Suspension Ball Hinge Optimization Design_hing Knowledge_tallsen

Suspension Ball Hinge er kjerneproduktet fra ZF Chassis Technology Components Division, og dens strukturelle design er kjerneteknologien til avdelingen. Når bilindustrien fortsetter å utvikle seg, øker også kravene til ballhengselprodukter. Det nåværende markedet krever strengere simuleringsmiljøer, komplekse arbeidsbelastninger og overholdelse av nye myndighetskrav som fotgjengerbeskyttelse og svikt etter kollisjon. For å oppfylle disse kravene er teknisk optimalisering av kuleleddet avgjørende.

Ballleddet brukes først og fremst i frontfjæringen, og fungerer som sammenhengen mellom stangen og styringsknoken. Denne forbindelsen gir den andre hjulgraden av frihet, og gir mulighet for styring. For å oppfylle høyere kundekrav, må tetningsytelsen og utmattelsesklærens ytelse til ballleddet forbedres.

Denne artikkelen fokuserer på optimalisering av hengeballhengselstrukturen for det innenlandske OEM -prosjektet (Dongfeng Liuzhou B20 -prosjektet) av ZFs masseproduksjon. Opprinnelig var planen å fortsette å bruke de nåværende masseproduserte delene. Etter den første runden med DV -tester ble det imidlertid oppdaget at det var risikoer involvert, inkludert vannlekkasje og tidlig slitasje. Ytterligere analyse avdekket behovet for å forbedre utformingen for å oppfylle gjeldende testkrav.

Gjennom analysen av andre innenlandske OEM -prosjekter ble det funnet at mange OEM -er har formulert spesifikke spesifikasjoner for ballhengsler, noe som øker designkravene betydelig. Globale OEM -er oppdaterer også kontinuerlig spesifikasjonene for ballhengsler. Dette betyr at ZF -produkter må motstå hardere miljøforhold, mer komplekse arbeidsforhold og mer detaljerte krav til kollisjonsbeskyttelse. Derfor er det nødvendig å forske og analysere de nye spesifikasjonene for å utvikle en rimelig optimaliseringsplan som kan oppfylle ytelseskrav til en lavere pris.

å ball hengslet:

Ballhengsler opprettholder kontinuerlig kontakt og relativ bevegelse mellom mekanismekjedene. Fuger der disse bevegelsene oppstår, kalles kulehengsler. Det er to typer ballhengsler: radialt lastede hengsler (guidede kulehengsler) og aksialt lastede hengsler (lastede kuleledd). De viktigste koblingselementene i kuleleddet er ballstuden og kulekontakten. Arbeidsytelsen til kuleleddet, så vel som andre egenskaper som materiale, størrelse, overflatekvalitet, belastningskapasitet og smøring, er alle viktige hensyn.

Funksjon og tekniske krav til ballhengslet:

Funksjonen til ballhengslet er å koble stangen med styringsknoken, og gi tre frihetsgrader for kraft og bevegelsesoverføring. To frihetsgrader brukes til hjul juling og styring, mens den tredje frihetsgraden gir mulighet for elastokinematisk variasjon for hjulet. Ballleddet skal ha minimal elastisk forskyvning under normale driftsforhold for å unngå ubehag og påvirke driverevaluering. I tillegg skal ikke arbeidsmomentet til ballhengslet være lavere enn den tillatte verdien for å forhindre tidlig slitasje og støy.

Original designfeil modus analyse:

I løpet av det innledende stadiet av B20 -prosjektet avslørte forseglingsytelsen feilmodus som vannlekkasje og rust. Ytterligere analyse viste at ballhengslingen og styringsknoken ikke passet ordentlig, noe som resulterte i et gap på 2,5 mm, noe som utgjorde en risiko for vannlekkasje og forseglingssystemfeil. Demontering av ballhengslet avdekket alvorlig korrosjon på parringsoverflaten med styringsknoken. Det ble konkludert med at det nåværende støvsikre systemet ikke oppfylte designkravene og nødvendig forbedring.

Optimal designordning for ballhengsel:

To hovedfaktorer ble identifisert som potensielle bidragsytere til forseglingstestfeil: monteringskvalitet og størrelse valg av krage, og designfeil i støvdekselet. For å løse monteringsproblemet ble installasjonsstørrelsen på kragen definert i IPS (intern prosessspesifikasjon). Denne spesifikasjonen gir retningslinjer for krageenhet, og sikrer at den oppfyller designkrav. I tillegg ble støvdekselet og kulepinndesignet optimalisert for å forbedre tetningsytelsen. Støvdekkeutformingen ble modifisert for å matche den forventede kjeglevinkelen, og kulestrinnet ble redesignet for å øke kontaktområdet med støvdekselet.

Optimal designtestverifisering:

Prøver ble produsert basert på det optimaliserte designskjemaet, og tetningstesten ble utført. Resultatene viste en betydelig forbedring, med vanninnhold ved kulestiften og kuleskallendene fra bare 0,1% til 0,2%. Testen var vellykket, og korrosjonssituasjonen for den optimaliserte utformingen var betydelig bedre sammenlignet med den opprinnelige designen.

Det optimaliserte designskjemaet for ballhengslet i B20 -prosjektet demonstrerte forbedret tetningsytelse. Selv om det er potensiale for enda bedre ytelse, viste den nåværende løsningen seg å være effektiv innenfor prosjektets tidsbegrensninger. Dette prosjektet fremhevet viktigheten av å analysere kundekrav grundig og utvikle en omfattende utforming før produksjonen starter. Ved å implementere den optimaliserte utformingen var ZF i stand til å oppfylle kravene til OEM -prosjektet og forbedre forseglingsytelsen til ballhengslet.