სუსპენზია ბურთი ოპტიმიზაციის დიზაინი_გაუ 1

შეჩერებული ბურთი ჰინგე არის ZF შასის ტექნოლოგიის კომპონენტების განყოფილების მთავარი პროდუქტი, ხოლო მისი სტრუქტურული დიზაინი არის დეპარტამენტის ძირითადი ტექნოლოგია. როგორც საავტომობილო ინდუსტრია აგრძელებს განვითარებას, იზრდება მოთხოვნა ბურთის სამკურნალო პროდუქტებზე. წარსულში, პროდუქტის გარკვეულ დიზაინს აღარ შეეძლო ბაზრის ამჟამინდელი საჭიროებების დაკმაყოფილება. ახლა მომხმარებლები მოითხოვს უფრო მკაცრი სიმულაციური გარემო, უფრო რთული სამუშაო დატვირთვები და ახალი მარეგულირებელი მოთხოვნების დაცვა, როგორიცაა საცალფეხო დაცვა და შემდგომი შეგროვების უკმარისობის კრიტერიუმები. ამ გარემოებების გათვალისწინებით, აუცილებელია ბურთის სახსრის ტექნიკური ასპექტების ოპტიმიზაცია.

ბურთის სახსარი პირველ რიგში გამოიყენება წინა სუსპენზიში, რაც ხელს უწყობს კავშირს ღეროსა და საჭეს შორის. ეს კავშირი უზრუნველყოფს მართვისთვის საჭირო თავისუფლების მეორე ხარისხს. მომხმარებელთა უფრო მაღალი მოლოდინების დასაკმაყოფილებლად, კვლევისა და ოპტიმიზაციის ყურადღება გამახვილებულია დალუქვის შესრულების გაუმჯობესების და დაღლილობის წინააღმდეგობის გასაუმჯობესებლად.

ეს სტატია ემყარება ZF– ის ფაქტობრივ მასობრივ წარმოებას Dongfeng Liuzhou B20 პროექტისათვის, შიდა ორიგინალური აღჭურვილობის მწარმოებლის (OEM), განზრახული, რომ შეაჩეროს შეჩერებული ბურთის სტრუქტურის ოპტიმიზაცია. თავდაპირველად, გეგმა იყო ნაწილების გამოყენების გაგრძელება მიმდინარე მასობრივი წარმოებული პროექტიდან. ამასთან, დიზაინის ვალიდაციის (DV) ტესტების პირველი ტურის შემდეგ დაადგინეს, რომ ჯერ კიდევ არსებობს პოტენციური რისკები, ძირითადად წყლის გაჟონვისა და ნაადრევი აცვიათ. ანალიზის შემდეგ, გადაწყდა, რომ დიზაინის გაუმჯობესება აუცილებელი იყო მიმდინარე ტესტის მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად.

სხვა ახალი შიდა OEM პროექტების შემდგომი ანალიზით დადგინდა, რომ ბევრმა OEM– მა დაადგინა სპეციფიკური სპეციფიკაციები ბურთის hinge– ის შესრულებისთვის, დიზაინის მოთხოვნები მნიშვნელოვნად გაიზარდა. ანალოგიურად, გლობალური OEM– ები მუდმივად განაახლებენ თავიანთ სპეციფიკაციებს ბურთის რგოლებისთვის. ZF პროდუქტებს უნდა გაუძლოს უფრო მკაცრი გარემო პირობები, უფრო რთული და ცვლადი ოპერაციული პირობები, ასევე უფრო დეტალური შეჯახების დაცვის მოთხოვნები. ამ მოვლენების გათვალისწინებით, ეს სტატია მიზნად ისახავს შეთავაზოს გონივრული ოპტიმიზაციის სქემის შემოთავაზება ახალი სპეციფიკაციების კვლევისა და ანალიზის საფუძველზე, იმისთვის, რომ მიიღოთ პროდუქტები, რომლებიც აკმაყოფილებენ შესრულების სტანდარტებს უფრო დაბალ ფასად.

ბურთის ჰინგე:

ბურთის რგოლები უზრუნველყოფს მექანიზმის ჯაჭვების კავშირს უწყვეტი კონტაქტისა და შედარებით მოძრაობის შენარჩუნებით. ამ მოძრაობებისთვის კავშირის წერტილები ცნობილია როგორც სახსრები. ბურთის რგოლები შეიძლება კატეგორიული იყოს, როგორც რადიკალურად დატვირთული რგოლები (სახელმძღვანელო ბურთის რგოლები) ან ღერძიანი დატვირთული საყრდენები (დატვირთული ბურთის სახსრები). თითოეული ერთობლივი შედგება ორი დამაკავშირებელი ელემენტისგან, მაგალითად, ლილვები, უბრალო საკისრები, გადაცემათა კუჭი და ა.შ., რომლებიც თანამშრომლობენ ერთმანეთთან და აქვთ შესაფერისი გეომეტრია მათი ფუნქციონირებისთვის. ბურთის სახსრის მთავარი დამაკავშირებელი ელემენტებია ბურთის საყრდენი და ბურთის სოკეტი. თავად ბურთის სახსრის შესრულების გარდა, ასევე მნიშვნელოვანია სხვა მახასიათებლები, როგორიცაა მასალა, ზომა, ზედაპირის ხარისხი, დატვირთვის ტევადობა და შეზეთვა.

ბურთის ფუნქცია და ტექნიკური მოთხოვნები:

ბურთის ჰინგის ფუნქციაა ჯოხის დამაკავშირებელი საკინძთან დაკავშირება, რითაც უზრუნველყოფს თავისუფლების სამ ხარისხს. თავისუფლების ამ ორი ხარისხი გამოიყენება ბორბლის ცემისა და გამაძლიერებლად, ხოლო მესამედი საშუალებას იძლევა ბორბლის ელასტოკინემატიკური ცვალებადობა. ბურთის სახსარს მხოლოდ დაძაბულობის, კომპრესიული და რადიალური ძალების დანერგვა შეუძლია თავისუფლების სამი ბრუნვის ხარისხის გამო. იდეალურ შემთხვევაში, ბურთის სახსრებს არ უნდა ჰქონდეთ უფასო თამაში, რომ თავიდან აიცილონ ზედმეტი ხმაური. ელასტიური გადაადგილება უნდა შემცირდეს, რათა თავიდან იქნას აცილებული დისკომფორტი მართვის დროს და მძღოლის სუბიექტური შეფასების შესანარჩუნებლად. გარდა ამისა, ბურთის საყრდენის სამუშაო ბრუნვის მნიშვნელობა მნიშვნელოვანი შეფასების ინდექსია და არ უნდა იყოს დაბალი, ვიდრე დასაშვები მნიშვნელობა, რათა თავიდან აიცილოთ ნაადრევი ტარება და ხმაური.

ორიგინალური დიზაინის უკმარისობის რეჟიმის ანალიზი:

1. დალუქვის შესრულების ტესტის შეუსრულებლობა:

B20 პროექტის საწყის ეტაპზე, მომხმარებელმა მოითხოვა გააგრძელოს არსებული პროექტის პროდუქტების გამოყენება კვლევისა და განვითარების ხარჯებისა და ციკლის დროის შესამცირებლად. ამასთან, DV ტესტის დროს, უკმარისობის რეჟიმები, როგორიცაა წყლის გაჟონვა და ჟანგი, დაფიქსირდა ბურთის რქის დალუქვის შესრულებაში. შემოწმებისთანავე გაირკვა, რომ ბურთს ჰინგს და გამაძლიერებელ მუხლზე ჰქონდა ცუდი ფუტკარი, რის შედეგადაც მათ შორის 2.5 მმ -ია თავისუფალი უფსკრული. ამ ხარვეზმა შეიძლება გამოიწვიოს წყლის გაჟონვა, რაც იმაზე მიუთითებს, რომ დალუქვის სისტემა არ აკმაყოფილებს ტესტის მოთხოვნებს. ბურთის შემდგომი დაშლა გამოავლინა ძლიერი კოროზიის დამაგრების ზედაპირზე გამაძლიერებელი მუხლზე. ამან დაადასტურა, რომ ამჟამინდელი პროდუქტის დალუქვის შესრულება არ აკმაყოფილებს B20 პროექტის დიზაინის მოთხოვნებს. აღსანიშნავია, რომ ხილული წყლის ლაქები და ძლიერი კოროზიის დაფიქსირება მოხდა ბურთის ქინძისთავებზე მტვრის საფარის მიდამოში. ეს მიუთითებს იმაზე, რომ მიმდინარე მტვრის საწინააღმდეგო სისტემა არასაკმარისი იყო და საჭირო იყო გაუმჯობესება.

2. ტესტის შედეგების ანალიზი:

ტესტის შედეგებმა აჩვენა, რომ ტესტირების დროს წყლის შეჭრა W3 დონის ქვეშ დაეცა, სადაც წყლის ლაქები ვიზუალურად დაფიქსირდა. ამან ხაზი გაუსვა ტესტის შემდეგ დალუქვის სისტემაში წყლის შეყვანის პირობების სიმძიმეს. წყლის შეყვანის ფართობზე ძირითადად გავლენას ახდენენ საყელოები ბურთის ორივე ბოლოში. წარუმატებლობის შესაძლო მიზეზები იყო შემდეგი:

- საყელოს ასამბლეის ხარისხი და ზომის შერჩევა: საყელოს გაჭიმვის შემდეგ მაქსიმალური ზომის განსაზღვრა ჰქონდა, რაც მიზნად ისახავდა საყელოს ელასტიური დეფორმაციის შემდეგ დააკმაყოფილოს დიზაინის მოთხოვნებს. ამასთან, თუ ფაქტობრივი ასამბლეა მკაცრად არ მიჰყვებოდა სპეციფიკაციებს, ამან შეიძლება გამოიწვიოს არაადეკვატური გამონაყარის ძალა და ფხვიერი საყელო.

- მტვრის საფარის დიზაინის უკმარისობა: მტვრის საფარის დიზაინის შედარებითი ანალიზით გამოავლინა გადახრა ლაბირინთის ფართობის კონუსურ კუთხეში. მიმდინარე დიზაინს ჰქონდა კონუსის კუთხე 20 °, ხოლო სტანდარტულ დიზაინს ჰქონდა კონუსის კუთხე 12 °. ამ გადახრამ გაზარდა გაჟონვის რისკი.

- ბურთის პინების დალუქვის არეალის დიზაინის უკმარისობა: ბურთის პინის დიზაინს ჰქონდა სტეპირებული სტრუქტურა კონკრეტულ არეალში, დიამეტრით 1 მმ -ით უფრო დიდი ვიდრე ბურთის ქინძისთავის ლილვი. ეს სტრუქტურა მიზნად ისახავდა მტვრის საფარის თავიდან ასაცილებლად ბურთის პინის კისრის მდგომარეობაში. ამასთან, ბურთის სახსრის უკიდურეს სამუშაო პირობებში, მაგალითად, ლიმიტის მდგომარეობაში, მტვრის საფარსა და ნაბიჯს შორის კონტაქტის ადგილი ძალიან მცირე იყო, რის შედეგადაც შესაძლებელია მარცხის შესაძლებლობა. გარდა ამისა, დაბალმა ტემპერატურამ შეიძლება ასევე გამოიწვიოს მცირე კონტაქტის ადგილები, შექმნას ხარვეზები და წყლის გაჟონვა.

ბურთი ჰინგის ოპტიმიზაციის დიზაინის სქემა:

1. საყელოების ასამბლეის ოპტიმიზაცია:

საყელოს დასრულების წარუმატებლობა პირველ რიგში წარმოადგენდა წარმოების შეკრების საკითხებს. ამის მოსაგვარებლად, იგი ეფექტურად ითვლებოდა საყელოს ინსტალაციის ზომის განსაზღვრა შიდა პროცესის სპეციფიკაციაში (IPS), რომელიც ხდება წარმოების ოპერაციის ინსტრუქციის ნაწილი. IPS განსაზღვრავს ინსტალაციის მიმართულებას, ინსტრუმენტთა აპარატის მაქსიმალურ დიამეტრს და საყელოს გახსნის დიამეტრის დიაპაზონს. გარდა ამისა, იგი ასევე მოიცავს Finite Element Analysis (FEA) დასკვნას და მტვრის საფარის განლაგების ანგარიშს. ეს მეთოდი გააუმჯობესებს შეკრების პროცესს და უზრუნველყოფს, რომ იგი აკმაყოფილებს დიზაინის მოთხოვნებს.

2. ბურთის პინის ოპტიმალური დიზაინი:

წარუმატებლობის რეჟიმების ანალიზმა აჩვენა, რომ მტვრის საფარის ლაბირინთის არეალის არაგონივრული დიზაინი და ბურთის პინის ნაბიჯის მცირე კონტაქტის არეალი იყო ძირითადი ფაქტორები, რომლებიც ხელს უწყობს დალუქვის ტესტის უკმარისობას. ხარჯებისა და პროექტის განვითარების შეზღუდვების გათვალისწინებით, ბურთის პინის სტრუქტურის ოპტიმიზაცია ითვლებოდა ყველაზე ეფექტური გამოსავალი. ოპტიმიზებული დიზაინი მიზნად ისახავდა უფრო დიდი კონტაქტის არეალის მიწოდებას ბურთის პინის ნაბიჯსა და მტვრის საფარს შორის, როდესაც ბურთის ჰინგე იყო მაქსიმალური სამუშაო კუთხით. ორიგინალ დიზაინში წარმოდგენილია ნახევარწრიული ჯვარედინი სექციური ფორმა ნაბიჯისთვის, ხოლო ახალმა დიზაინმა შემოიტანა მართკუთხა ჯვრის სექციური სტრუქტურა და გაზარდა ნაბიჯის გარეთა დიამეტრი. ამან გამოიწვია უფრო დიდი კონტაქტის არეალი და უზრუნველყო უფრო მეტი რეაქციის ძალა ექსტრემალურ სამუშაო პირობებში, რაც ამცირებს ხარვეზების და მტვრის გადასაფარებლების რისკს კისერზე.

3. დიზაინის ოპტიმალური ტესტის გადამოწმება:

ოპტიმიზებულ დიზაინზე დაფუძნებული ნიმუშები წარმოიქმნა და ექვემდებარება დალუქვის შესრულების ტესტებს. შედეგებმა აჩვენა, რომ წყლის შემცველობა ბურთის პინის ბოლოს და ბურთის ჭურვის ბოლოს მხოლოდ 0,1% -დან 0 იყო.2