Suspension Ball Telp Optimization Design_hinge Knowledge_tallsen

A dobradiça da bola de suspensão é o principal produto da divisão de componentes da tecnologia do chassi ZF, e seu design estrutural é a principal tecnologia do departamento. À medida que a indústria automobilística continua a se desenvolver, os requisitos para produtos de dobradiça de bola também estão aumentando. O mercado atual exige ambientes de simulação mais rigorosos, cargas de trabalho complexas e conformidade com novos requisitos regulatórios, como proteção de pedestres e falha pós-colisão. Para atender a essas demandas, a otimização técnica da articulação da bola é crucial.

A junta da bola é usada principalmente na suspensão dianteira, servindo como conexão entre a haste e a articulação da direção. Essa conexão fornece o segundo grau de liberdade, permitindo a direção. Para atender aos requisitos mais altos do cliente, o desempenho de vedação e o desempenho do desgaste da fadiga da junta da bola precisam ser aprimorados.

Este artigo se concentra na otimização da estrutura da dobradiça da bola de suspensão para o projeto OEM doméstico (Projeto Dongfeng Liuzhou B20) da produção em massa da ZF. Inicialmente, o plano era continuar usando as peças atuais produzidas em massa. No entanto, após a primeira rodada de testes de DV, descobriu -se que havia riscos envolvidos, incluindo vazamento de água e desgaste precoce. Análises adicionais revelaram a necessidade de melhorar o design para atender aos requisitos atuais de teste.

Através da análise de outros projetos domésticos de OEM, verificou -se que muitos OEMs formularam especificações específicas para dobradiças de bola, aumentando significativamente os requisitos de projeto. Os OEMs globais também estão atualizando continuamente suas especificações para dobradiças de bola. Isso significa que os produtos da ZF precisam suportar condições ambientais mais severas, condições de trabalho mais complexas e requisitos mais detalhados de proteção de colisão. Portanto, é necessário pesquisar e analisar as novas especificações para desenvolver um plano de otimização razoável que possa atender aos requisitos de desempenho a um custo menor.

para dobrar de bola:

As dobradiças da bola mantêm contato contínuo e movimento relativo entre as cadeias do mecanismo. As articulações onde esses movimentos ocorrem são chamados de dobradiças de bola. Existem dois tipos de dobradiças de bola: dobradiças com carga radial (dobradiças de bola guiadas) e dobradiças axialmente carregadas (juntas de bola carregadas). Os principais elementos de conexão da articulação da bola são o pino e o soquete da bola. O desempenho de trabalho da articulação da bola, bem como outras características, como material, tamanho, qualidade da superfície, capacidade de carga e lubrificação, são considerações importantes.

Função e requisitos técnicos da dobradiça da bola:

A função da dobradiça da bola é conectar a haste com a articulação da direção, fornecendo três graus de liberdade para a transmissão de força e movimento. Dois graus de liberdade são usados ​​para bater as rodas e direção, enquanto o terceiro grau de liberdade permite a variação elastoquinemática para a roda. A articulação da bola deve ter um deslocamento elástico mínimo em condições operacionais normais para evitar desconforto e afetar a avaliação do motorista. Além disso, o torque de trabalho da dobradiça da bola não deve ser menor que o valor permitido para evitar o desgaste e o ruído precoces.

Análise de modo de falha de projeto original:

Durante a fase inicial do projeto B20, o teste de desempenho de vedação revelou modos de falha, como vazamento de água e ferrugem. Análises adicionais mostraram que a dobradiça da bola e a articulação não se encaixavam corretamente, resultando em um intervalo de 2,5 mm, o que representava o risco de vazamento de água e falha no sistema de vedação. A desmontagem da dobradiça da bola revelou corrosão grave na superfície de acasalamento com a articulação da direção. Concluiu-se que o atual sistema à prova de poeira não atendia aos requisitos de projeto e precisava de melhorias.

Esquema de design ideal para dobradiça de bola:

Dois fatores principais foram identificados como potenciais contribuintes para a falha do teste de vedação: qualidade da montagem e seleção de tamanho do colar e falha no projeto da cobertura de poeira. Para resolver o problema da montagem, o tamanho da instalação do colar foi definido no IPS (especificação do processo interno). Esta especificação fornece diretrizes para montagem de colarinho, garantindo que atenda aos requisitos de projeto. Além disso, a tampa de poeira e o design do pino de bola foram otimizados para melhorar o desempenho de vedação. O design da capa de poeira foi modificado para corresponder ao ângulo esperado do cone e a etapa do pino da bola foi redesenhada para aumentar a área de contato com a tampa da poeira.

Verificação ideal de teste de projeto:

As amostras foram produzidas com base no esquema de design otimizado e o teste de desempenho de vedação foi realizado. Os resultados mostraram uma melhora significativa, com o teor de água nas extremidades do pino e da bola variando de apenas 0,1% a 0,2%. O teste foi bem -sucedido e a situação de corrosão do design otimizada foi consideravelmente melhor em comparação com o design original.

O esquema de design otimizado para a dobradiça da bola no projeto B20 demonstrou melhor desempenho de vedação. Embora exista potencial para um desempenho ainda melhor, a solução atual provou ser eficaz nas restrições de tempo do projeto. Este projeto destacou a importância de analisar minuciosamente os requisitos do cliente e o desenvolvimento de um layout abrangente antes de iniciar a produção. Ao implementar o design otimizado, a ZF conseguiu atender às demandas do projeto OEM e aprimorar o desempenho de vedação da dobradiça da bola.