Pakabos rutulinių vyrių optimizavimas dizainas_hinge žinios_tallsen

Pakabos rutulio vyrias yra pagrindinis ZF važiuoklės technologijos komponentų padalijimo produktas, o jo konstrukcinis dizainas yra pagrindinė skyriaus technologija. Tobulėjant automobilių pramonei, rutulinių vyrių produktų reikalavimai taip pat didėja. Dabartinėje rinkoje reikalaujama griežtesnės modeliavimo aplinkos, sudėtingų darbinių apkrovų ir atitikties naujiems reguliavimo reikalavimams, tokiems kaip pėsčiųjų apsauga ir gedimas po susidūrimo. Norint patenkinti šiuos reikalavimus, labai svarbu techninis rutulinio sąnario optimizavimas.

Rutulinė jungtis pirmiausia naudojama priekinėje pakaboje, tarnaujant kaip strypo ir vairo pagreičio jungtis. Šis ryšys suteikia antrąjį laisvės laipsnį, leidžiantį vairuoti. Norint patenkinti aukštesnius klientų reikalavimus, reikia sustiprinti rutulinio sąnario sandarinimo našumą ir nuovargio dėvėjimąsi.

Šiame straipsnyje pagrindinis dėmesys skiriamas „ZF“ masinės gamybos vidaus OEM projekto (Dongfeng Liuzhou B20 projekto) pakabos rutulinių vyrių struktūros optimizavimui. Iš pradžių planas buvo toliau naudoti dabartines masiškai pagamintas dalis. Tačiau po pirmojo DV testų turo buvo nustatyta, kad yra rizika, įskaitant vandens nutekėjimą ir ankstyvą nusidėvėjimą. Tolesnė analizė atskleidė poreikį patobulinti projektą, kad būtų patenkinti dabartiniai bandymo reikalavimai.

Išanalizavus kitus vidaus OEM projektus, buvo nustatyta, kad daugelis OĮG suformulavo specifines rutulinių vyrių specifikacijas, žymiai padidindami projektavimo reikalavimus. „Global OEM“ taip pat nuolat atnaujina savo rutulinių vyrių specifikacijas. Tai reiškia, kad ZF produktai turi atlaikyti griežtesnes aplinkos sąlygas, sudėtingesnes darbo sąlygas ir išsamesnius susidūrimo apsaugos reikalavimus. Todėl norint sukurti pagrįstą optimizavimo planą, kuris gali atitikti veiklos reikalavimus mažesnėmis sąnaudomis, būtina ištirti ir išanalizuoti naujas specifikacijas.

iki rutulinio vyrio:

Rutuliniai vyriai palaiko nuolatinį kontaktą ir santykinį judėjimą tarp mechanizmo grandinių. Sąnariai, kuriuose vyksta šie judesiai, vadinami rutuliniais vyriais. Yra dviejų tipų rutuliniai vyriai: radialiai pakrauti vyriai (vadovaujami rutuliniai vyriai) ir ašiai pakrauti vyriai (pakrauti rutuliniai jungtys). Pagrindiniai jungiamieji rutulinio sąnario elementai yra rutulinė smeigė ir rutulio lizdas. Rutulinio sąnario veikimas, taip pat ir kitos savybės, tokios kaip medžiaga, dydis, paviršiaus kokybė, apkrovos nešiojimo talpa ir tepimas, yra svarbūs aspektai.

Rutulinio vyrio funkcijos ir techniniai reikalavimai:

Rutulinio vyrio funkcija yra sujungti strypą su vairo rankenėle, suteikiant tris laisvės laipsnius jėgai ir judesio perdavimui. Ratų plakimui ir vairavimui naudojami du laisvės laipsniai, o trečiasis laisvės laipsnis leidžia ratuko elastokinematines variacijas. Rutulio sąnarys turėtų turėti minimalų elastinį poslinkį normaliomis darbo sąlygomis, kad būtų išvengta diskomforto ir paveiktų vairuotojo vertinimą. Be to, rutulinio vyrio darbinis sukimo momentas neturėtų būti mažesnis už leistiną vertę, kad būtų išvengta ankstyvo nusidėvėjimo ir triukšmo.

Originali projektavimo gedimo režimo analizė:

Pradiniame B20 projekto etape sandarinimo našumo testas atskleidė gedimo režimus, tokius kaip vandens nutekėjimas ir rūdis. Tolesnė analizė parodė, kad rutulinio vyris ir vairo rankenėlės tinkamai netilpo, todėl atsirado 2,5 mm tarpas, kuris kelia vandens nutekėjimo ir sandarinimo sistemos gedimo riziką. Rutulinio vyrio išardymas atskleidė stiprų koroziją ant poravimosi paviršiaus su vairo pagaliuku. Buvo padaryta išvada, kad dabartinė dulkėms atspari sistema neatitiko projektavimo reikalavimų ir reikėjo patobulinti.

Optimali rutulinio vyrio projektavimo schema:

Du pagrindiniai veiksniai buvo nustatyti kaip potencialūs sandarinimo bandymo gedimo veiksniai: apykaklės surinkimo kokybė ir dydžio pasirinkimas bei dulkių dangos projektinis gedimas. Norint išspręsti surinkimo problemą, apykaklės diegimo dydis buvo apibrėžtas IPS (vidinio proceso specifikacija). Ši specifikacija pateikia apykaklės surinkimo gaires, užtikrinant, kad ji atitiktų projektavimo reikalavimus. Be to, buvo optimizuoti dulkių dangtis ir rutulinio kaiščio konstrukcija, siekiant pagerinti sandarinimo našumą. Dulkių dangtelio dizainas buvo modifikuotas taip, kad atitiktų numatomą kūgio kampą, o rutulinio kaiščio žingsnis buvo pertvarkytas, kad padidėtų kontaktinė zona su dulkių dangčiu.

Optimalus dizaino testo patikrinimas:

Mėginiai buvo gaminami pagal optimizuotą projektavimo schemą, ir buvo atliktas sandarinimo efektyvumo testas. Rezultatai parodė reikšmingą pagerėjimą, kai vandens kiekis yra rutulinio kaiščio ir rutulinio apvalkalo galai nuo 0,1% iki 0,2%. Testas buvo sėkmingas, o optimizuoto dizaino korozija buvo žymiai geresnė, palyginti su originaliu dizainu.

Optimizuota rutulinio vyrio projekto schema B20 projekte parodė geresnį sandarinimo našumą. Nors dar geresni rezultatai yra dar geresni, dabartinis sprendimas pasirodė esąs efektyvus projekto laiko apribojimuose. Šis projektas pabrėžė, kaip svarbu išsamiai išanalizuoti klientų reikalavimus ir sukurti išsamų išdėstymą prieš pradedant gamybą. Įdiegęs optimizuotą dizainą, ZF sugebėjo patenkinti OEM projekto reikalavimus ir sustiprinti rutulinio vyrio sandarinimo našumą.