Оптимизация шарнира для шарнира подвески

Подвеска шарнирного шарнира является основным продуктом подразделения компонентов технологии ZF Chassis, и его структурный дизайн является основной технологией департамента. По мере того, как автомобильная промышленность продолжает развиваться, требования к продуктам шарниров также увеличиваются. Нынешний рынок требует более строгих моделирования, сложных рабочих нагрузок и соответствия новым нормативным требованиям, таким как защита пешеходов и сбой после столкновения. Для удовлетворения этих требований, техническая оптимизация шарового сустава имеет решающее значение.

Шаровой сустав в основном используется в передней подвеске, служащей соединением между стержнем и рулевым кулаком. Это соединение обеспечивает вторую степень свободы колеса, что позволяет управлять рулевым управлением. Чтобы удовлетворить более высокие требования клиентов, необходимо повысить производительность запечатывания и утомляемость износа шарикового сустава.

Эта статья посвящена оптимизации структуры шарнирного шарнира подвески для внутреннего проекта OEM (проект Dongfeng Liuzhou B20) массового производства ZF. Первоначально план состоял в том, чтобы продолжить использование текущих массовых деталей. Однако после первого раунда тестов DV было обнаружено, что были связаны риски, включая утечку воды и ранний износ. Дальнейший анализ выявил необходимость улучшения конструкции для удовлетворения текущих требований к тестированию.

Благодаря анализу других внутренних проектов OEM, было обнаружено, что многие OEM -производители сформулировали конкретные спецификации для шар для шариков, что значительно повышает требования к проектированию. Глобальные OEM -производители также постоянно обновляют свои спецификации для шариков. Это означает, что продукты ZF должны выдерживать более жесткие условия окружающей среды, более сложные условия труда и более подробные требования к защите от столкновений. Следовательно, необходимо исследовать и проанализировать новые спецификации для разработки разумного плана оптимизации, который может соответствовать требованиям производительности при более низких затратах.

на шарнир:

Петли мяча поддерживают непрерывный контакт и относительное движение между цепочками механизма. Суставы, где происходят эти движения, называются шариковыми петлями. Существует два типа шариковых петли: радиально нагруженные петли (шарнирные петли с управляемыми шариками) и осеально нагруженные петли (загруженные шариковые суставы). Основными соединительными элементами шарикового соединения являются шпилька и шариковая гнезда. Рабочая характеристика шарового шарнира, а также другие характеристики, такие как материал, размер, качество поверхности, грузоподъемность и смазка, являются важными соображениями.

Функция и технические требования шарнира мяча:

Функция шарнира шарика состоит в том, чтобы соединить стержень с рулевым кулаком, обеспечивая три градуса свободы для силы и передачи движения. Две степени свободы используются для избиения колес и рулевого управления, в то время как третья степень свободы позволяет эластокинематическому вариации колеса. Шаровой сустав должен иметь минимальное упругое смещение в нормальных условиях эксплуатации, чтобы избежать дискомфорта и влиять на оценку драйвера. Кроме того, рабочий крутящий момент шарнира шарика не должен быть ниже допустимого значения, чтобы предотвратить ранний износ и шум.

Анализ режима сбоя в оригинальном дизайне:

На начальном этапе проекта B20 тест на производительность уплотнения выявил режимы отказа, такие как утечка воды и ржавчина. Дальнейший анализ показал, что шарнир для шарика и рулевого сустава не подходили должным образом, что привело к 2,5 -мм разрыву, что представляет риск утечки воды и отказа системы герметизации. Разборка шарнира мяча выявила сильную коррозию на поверхности спаривания с рулевым кулаком. Был сделан вывод, что нынешняя пылезащитная система не соответствовала требованиям к проектированию и необходимым улучшению.

Оптимальная схема дизайна для шарнира мяча:

Два основных фактора были определены как потенциальные участники сбоя теста уплотнения: качество сборки и выбор размера воротника и сбой проекта пылевого покрова. Чтобы решить проблему сборки, размер установки воротника был определен в IPS (спецификация внутреннего процесса). Эта спецификация содержит руководящие принципы для сборки воротничков, обеспечивая ее соответствие требованиям проектирования. Кроме того, пылевой покров и конструкция шаровых штифтов были оптимизированы для улучшения производительности герметизации. Конструкция пылевой крышки была модифицирована в соответствии с ожидаемым углом конуса, а шариковой шаг был переработан для увеличения области контакта с пылевым крышкой.

Оптимальная проверка тестирования дизайна:

Образцы были произведены на основе оптимизированной схемы проектирования, и был проведен тест на производительность герметизации. Результаты показали значительное улучшение, при этом содержание воды на шариковой штифте и кончиках шаровой оболочки в диапазоне от 0,1% до 0,2%. Тест был успешным, и ситуация коррозии оптимизированного дизайна была значительно лучше по сравнению с исходным дизайном.

Оптимизированная схема проектирования для шарнира мяча в проекте B20 продемонстрировала улучшенную производительность герметизации. Хотя существует потенциал для еще лучшей производительности, текущее решение оказалось эффективным в рамках временных ограничений проекта. Этот проект подчеркнул важность тщательного анализа требований клиентов и разработки комплексного макета перед началом производства. Внедрив оптимизированный дизайн, ZF смог удовлетворить требования проекта OEM и повысить производительность запечатывания шарнира мяча.