Felfüggesztés golyó csuklópánt optimalizálás design_hinge tudás_tallsen 1

A felfüggesztési golyó csuklópántja a ZF alváz -technológiai alkatrészek osztályának kulcsfontosságú terméke, és szerkezeti kialakítása az osztály alaptechnikája. Ahogy az autóipar tovább fejlődik, a golyócsukló termékek iránti kereslet is növekszik. A múltban egyes terméktervek már nem tudták kielégíteni a piac jelenlegi igényeit. Az ügyfelek most szigorúbb szimulációs környezetet, bonyolultabb munkaterhelést és az új szabályozási követelményeknek való megfelelést igényelnek, mint például a gyalogosok védelme és az ütközés utáni hiba kritériumok. E körülmények miatt elengedhetetlen a gömbcsukló műszaki szempontjainak optimalizálása.

A golyóízületet elsősorban az első felfüggesztésben használják, megkönnyítve a rúd és a kormánycsukló közötti kapcsolatot. Ez a kapcsolat biztosítja a kormányzáshoz szükséges második szabadságot. A magasabb vevői elvárásoknak való megfelelés érdekében a kutatás és az optimalizálás középpontjában a tömítés teljesítményének és a fáradtság kopásának ellenállásának javulása változik.

Ez a cikk a ZF tényleges tömegtermelésén alapul, amely a Dongfeng Liuzhou B20 projektet egy hazai eredeti berendezésgyártó (OEM) számára, azzal a szándékkal, hogy optimalizálja a felfüggesztés gömbhéj szerkezetét. Kezdetben a terv az volt, hogy folytatja a jelenlegi tömeggyártású projekt alkatrészeinek használatát. A tervezési validációs (DV) tesztek első fordulójának után azonban megállapították, hogy továbbra is fennállnak a potenciális kockázatok, elsősorban vízszivárgás és korai kopás formájában. Az elemzés után úgy döntöttek, hogy a tervezés javítására van szükség a jelenlegi tesztkövetelmények teljesítéséhez.

Más új hazai OEM -projektek további elemzése azt mutatta, hogy sok OEM meghatározott specifikációkat hozott létre a labdaplang teljesítményére, a tervezési követelmények jelentősen megnőtt. Hasonlóképpen, a globális OEM -ek folyamatosan frissítik a labdaplangok specifikációit. A ZF termékeknek ellenállniuk kell a szigorúbb környezeti feltételeknek, a bonyolultabb és változó működési feltételeknek, valamint a részletesebb ütközési védelmi követelményeknek. Ezen fejlemények fényében ez a cikk célja egy ésszerű optimalizálási rendszer javaslata az új előírások kutatása és elemzése alapján annak érdekében, hogy olyan termékeket szerezzen, amelyek alacsonyabb költséggel megfelelnek a teljesítményszabványoknak.

hogy golyó csuklópánt:

A golyós zsanérok biztosítják a mechanizmus láncok összekapcsolását a folyamatos érintkezés és a relatív mozgás fenntartásával. Ezeknek a mozgásoknak a csatlakozási pontjait ízületek néven ismerték. A golyó zsanérokat sugárirányban terhelt zsanérok (vezetett gömbölyű zsanérok) vagy tengelyirányban terhelt zsanérok (betöltött gömbcsuklók) kategóriába lehet sorolni. Mindegyik ízület két összekötő elemből áll, például tengelyekből, sima csapágyakból, fogaskerekekből stb., Amelyek egymással együttműködnek, és megfelelő geometriával rendelkeznek. A gömbcsukló fő csatlakozó elemei a gömbcsap és a golyófog. A gömbcsukló teljesítményén kívül más tulajdonságok, mint például az anyag, a méret, a felületminőség, a terhelési képesség és a kenés is.

A labdaplang funkció és műszaki követelményei:

A golyó csuklópántja az, hogy a rudat a kormánycsuklóhoz csatlakoztassa, ezáltal három fokos szabadságot biztosítva. E ilyen szabadságfokok közül kettőt használnak a kerékveréshez és a kormányzáshoz, míg a harmadik lehetővé teszi a kerék elasztokinematikus variációját. A gömbcsukló csak a szakító, a nyomó- és a sugárirányú erőket vezetheti be három forgási foka miatt. Ideális esetben a gömbcsuklóknak nem szabad szabad játszaniuk a felesleges zaj elkerülése érdekében. A rugalmas elmozdulást minimalizálni kell a vezetés közbeni kellemetlenségek megakadályozása és a vezető szubjektív értékelésének fenntartása érdekében. Ezenkívül a golyó csuklópántja működő nyomatéka fontos értékelési index, és nem lehet alacsonyabb, mint a megengedett érték, hogy elkerüljék a korai kopást és a zajt.

Eredeti tervezési hiba mód elemzése:

1. A tömítési teljesítményteszt meghibásodása:

A B20 projekt kezdeti szakaszában az ügyfél azt kérte, hogy folytassa a meglévő projekt termékek használatát a kutatási és fejlesztési költségek és a ciklusidő csökkentése érdekében. A DV -teszt során azonban megfigyelték a meghibásodási módokat, mint például a vízszivárgás és a rozsda a golyó csuklójának tömítésében. Az ellenőrzés után kiderült, hogy a golyó csuklópánt és a kormánycsukló gyenge illesztéssel rendelkezik, ami 2,5 mm -es szabad rést eredményezett közöttük. Ez a rés potenciálisan vízszivárgáshoz vezethet, jelezve, hogy a tömítő rendszer nem felel meg a teszt követelményeinek. A golyó csuklójának további szétszerelése súlyos korrózióval tárt fel a párzási felületen a kormánycsuklóval. Ez megerősítette, hogy a jelenlegi termék tömítési teljesítménye nem felel meg a B20 projekt tervezési követelményeinek. Nevezetesen, hogy látható vízfoltokat és súlyos korróziót figyeltünk meg a porfedés területén lévő golyóscsapokon. Ez azt jelezte, hogy a jelenlegi porálló rendszer nem volt elegendő, és javulást igényelt.

2. A teszteredmények elemzése:

A teszteredmények azt mutatták, hogy a vizsgálat során a vízbejutás a W3 szintre esett, ahol a vízfoltokat vizuálisan megfigyelték. Ez kiemelte a vízbetető körülmények súlyosságát a tömítő rendszerben a teszt után. A vízbejutási terület elsősorban a labdaplang mindkét végén érintette a gallérokat. A kudarc lehetséges okai a következők voltak:

- A gallér összeszerelésének minősége és méretválasztása: A gallér maximális méret -meghatározása volt a nyújtás után, amelynek célja annak biztosítása volt, hogy a szorítóerő megfeleljen a gallér rugalmas deformációja után. Ha azonban a tényleges összeszerelés nem szigorúan követi a specifikációkat, akkor ez nem megfelelő rögzítő erőt és laza gallérhoz vezethet.

- A por burkolatának tervezési meghibásodása: A porfedél kialakításának összehasonlító elemzése a labirintus terület kúp szögében való eltérést mutatott. A jelenlegi kialakítás kúp szöge 20 ° volt, míg a standard kialakítás kúp szöge 12 ° volt. Ez az eltérés növelte a szivárgás kockázatát.

- A gömbcsap lezáró területének tervezési meghibásodása: A gömbcsap kialakításának lépcsőzetes szerkezete volt egy adott területen, egy átmérőjű 1 mm -rel nagyobb, mint a gömbcsap tengelye. Ennek a szerkezetnek a célja, hogy megakadályozza, hogy a porfedél a gömbcsap nyak helyzetébe nyomja. A gömbcsukló szélsőséges munkakörülményei mellett, például a határhelyzetben, a por burkolata és a lépés közötti érintkezési terület túl kicsi volt, ami a kudarc lehetőségét eredményezte. Ezenkívül az alacsony hőmérsékletek kis érintkezési területekhez is vezethetnek, réseket és vízszivárgást okozva.

Golyó csuklópánt optimalizálási tervezési séma:

1. Gallér összeszerelés optimalizálása:

A gallér végének meghibásodása elsősorban a termelési összeszerelés problémáiból származott. Ennek kezelése érdekében hatékonynak ítélték a gallér telepítési méretének meghatározása a belső folyamat specifikációjában (IPS), amely a termelési műveleti utasítás részévé válik. Az IPS meghatározná a szerelvény szerelvényének maximális átmérőjét és a gallérnyílás átmérőjét. Ezenkívül magában foglalja a véges elem -elemzés (FEA) jelentését és a porfedés elrendezési jelentését is. Ez a módszer javítaná az összeszerelési folyamatot, és biztosítja, hogy megfeleljen a tervezési követelményeknek.

2. A golyóscsap optimális kialakítása:

A meghibásodási módok elemzése azt mutatták, hogy a porvédő labirintus területének ésszerűtlen kialakítása és a gömbcsap lépés kis érintkezési területe volt a fő tényezők, amelyek hozzájárulnak a tömítési teszt meghibásodásához. Figyelembe véve a költség- és a projektfejlesztési korlátokat, a gömbcsap szerkezetének optimalizálása a legköltséghatékonyabb megoldás. Az optimalizált kialakítás célja, hogy nagyobb érintkezési területet biztosítson a gömbcsap lépés és a porfedél között, amikor a golyó csuklópántja a maximális működési szög volt. Az eredeti kialakításban félkör alakú keresztmetszeti alak szerepelt a lépéshez, míg az új kialakítás téglalap alakú keresztmetszeti szerkezetet vezetett be, és megnövelte a lépés külső átmérőjét. Ez nagyobb érintkezési területet eredményezett, és szélsőséges munkakörülmények mellett nagyobb reakcióerőt adott, csökkentve ezzel a hiányosságok és a porfedelek nyakába történő nyomására.

3. Optimális tervezési teszt ellenőrzés:

Az optimalizált kialakításon alapuló mintákat előállították és tömítik a teljesítményteszteknek. Az eredmények azt mutatták, hogy a gömbcsap végén lévő víztartalom és a gömbhéj vége csak 0,1% -ról 0 volt.2