Suspension Ball Scharnier Optimalisatie Design_hinge Knowledge_Tallsen

Suspension Ball Hinge is het kernproduct van de ZF -chassis -technologiecomponentenafdeling, en het structurele ontwerp is de kerntechnologie van de afdeling. Naarmate de auto -industrie zich blijft ontwikkelen, nemen de vereisten voor ball -scharnierproducten ook toe. De huidige markt vereist strengere simulatieomgevingen, complexe werkbelastingen en naleving van nieuwe wettelijke vereisten zoals voetgangersbescherming en falen na de collisie. Om aan deze eisen te voldoen, is de technische optimalisatie van de kogelgewricht cruciaal.

De kogelgewricht wordt voornamelijk gebruikt in de voorste ophanging en dient als de verbinding tussen de staaf en de stuurbekleding. Deze verbinding biedt de tweede wielweergreep, waardoor besturing mogelijk is. Om te voldoen aan hogere eisen van de klant, moeten de afdichtingsprestaties en vermoeidheidslijtage van de kogelgewricht worden verbeterd.

Dit artikel richt zich op de optimalisatie van de scharnierstructuur van de suspensiebal voor het binnenlandse OEM -project (Dongfeng Liuzhou B20 -project) van de massaproductie van ZF. Aanvankelijk was het plan om de huidige massaproductie te blijven gebruiken. Na de eerste ronde van DV -tests werd echter ontdekt dat er risico's waren, waaronder waterlekkage en vroege slijtage. Verdere analyse onthulde de noodzaak om het ontwerp te verbeteren om aan de huidige testvereisten te voldoen.

Door de analyse van andere binnenlandse OEM -projecten werd vastgesteld dat veel OEM's specifieke specificaties voor balscharnieren hebben geformuleerd, waardoor de ontwerpvereisten aanzienlijk worden verhoogd. Wereldwijde OEM's werken ook continu hun specificaties voor balscharnieren bij. Dit betekent dat ZF -producten bestand moeten zijn tegen strengere omgevingscondities, complexere werkomstandigheden en meer gedetailleerde botsingsbeschermingsvereisten. Daarom is het noodzakelijk om de nieuwe specificaties te onderzoeken en te analyseren om een ​​redelijk optimalisatieplan te ontwikkelen dat tegen lagere kosten kan voldoen.

om te scharnieren:

Kogelscharnieren behouden continu contact en relatieve beweging tussen mechanisme -ketens. De gewrichten waar deze bewegingen voorkomen, worden balscharnieren genoemd. Er zijn twee soorten kogelscharnieren: radiaal geladen scharnieren (geleide balscharnieren) en axiaal geladen scharnieren (geladen kogelverbindingen). De belangrijkste verbindingselementen van de kogelgewricht zijn de balzoting en de kogelwand. De werkprestaties van het kogelgewricht, evenals andere kenmerken zoals materiaal, grootte, oppervlaktekwaliteit, belastingcapaciteit en smering, zijn allemaal belangrijke overwegingen.

Functie en technische vereisten van het balscharnier:

De functie van het balscharnier is om de stang te verbinden met de stuurknokkel, waardoor drie graden van vrijheid voor kracht en bewegingsoverdracht biedt. Twee vrijheidsgraden worden gebruikt voor het kloppen en besturing van het wiel, terwijl de derde graad van vrijheid elastokinematische variatie voor het wiel mogelijk maakt. Het kogelgewricht moet minimale elastische verplaatsing hebben onder normale bedrijfsomstandigheden om ongemak te voorkomen en de evaluatie van de bestuurder te beïnvloeden. Bovendien moet het werkende koppel van het balscharnier niet lager zijn dan de toegestane waarde om vroege slijtage en geluid te voorkomen.

Analyse van originele ontwerpfoutmodus:

Tijdens de beginfase van het B20 -project onthulde de afdichtingsprestatietest faalmodi zoals waterlekkage en roest. Verdere analyse toonde aan dat het kogelscharnier en de stuurknokkel niet goed passen, wat resulteerde in een 2,5 mm opening, die een risico vormde op lekkage en afdichtingssysteemfalen. Demontage van het balscharnier onthulde ernstige corrosie op het paringsoppervlak met de stuurbekleding. Er werd geconcludeerd dat het huidige stofbestendig systeem niet voldeed aan de ontwerpvereisten en verbetering nodig had.

Optimaal ontwerpschema voor balscharnier:

Twee hoofdfactoren werden geïdentificeerd als potentiële bijdrage aan de afdichtingstestfalen: montagekwaliteit en selectie van de kraag en het ontwerpfalen van de stofbedekking. Om het assemblageprobleem aan te pakken, werd de installatiegrootte van de kraag gedefinieerd in de IPS (interne processpecificatie). Deze specificatie biedt richtlijnen voor kraagassemblage en zorgt ervoor dat het voldoet aan de ontwerpvereisten. Bovendien werden het stofbedekking en het balpenontwerp geoptimaliseerd om de afdichtingsprestaties te verbeteren. Het ontwerp van het stofomslag werd aangepast om overeen te komen met de verwachte kegelhoek en de stap van de balpen werd opnieuw ontworpen om het contactgebied met de stofbedekking te vergroten.

Optimale ontwerptestverificatie:

Monsters werden geproduceerd op basis van het geoptimaliseerde ontwerpschema en de afdichtingsprestatietest werd uitgevoerd. De resultaten vertoonden een significante verbetering, met watergehalte aan de kogelpen en de balschaaluiteinden variërend van slechts 0,1% tot 0,2%. De test was succesvol en de corrosiesituatie van het geoptimaliseerde ontwerp was aanzienlijk beter in vergelijking met het oorspronkelijke ontwerp.

Het geoptimaliseerde ontwerpschema voor het balscharnier in het B20 -project vertoonde verbeterde afdichtingsprestaties. Hoewel er potentieel is voor nog betere prestaties, bleek de huidige oplossing effectief te zijn binnen de tijdsbeperkingen van het project. Dit project benadrukte het belang van het grondig analyseren van de eisen van de klant en het ontwikkelen van een uitgebreide lay -out voordat de productie begon. Door het geoptimaliseerde ontwerp te implementeren, was ZF in staat om aan de eisen van het OEM -project te voldoen en de afdichtingsprestaties van het balscharnier te verbeteren.