Opis i analiza poboljšanja konstrukcijskog dizajna ploča za armaturu zgloba dizala1

Posljednjih godina, automobilska industrija u mojoj zemlji doživjela je brz razvoj, posebno uz dodatak samo-vlasničkih marki i marki zajedničkih ulaganja. To je dovelo do smanjenja cijena automobila i poplave od desetaka tisuća automobila koji godišnje ulaze na potrošačko tržište. Kako se Times napreduju i prihodi ljudi poboljšavaju, posjedovanje automobila postalo je uobičajeno prijevoz u tisućama kućanstava, pridonoseći povećanoj učinkovitosti proizvodnje i poboljšanoj kvaliteti života.

Međutim, česta pojava opoziva automobila zbog problema s dizajnom u automobilskoj industriji služi kao podsjetnik da se pri razvoju novih proizvoda pažnja ne treba posvetiti samo razvojnim ciklusima i troškovima, već i kvaliteti proizvoda i potrebama korisnika. Kako bi se osiguralo bolju kvalitetu i zadovoljstvo za potrošače, "Tri garancije" Zakon o automobilskim proizvodima postavlja strože zahtjeve, uključujući minimalno razdoblje valjanosti od 2 godine ili 40 000 km i minimalno razdoblje valjanosti od 3 godine ili 60.000 km. Stoga je ključno usredotočiti se na rane faze razvoja proizvoda, optimizirati dizajnersku strukturu i izbjeći potrebu da se kasnije "nadoknadi" bilo koji nedostaci.

Jedno određeno područje u automobilskoj industriji je pojava pucanja na unutarnjoj ploči na šarkama pločice za armaturu zgloba dizala. Ovaj je problem naišao tijekom cestovnih ispitivanja stvarnih vozila, što je dovelo do potrebe da se istraži kako smanjiti vrijednost stresa lima u području šarki. Cilj je optimizirati strukturu ploče za armaturu zgloba i postići optimalno stanje za smanjenje vrijednosti naprezanja i poboljšanje performansi sustava za dizanje. Korištenje računalno prilagođenih alata za inženjering (CAE) za strukturnu optimizaciju može poboljšati kvalitetu dizajna, skratiti dizajnerski ciklus i uštedjeti troškove testiranja i proizvodnje.

Analiza problema pucanja na unutarnjoj ploči na šarki za dizanje pokazala je da su granica na površini za ugradnju šarki i gornja granica ploče za armaturu šarke bila ugrađena, što je uzrokovalo da unutarnja ploča bude pod jednoslojnim stanjem naprezanja, što nije pružilo odgovarajuću zaštitu unutarnjoj ploči. To je rezultiralo rezanjem gornje granice površine zgloba, što je dovelo do povećanog pucanja. Nadalje, koncentracija naprezanja na donjem kraju površine ugradnje šarki premašila je čvrstoću prinosa ploče, predstavljajući rizik od pucanja.

Da bi se riješile ta pitanja, predložene su i analizirane različite sheme strukturne optimizacije i analizirane kroz CAE proračune. Dizajnirane su četiri različite sheme, a izračunate su i uspoređene vrijednosti naprezanja unutarnjih ploča. Rezultati su pokazali da su sve mjere optimizacije bile učinkovite u smanjenju vrijednosti stresa, a shema 4 postigla je najveće smanjenje. Međutim, provedbu sheme 4 zahtijevale bi značajne promjene u procesu proizvodnje, što dovodi do visokih troškova popravljanja kalupa i dugog razdoblja obnove. Shema 2, koja je postigla 35% smanjenje vrijednosti stresa u usporedbi s izvornom shemom, smatrana je najizrazitijim i ekonomičnijim rješenjem.

Da bi se potvrdila učinkovitost odabrane sheme, stvoreni su ručni uzorci modificiranih dijelova i provedeni su testovi za proizvodnju i pouzdanost vozila. Rezultati su pokazali da su shema 3 i shema 4 bili uspješni, dok shema 1 nije uspjela. Na temelju ovih nalaza utvrđena je optimalna poboljšana shema strukturnog dizajna (shema 4) ploče za armaturu šarke. Međutim, kako bi se riješili pitanja praktičnosti procesa i percipirane kvalitete, napravljena su daljnja poboljšanja u strukturi sheme 4, što je rezultiralo konačnim dizajnom koji je eliminirao granični zaleđa, poboljšani rad procesa i osigurao dosljednu primjenu brtvila.

Zaključno, analiza, optimizacija i validacija strukture ploče ojačanja šarki pokazali su da je smanjenje vrijednosti naprezanja u unutarnjoj ploči na šarkama usko povezano s dizajnom ploče za armaturu zgloba. Iako povećanje lima ili korištenje posebnih procesa može postići određeno smanjenje vrijednosti stresa, ovi pristupi često kompliciraju postupak i povećavaju troškove. Stoga je ključno pažljivo dizajnirati i optimizirati strukturu ploče za armaturu zgloba iz ranih faza razvoja proizvoda kako bi se postigli najbolji rezultati u smislu smanjenja stresa. Kontinuirano poboljšanje u dizajnu proizvoda i procesa proizvodnje ključno je za ispunjavanje sve većih zahtjeva za kvalitetom i pouzdanošću u automobilskoj industriji.