Suspensi Bola Optimasi Design_hinge Knowledge_tallsen

Suspension Ball Hinge adalah produk inti dari Divisi Komponen Teknologi Sasis ZF, dan desain strukturalnya adalah teknologi inti dari departemen tersebut. Ketika industri mobil terus berkembang, persyaratan untuk produk engsel bola juga meningkat. Pasar saat ini menuntut lingkungan simulasi yang lebih ketat, beban kerja yang kompleks, dan kepatuhan dengan persyaratan peraturan baru seperti perlindungan pejalan kaki dan kegagalan pasca-tabrakan. Untuk memenuhi tuntutan ini, optimalisasi teknis sambungan bola sangat penting.

Sambungan bola terutama digunakan dalam suspensi depan, berfungsi sebagai hubungan antara batang dan buku jari kemudi. Koneksi ini memberikan tingkat kebebasan roda kedua, memungkinkan kemudi. Untuk memenuhi persyaratan pelanggan yang lebih tinggi, kinerja penyegelan dan kinerja keausan kelelahan dari ball joint perlu ditingkatkan.

Artikel ini berfokus pada optimalisasi struktur engsel bola suspensi untuk proyek OEM domestik (proyek Dongfeng Liuzhou B20) dari produksi massal ZF. Awalnya, rencananya adalah untuk terus menggunakan bagian yang diproduksi secara massal saat ini. Namun, setelah putaran pertama tes DV, ditemukan bahwa ada risiko yang terlibat, termasuk kebocoran air dan keausan awal. Analisis lebih lanjut mengungkapkan perlunya meningkatkan desain untuk memenuhi persyaratan pengujian saat ini.

Melalui analisis proyek OEM domestik lainnya, ditemukan bahwa banyak OEM telah merumuskan spesifikasi spesifik untuk engsel bola, secara signifikan meningkatkan persyaratan desain. OEM global juga terus memperbarui spesifikasinya untuk engsel bola. Ini berarti bahwa produk ZF perlu menahan kondisi lingkungan yang lebih keras, kondisi kerja yang lebih kompleks, dan persyaratan perlindungan tabrakan yang lebih rinci. Oleh karena itu, perlu untuk meneliti dan menganalisis spesifikasi baru untuk mengembangkan rencana optimasi yang wajar yang dapat memenuhi persyaratan kinerja dengan biaya yang lebih rendah.

engsel bola:

Engsel bola mempertahankan kontak terus menerus dan pergerakan relatif antara rantai mekanisme. Sendi di mana gerakan ini terjadi disebut engsel bola. Ada dua jenis engsel bola: engsel yang dimuat secara radial (engsel bola berpemandu) dan engsel yang dimuat secara aksial (sambungan bola yang dimuat). Elemen penghubung utama dari sambungan bola adalah stud bola dan soket bola. Kinerja kerja sambungan bola, serta karakteristik lain seperti material, ukuran, kualitas permukaan, daya dukung beban, dan pelumasan, adalah pertimbangan penting.

Fungsi dan persyaratan teknis engsel bola:

Fungsi engsel bola adalah untuk menghubungkan batang dengan buku jari kemudi, memberikan tiga derajat kebebasan untuk kekuatan dan transmisi gerak. Dua derajat kebebasan digunakan untuk pemukulan dan kemudi roda, sedangkan tingkat kebebasan ketiga memungkinkan variasi elastokinematik untuk roda. Sambungan bola harus memiliki perpindahan elastis minimal dalam kondisi operasi normal untuk menghindari ketidaknyamanan dan mempengaruhi evaluasi pengemudi. Selain itu, torsi kerja engsel bola tidak boleh lebih rendah dari nilai yang diijinkan untuk mencegah keausan dan kebisingan dini.

Analisis Mode Kegagalan Desain Asli:

Selama tahap awal proyek B20, uji kinerja penyegelan mengungkapkan mode kegagalan seperti kebocoran air dan karat. Analisis lebih lanjut menunjukkan bahwa engsel bola dan buku jari kemudi tidak pas, menghasilkan celah 2.5mm, yang menimbulkan risiko kebocoran air dan kegagalan sistem penyegelan. Pembongkaran engsel bola mengungkapkan korosi parah pada permukaan kawin dengan buku jari kemudi. Disimpulkan bahwa sistem tahan debu saat ini tidak memenuhi persyaratan desain dan perlu perbaikan.

Skema Desain Optimal untuk Bola Engsel:

Dua faktor utama diidentifikasi sebagai kontributor potensial untuk kegagalan uji penyegelan: kualitas perakitan dan ukuran pemilihan kerah, dan kegagalan desain tutupan debu. Untuk mengatasi masalah perakitan, ukuran instalasi kerah didefinisikan dalam IPS (spesifikasi proses internal). Spesifikasi ini memberikan pedoman untuk perakitan kerah, memastikan bahwa ia memenuhi persyaratan desain. Selain itu, desain tutupan debu dan pin bola dioptimalkan untuk meningkatkan kinerja penyegelan. Desain tutupan debu dimodifikasi agar sesuai dengan sudut kerucut yang diharapkan, dan langkah pin bola didesain ulang untuk meningkatkan area kontak dengan penutup debu.

Verifikasi Tes Desain Optimal:

Sampel diproduksi berdasarkan skema desain yang dioptimalkan, dan uji kinerja penyegelan dilakukan. Hasil penelitian menunjukkan peningkatan yang signifikan, dengan kadar air di pin bola dan ujung shell bola mulai dari hanya 0,1% hingga 0,2%. Tes ini berhasil, dan situasi korosi dari desain yang dioptimalkan jauh lebih baik dibandingkan dengan desain aslinya.

Skema desain yang dioptimalkan untuk engsel bola dalam proyek B20 menunjukkan peningkatan kinerja penyegelan. Meskipun ada potensi untuk kinerja yang lebih baik, solusi saat ini terbukti efektif dalam batasan waktu proyek. Proyek ini menyoroti pentingnya menganalisis persyaratan pelanggan secara menyeluruh dan mengembangkan tata letak yang komprehensif sebelum memulai produksi. Dengan menerapkan desain yang dioptimalkan, ZF dapat memenuhi tuntutan proyek OEM dan meningkatkan kinerja penyegelan engsel bola.