Zawieszenie optymalizacja zawiązania kulki projekt_hinge wiedza_tallsen

Zawieszający zawias Ball jest głównym produktem działu technologii podwozia ZF, a jego konstrukcja jest podstawową technologią działu. W miarę rozwoju przemysłu samochodowego wzrastają również wymagania dotyczące produktów Ball Mound. Obecny rynek wymaga bardziej rygorystycznych środowisk symulacyjnych, złożonych obciążeń roboczych i zgodności z nowymi wymogami regulacyjnymi, takimi jak ochrona pieszych i awaria po kolizji. Aby zaspokoić te wymagania, optymalizacja techniczna stawu kulowego jest kluczowa.

Złącze kulowe jest używane przede wszystkim w zawiesinie przedniego, służąc jako połączenie między prętem a kostką kierowniczą. To połączenie zapewnia drugi stopień swobody, umożliwiający sterowanie. Aby spełnić wyższe wymagania klientów, wydajność uszczelnienia i zużycie zmęczeniowe stawu kulowego wymaga poprawy.

Ten artykuł koncentruje się na optymalizacji struktury zawiasu kulkowego do krajowego projektu OEM (projekt Dongfeng Liuzhou B20) o masowej produkcji ZF. Początkowo plan polegał na kontynuowaniu korzystania z obecnych części produkowanych masowo. Jednak po pierwszej rundzie testów DV odkryto, że wiązano się z ryzykiem, w tym wyciekiem wody i wczesnego zużycia. Dalsza analiza ujawniła potrzebę poprawy projektu w celu spełnienia obecnych wymagań testowych.

Poprzez analizę innych krajowych projektów OEM stwierdzono, że wiele producentów OEM sformułowało specyficzne specyfikacje zawiasów kulowych, znacznie zwiększając wymagania projektowe. Globalne producenci OEM również stale aktualizują swoje specyfikacje zawiasów piłki. Oznacza to, że produkty ZF muszą wytrzymać surowsze warunki środowiskowe, bardziej złożone warunki pracy i bardziej szczegółowe wymagania dotyczące ochrony kolizji. Dlatego konieczne jest zbadanie i analiza nowych specyfikacji w celu opracowania rozsądnego planu optymalizacji, który może spełniać wymagania dotyczące wydajności przy niższych kosztach.

Do Ball zawias:

Zawiasy kulkowe utrzymują ciągły kontakt i względny ruch między łańcuchami mechanizmu. Złącze, w których występują te ruchy, nazywane są zawiasami kulowymi. Istnieją dwa rodzaje zawiasów kulowych: promieniowo obciążone zawiasy (zawiasy kulkowe) i obciążone osiowo zawiasy (załadowane złącza kulowe). Głównymi elementami łączącymi stawu kulowego są kołek piłki i gniazdo piłki. Ważne są wydajność pracy złącza kulowego, a także inne cechy, takie jak materiał, rozmiar, jakość powierzchni, pojemność obciążenia i smarowanie.

Funkcja i wymagania techniczne zawiasu piłki:

Funkcją zawiasu kulkowego jest podłączenie pręta z kostką kierownicy, zapewniając trzy stopnie swobody dla siły i transmisji ruchu. Dwa stopnie swobody są używane do bicia kół i sterowania, podczas gdy trzeci stopień swobody pozwala na zmienność elastokinematyczną koła. Złącze kulowe powinno mieć minimalne przesunięcie sprężyste w normalnych warunkach pracy, aby uniknąć dyskomfortu i wpłynąć na ocenę kierowcy. Ponadto roboczy moment obrotowy zawiasu kulowego nie powinien być niższy niż dopuszczalna wartość, aby zapobiec wczesnemu zużyciu i hałasowi.

Oryginalna analiza trybu awarii projektowania:

Podczas początkowego etapu projektu B20 test wydajności uszczelnienia ujawnił tryby awarii, takie jak wyciek wody i rdza. Dalsza analiza wykazała, że ​​zawias kulkowy i kłykcie kierownicze nie pasowały prawidłowo, co spowodowało szczelinę 2,5 mm, która stanowi ryzyko upadku wycieku wody i uszkodzenia układu uszczelniającego. Demontaż zawiasu kulowego ujawnił ciężką korozję na powierzchni godowej z kostką kierownicy. Stwierdzono, że obecny system odporny na kurz nie spełnił wymagań projektowych i wymagał poprawy.

Optymalny schemat projektowania zawiasu piłki:

Dwa główne czynniki zostały zidentyfikowane jako potencjalne czynniki przyczyniające się do awarii testu uszczelnienia: jakość i wybór jakości kołnierza oraz awaria okładki pyłu. Aby rozwiązać problem montażu, wielkość instalacji kołnierza została zdefiniowana w IPS (specyfikacja procesu wewnętrznego). Ta specyfikacja zawiera wytyczne dotyczące montażu kołnierza, zapewniające spełnienie wymagań projektowych. Dodatkowo optymalizowano okrywę pyłu i szpilkę kulową w celu poprawy wydajności uszczelnienia. Projekt pokrycia pyłu został zmodyfikowany, aby pasował do oczekiwanego kąta stożka, a krok szpilki piłkarskiej został przeprojektowany w celu zwiększenia obszaru kontaktowego o pokrywę pyłu.

Optymalna weryfikacja testu projektu:

Próbki wyprodukowano na podstawie zoptymalizowanego schematu projektowania i przeprowadzono test wydajności uszczelnienia. Wyniki wykazały znaczącą poprawę, z zawartością wody na szpilku kulowym i końce skorupy kulowej od zaledwie 0,1% do 0,2%. Test był skuteczny, a sytuacja korozji zoptymalizowanego projektu była znacznie lepsza w porównaniu z pierwotnym projektem.

Zoptymalizowany schemat projektowania zawiasu piłki w projekcie B20 wykazał lepszą wydajność uszczelnienia. Chociaż istnieje potencjał jeszcze lepszej wydajności, obecne rozwiązanie okazało się skuteczne w ramach ograniczeń czasowych projektu. Projekt ten podkreślił znaczenie dokładnej analizy wymagań klientów i opracowania kompleksowego układu przed rozpoczęciem produkcji. Wdrażając zoptymalizowany projekt, ZF był w stanie sprostać wymaganiom projektu OEM i zwiększyć wydajność uszczelnienia zawiasu piłki.