक़ एक महत्वपूर्ण मूल्यांकन सूचकांक है और समय से पहले पहनने और शोर से बचने के लिए स्वीकार्य मूल्य से कम नहीं होना चाहिए।

मूल डिजाइन विफलता मोड विश्लेषण:

1. सीलिंग प्रदर्शन परीक्षण की विफलता:

B20 परियोजना के प्रारंभिक चरण के दौरान, ग्राहक द्वारा अनुसंधान और विकास लागत और चक्र समय को कम करने के लिए मौजूदा परियोजना उत्पादों का उपयोग जारी रखने के लिए अनुरोध किया गया था। हालांकि, डीवी परीक्षण के दौरान, पानी के रिसाव और जंग जैसे विफलता मोड को गेंद काज के सीलिंग प्रदर्शन में देखा गया था। निरीक्षण करने पर, यह पता चला कि गेंद काज और स्टीयरिंग पोर में खराब फिटमेंट था, जिसके परिणामस्वरूप उनके बीच 2.5 मिमी मुक्त अंतर था। यह अंतर संभावित रूप से पानी के रिसाव को जन्म दे सकता है, यह दर्शाता है कि सीलिंग सिस्टम परीक्षण आवश्यकताओं को पूरा नहीं करता है। गेंद का काज के आगे डिस्सैम ने स्टीयरिंग पोर के साथ संभोग की सतह पर गंभीर जंग का खुलासा किया। इसने पुष्टि की कि वर्तमान उत्पाद के सीलिंग प्रदर्शन ने B20 परियोजना के लिए डिजाइन आवश्यकताओं को पूरा नहीं किया। विशेष रूप से, डस्ट कवर के क्षेत्र में बॉल पिन पर दृश्यमान पानी के दाग और गंभीर जंग देखे गए थे। इसने संकेत दिया कि वर्तमान डस्ट-प्रूफ सिस्टम अपर्याप्त और आवश्यक सुधार था।

2. परीक्षण परिणामों का विश्लेषण:

परीक्षण के परिणामों ने संकेत दिया कि परीक्षण के दौरान पानी का प्रवेश W3 स्तर के तहत गिर गया, जहां पानी के दाग नेत्रहीन रूप से देखे गए थे। इसने परीक्षण के बाद सीलिंग सिस्टम में पानी के प्रवेश की स्थिति की गंभीरता पर प्रकाश डाला। पानी के प्रवेश क्षेत्र ने मुख्य रूप से गेंद काज के दोनों सिरों पर कॉलर को प्रभावित किया। विफलता के संभावित कारण इस प्रकार थे:

- विधानसभा की गुणवत्ता और कॉलर का आकार चयन: कॉलर को फैलाने के बाद अधिकतम आकार की परिभाषा थी, जिसका उद्देश्य यह सुनिश्चित करना था कि क्लैम्पिंग बल कॉलर के लोचदार विरूपण के बाद डिजाइन आवश्यकताओं को पूरा करता था। हालांकि, यदि वास्तविक विधानसभा ने विनिर्देशों का कड़ाई से पालन नहीं किया, तो इसके परिणामस्वरूप अपर्याप्त क्लैम्पिंग बल और एक ढीले कॉलर हो सकता है।

- धूल कवर की डिजाइन विफलता: धूल कवर डिजाइन के एक तुलनात्मक विश्लेषण से भूलभुलैया क्षेत्र के शंकु कोण में एक विचलन का पता चला। वर्तमान डिजाइन में 20 ° का शंकु कोण था, जबकि मानक डिजाइन में 12 ° का शंकु कोण था। इस विचलन ने रिसाव का खतरा बढ़ा दिया।

- गेंद पिन सीलिंग क्षेत्र की डिजाइन विफलता: बॉल पिन डिजाइन में एक विशिष्ट क्षेत्र में एक कदम रखा गया था, जिसमें बॉल पिन शाफ्ट से 1 मिमी बड़ा व्यास था। इस संरचना का उद्देश्य धूल के कवर को गेंद पिन की गर्दन की स्थिति में दबाने से रोकना है। हालांकि, गेंद संयुक्त की चरम काम करने की स्थिति के तहत, जैसे कि सीमा स्थिति में, धूल कवर और कदम के बीच संपर्क क्षेत्र बहुत छोटा था, जिसके परिणामस्वरूप विफलता की संभावना थी। इसके अतिरिक्त, कम तापमान भी छोटे संपर्क क्षेत्रों को जन्म दे सकता है, जिससे अंतराल और पानी का रिसाव हो सकता है।

गेंद काज अनुकूलन डिजाइन योजना:

1. कॉलर असेंबली अनुकूलन:

कॉलर अंत की विफलता मुख्य रूप से उत्पादन विधानसभा के साथ मुद्दों से हुई। इसे संबोधित करने के लिए, आंतरिक प्रक्रिया विनिर्देश (IPS) में कॉलर के स्थापना आकार को परिभाषित करना प्रभावी माना गया, जो उत्पादन संचालन निर्देश का एक हिस्सा बन जाता है। IPS स्थापना दिशा, टूलिंग स्थिरता के अधिकतम व्यास और कॉलर खोलने की व्यास सीमा को परिभाषित करेगा। इसके अलावा, इसमें परिमित तत्व विश्लेषण (FEA) रिपोर्ट और डस्ट कवर की लेआउट रिपोर्ट भी शामिल होगी। यह विधि विधानसभा प्रक्रिया में सुधार करेगी और यह सुनिश्चित करेगी कि यह डिजाइन आवश्यकताओं को पूरा करती है।

2. गेंद पिन का इष्टतम डिजाइन:

विफलता मोड के विश्लेषण से पता चला कि डस्ट कवर के भूलभुलैया क्षेत्र के अनुचित डिजाइन और बॉल पिन चरण के छोटे संपर्क क्षेत्र सीलिंग परीक्षण विफलता में योगदान देने वाले मुख्य कारक थे। लागत और परियोजना विकास की कमी को ध्यान में रखते हुए, बॉल पिन संरचना को अनुकूलित करना सबसे अधिक लागत प्रभावी समाधान माना गया। अनुकूलित डिजाइन का उद्देश्य बॉल पिन स्टेप और डस्ट कवर के बीच एक बड़ा संपर्क क्षेत्र प्रदान करना था जब गेंद का काज अपने अधिकतम कामकाजी कोण पर था। मूल डिजाइन में कदम के लिए एक अर्धवृत्ताकार क्रॉस-अनुभागीय आकार दिखाया गया था, जबकि नए डिजाइन ने एक आयताकार क्रॉस-अनुभागीय संरचना पेश की और कदम के बाहरी व्यास को बढ़ाया। इसके परिणामस्वरूप एक बड़ा संपर्क क्षेत्र हुआ और चरम काम की परिस्थितियों में एक अधिक प्रतिक्रिया बल प्रदान किया गया, जिससे अंतराल और धूल के कवर को गर्दन में दबाया जा रहा था।

3. इष्टतम डिजाइन परीक्षण सत्यापन:

अनुकूलित डिजाइन पर आधारित नमूने का उत्पादन किया गया और प्रदर्शन परीक्षणों को सील करने के अधीन किया गया। परिणामों से पता चला कि बॉल पिन के अंत में पानी की सामग्री और बॉल शेल का अंत केवल 0.1% से 0 था।2