Suspensijas bumbiņas eņģes optimizācijas dizains_hinge zināšanu_tallsens

Suspensijas bumbiņas eņģe ir ZF šasijas tehnoloģiju komponentu nodaļas galvenais produkts, un tās strukturālais dizains ir nodaļas galvenā tehnoloģija. Tā kā automobiļu rūpniecība turpina attīstīties, palielinās arī prasības par lodīšu eņģu produktiem. Pašreizējais tirgus prasa stingrāku simulācijas vidi, sarežģītas darba slodzes un atbilstību jaunām normatīvajām prasībām, piemēram, gājēju aizsardzībai un pēc sadursmes kļūmes. Lai izpildītu šīs prasības, būtiska ir bumbas locītavas tehniskā optimizācija.

Bumbas savienojumu galvenokārt izmanto priekšējā balstiekārtā, kalpojot par savienojumu starp stieni un stūres šarnīru. Šis savienojums nodrošina otro riteņu brīvības pakāpi, ļaujot stūrēt. Lai izpildītu augstākas klientu prasības, ir jāuzlabo lodīšu savienojuma blīvējuma veiktspēja un noguruma nodiluma veiktspēja.

Šajā rakstā ir vērsta uz ZF masveida ražošanas vietējā OEM projekta (Dongfeng Liuzhou B20) suspensijas lodīšu struktūras optimizāciju. Sākotnēji plāns bija turpināt izmantot pašreizējās masveida ražotās daļas. Tomēr pēc pirmās DV testu kārtas tika atklāts, ka ir iesaistīti riski, ieskaitot ūdens noplūdi un agrīnu apģērbu. Turpmākā analīze atklāja nepieciešamību uzlabot dizainu, lai izpildītu pašreizējās testa prasības.

Analizējot citus vietējos OEM projektus, tika atklāts, ka daudzi oriģinālo iekārtu ražotāji ir formulējuši specifiskas specifikācijas bumbiņu eņģēm, ievērojami paaugstinot projektēšanas prasības. Globālie oriģinālo iekārtu ražotāji arī nepārtraukti atjaunina savas bumbas eņģu specifikācijas. Tas nozīmē, ka ZF produktiem ir jāiztur skarbāki vides apstākļi, sarežģītāki darba apstākļi un detalizētākas sadursmes aizsardzības prasības. Tāpēc ir jāizpēta un jāanalizē jaunās specifikācijas, lai izstrādātu saprātīgu optimizācijas plānu, kas var izpildīt veiktspējas prasības par zemākām izmaksām.

Balles eņģe:

Bumbu eņģes uztur nepārtrauktu kontaktu un relatīvu kustību starp mehānisma ķēdēm. Liekas, kurās notiek šīs kustības, sauc par bumbiņu eņģēm. Ir divu veidu bumbiņu eņģes: radiāli noslogotas eņģes (vadītas lodīšu eņģes) un aksiāli noslogotas eņģes (piekrautas lodīšu savienojumi). Galvenie lodīšu savienojuma savienojošie elementi ir bumbiņas tapa un lodīšu kontaktligzda. Visi svarīgi apsvērumi ir lodīšu locītavas darbība, kā arī citas īpašības, piemēram, materiāls, lielums, virsmas kvalitāte, slodzes uzskaites spēja un eļļošana.

Bumbas eņģes funkcija un tehniskās prasības:

Bumbas eņģes funkcija ir savienot stieni ar stūres šarnīru, nodrošinot trīs spēka un kustības pārraides brīvības pakāpes. Divas brīvības pakāpes tiek izmantotas riteņu pukstēšanai un stūrēšanai, savukārt trešā brīvības pakāpe ļauj ritenim veikt elastokinemātiskas variācijas. Bumbas locītavai jābūt minimālam elastīgajam pārvietojumam normālos darbības apstākļos, lai izvairītos no diskomforta un ietekmētu vadītāja novērtēšanu. Turklāt lodīšu eņģes darba griezes momentam nevajadzētu būt zemākam par pieļaujamo vērtību, lai novērstu agrīnu nodilumu un troksni.

Oriģinālā dizaina kļūmes režīma analīze:

Sākotnējā B20 projekta posmā blīvēšanas veiktspējas pārbaude atklāja tādus kļūmju režīmus kā ūdens noplūde un rūsa. Turpmākā analīze parādīja, ka lodīšu eņģe un stūres šarnīrs nebija piemērots pareizi, kā rezultātā rodas 2,5 mm atstarpe, kas radīja ūdens noplūdes un blīvēšanas sistēmas kļūmes risku. Bumbas eņģes izjaukšana atklāja smagu koroziju uz pārošanās virsmas ar stūres šarnīru. Tika secināts, ka pašreizējā putekļu necaurlaidīgā sistēma neatbilst projektēšanas prasībām un viņam bija nepieciešami uzlabojumi.

Optimāla dizaina shēma bumbiņu eņģei:

Divi galvenie faktori tika identificēti kā potenciālie blīvējuma testa kļūmes veicinātāji: apkakles montāžas kvalitāte un lieluma izvēle un putekļu apvalka projektēšanas kļūme. Lai risinātu montāžas problēmu, apkakles uzstādīšanas lielums tika definēts IPS (iekšējā procesa specifikācija). Šī specifikācija nodrošina apkakles montāžas vadlīnijas, nodrošinot, ka tā atbilst dizaina prasībām. Turklāt putekļu pārsega un lodīšu tapas dizains tika optimizēts, lai uzlabotu blīvēšanas veiktspēju. Putekļu pārsega dizains tika modificēts, lai tas atbilstu paredzamajam konusa leņķim, un bumbiņas tapas solis tika pārveidots, lai palielinātu kontakta zonu ar putekļu pārsegu.

Optimāla dizaina testa pārbaude:

Paraugi tika ražoti, pamatojoties uz optimizētu dizaina shēmu, un tika veikts blīvējuma veiktspējas tests. Rezultāti parādīja ievērojamu uzlabojumu, ūdens saturs lodveida tapas un lodīšu apvalka galos svārstās no tikai 0,1% līdz 0,2%. Pārbaude bija veiksmīga, un optimizētā dizaina korozijas situācija bija ievērojami labāka, salīdzinot ar sākotnējo dizainu.

Optimizētā lodīšu eņģes projektēšanas shēma B20 projektā parādīja uzlabotu blīvēšanas veiktspēju. Kaut arī pastāv vēl labāka veiktspēja, pašreizējais risinājums izrādījās efektīvs projekta laika ierobežojumos. Šis projekts uzsvēra, cik svarīgi ir rūpīgi analizēt klientu prasības un izstrādāt visaptverošu izkārtojumu pirms ražošanas uzsākšanas. Īstenojot optimizēto dizainu, ZF spēja izpildīt OEM projekta prasības un uzlabot bumbiņas eņģes aizzīmogošanu.