Suspension Ball Hinge Optimization Design_hinge Knowledge_tallsen 1

Varet e topit të pezullimit janë produkti kryesor i ndarjes së përbërësve të teknologjisë së shasisë ZF, dhe dizajni i tij strukturor është teknologjia thelbësore e departamentit. Ndërsa industria e automobilave vazhdon të evoluojë, kërkesa për produkte të varet nga topi po rritet gjithashtu. Në të kaluarën, disa modele të produkteve nuk ishin më në gjendje të plotësonin nevojat aktuale të tregut. Konsumatorët tani kërkojnë mjedise më të rrepta të simulimit, ngarkesa më të ndërlikuara të punës dhe pajtueshmëri me kërkesa të reja rregullatore siç janë mbrojtja e këmbësorëve dhe kriteret e dështimit pas përplasjes. Duke pasur parasysh këto rrethana, është e domosdoshme të zgjedhin aspektet teknike të bashkimit të topit.

Lidhja e topit përdoret kryesisht në pezullimin e përparmë, duke lehtësuar lidhjen midis shufrës dhe gjurmës së drejtimit. Kjo lidhje siguron shkallën e dytë të lirisë që kërkohet për drejtimin. Për të përmbushur pritjet më të larta të klientit, fokusi i hulumtimit dhe optimizimit zhvendoset drejt përmirësimit të performancës së vulosjes dhe rezistencës së veshjes së lodhjes.

Ky artikull bazohet në prodhimin aktual në masë të ZF të projektit Dongfeng LiuZhou B20 për një prodhues të pajisjeve origjinale vendase (OEM), me qëllimin për të optimizuar strukturën e varen e topit të pezullimit. Fillimisht, plani ishte të vazhdonte përdorimin e pjesëve nga projekti aktual i prodhuar në masë. Sidoqoftë, pas raundit të parë të testeve të vlefshmërisë së projektimit (DV), u identifikua se ekzistonin akoma rreziqe të mundshme, kryesisht në formën e rrjedhjes së ujit dhe veshin e parakohshëm. Pas analizës, u vendos që përmirësimet e projektimit ishin të nevojshme për të përmbushur kërkesat aktuale të provës.

Analiza e mëtutjeshme e projekteve të tjera të reja vendase OEM zbuloi se shumë OEM kanë krijuar specifikime specifike për performancën e varet nga topi, me kërkesat e projektimit që janë rritur ndjeshëm. Në mënyrë të ngjashme, OEM -të globale po azhurnojnë vazhdimisht specifikimet e tyre për varet e topit. Produktet ZF duhet t'i rezistojnë kushteve më të ashpra mjedisore, kushteve më komplekse dhe të ndryshueshme të funksionimit, si dhe kërkesave më të hollësishme të mbrojtjes së përplasjes. Në dritën e këtyre zhvillimeve, ky artikull synon të propozojë një skemë të arsyeshme optimizimi bazuar në hulumtimin dhe analizën e specifikimeve të reja, në mënyrë që të marrë produkte që plotësojnë standardet e performancës me një kosto më të ulët.

për të varur topin:

Varet e topit sigurojnë lidhjen e zinxhirëve të mekanizmit duke mbajtur kontakte të vazhdueshme dhe lëvizje relative. Pikat e lidhjes për këto lëvizje njihen si nyje. Varet e topit mund të kategorizohen si varet e ngarkuara në mënyrë radiale (varet e topit të udhëhequr) ose varet e ngarkuara me bosht (nyjet e ngarkuara të topit). Eachdo bashkim përbëhet nga dy elementë lidhës, të tilla si boshte, kushineta të thjeshta, dhëmbë ingranazhesh, etj., Që bashkëpunojnë me njëri -tjetrin dhe kanë një gjeometri të përshtatshme për funksionin e tyre. Elementet kryesore lidhëse të bashkimit të topit janë kursi i topit dhe foleja e topit. Përveç performancës së vetë nyjes së topit, karakteristika të tjera si materiali, madhësia, cilësia e sipërfaqes, kapaciteti mbajtës i ngarkesës dhe lubrifikimi janë gjithashtu të rëndësishme.

Funksioni dhe kërkesat teknike të varen e topit:

Funksioni i varen e topit është të lidhni shufrën me gjurmën e drejtimit, duke siguruar kështu tre shkallë lirie. Dy nga këto shkallë lirie përdoren për rrahjen dhe drejtimin e rrotave, ndërsa e treta lejon një ndryshim elastokinematik për timonin. Lidhja e topit mund të prezantojë forcat tërheqëse, kompresive dhe radiale për shkak të tre shkallëve të tij rrotulluese të lirisë. Në mënyrë ideale, nyjet e topit nuk duhet të kenë ndonjë lojë falas për të shmangur zhurmën e panevojshme. Zhvendosja elastike duhet të minimizohet për të parandaluar sikletin gjatë ngasjes dhe për të ruajtur vlerësimin subjektiv të shoferit. Për më tepër, çift rrotullimi i punës i varet nga topi është një indeks i rëndësishëm vlerësimi dhe nuk duhet të jetë më i ulët se vlera e lejueshme për të shmangur veshin dhe zhurmën e parakohshme.

Analiza e modës së dështimit të dizajnit origjinal:

1. Dështimi i provës së performancës së nënshkrimit:

Gjatë fazës fillestare të projektit B20, u kërkua nga klienti që të vazhdojë të përdorë produktet ekzistuese të projektit për të zvogëluar kostot e kërkimit dhe zhvillimit dhe kohën e ciklit. Sidoqoftë, gjatë testit DV, mënyrat e dështimit të tilla si rrjedhja e ujit dhe ndryshku janë vërejtur në performancën e vulosjes së varen e topit. Pas inspektimit, u zbulua se varet nga topi dhe kthesa e drejtimit kishin pajisje të dobët, duke rezultuar në një hendek të lirë 2.5 mm midis tyre. Ky hendek mund të çojë potencialisht në rrjedhjen e ujit, duke treguar që sistemi i nënshkrimit nuk i plotësonte kërkesat e provës. Shkarkimi i mëtejshëm i varen e topit zbuloi gërryerje të rëndë në sipërfaqen e çiftëzimit me kthesën drejtuese. Kjo konfirmoi që performanca e nënshkrimit të produktit aktual nuk i plotësonte kërkesat e projektimit për projektin B20. Veçanërisht, njollat ​​e dukshme të ujit dhe gërryerja e rëndë janë vërejtur në kunjat e topit në zonën e mbulesës së pluhurit. Kjo tregoi se sistemi aktual i provës së pluhurit ishte i pamjaftueshëm dhe kërkonte përmirësim.

2. Analiza e rezultateve të provës:

Rezultatet e provës treguan se hyrja e ujit gjatë testimit binte nën nivelin W3, ku njollat ​​e ujit u vëzhguan vizualisht. Kjo nxori në pah ashpërsinë e kushteve të hyrjes në ujë në sistemin e vulosjes pas provës. Zona e hyrjes në ujë preku kryesisht jakat në të dy skajet e varen nga topi. Arsyet e mundshme për dështimin ishin si më poshtë:

- Cilësia e montimit dhe zgjedhja e madhësisë së jakës: Kolla kishte një përkufizim të madhësisë maksimale pasi ishte shtrirë, e cila kishte për qëllim të siguronte që forca e kapëseve të plotësonte kërkesat e projektimit pas deformimit elastik të jakës. Sidoqoftë, nëse asambleja aktuale nuk do të ndiqte rreptësisht specifikimet, mund të rezultojë në forcë joadekuate të shtrëngimit dhe një jakë të lirshme.

- Dështimi i projektimit të mbulesës së pluhurit: Një analizë krahasuese e modelit të mbulesës së pluhurit zbuloi një devijim në këndin e konit të zonës së labirintit. Dizajni aktual kishte një kënd kon prej 20 °, ndërsa dizajni standard kishte një kënd kon prej 12 °. Ky devijim rriti rrezikun e rrjedhjes.

- Dështimi i projektimit të zonës së vulosjes së pinit të topit: Dizajni i pinit të topit kishte një strukturë të ngritur në një zonë specifike, me një diametër 1 mm më të madh se boshti i pinit të topit. Kjo strukturë synonte të parandalonte shtypjen e mbulesës së pluhurit në pozicionin e qafës së kunjit të topit. Sidoqoftë, në kushte ekstreme të punës të nyjës së topit, të tilla si në pozicionin kufitar, zona e kontaktit midis mbulesës së pluhurit dhe hapit ishte shumë e vogël, duke rezultuar në mundësinë e dështimit. Për më tepër, temperaturat e ulëta gjithashtu mund të çojnë në zona të vogla kontakti, duke krijuar boshllëqe dhe rrjedhje të ujit.

Skema e dizajnit të optimizmit të varet nga topi:

1. Optimizimi i montimit të jakës:

Dështimi i fundit të jakës kryesisht rezultoi nga çështjet me asamblenë e prodhimit. Për ta adresuar këtë, u vlerësua efektive për të përcaktuar madhësinë e instalimit të jakës në specifikimin e procesit të brendshëm (IPS), i cili bëhet pjesë e udhëzimit të operacionit të prodhimit. IPS do të përcaktonte drejtimin e instalimit, diametrin maksimal të ndeshjes së mjeteve dhe diapazonin e diametrit të hapjes së jakës. Për më tepër, ai do të përfshijë gjithashtu raportin e Analizës së Elementit të Fundit (FEA) dhe raportin e paraqitjes së mbulesës së pluhurit. Kjo metodë do të përmirësonte procesin e montimit dhe do të sigurojë që ai të plotësojë kërkesat e projektimit.

2. Dizajni optimal i pinit të topit:

Analiza e mënyrave të dështimit zbuloi se modeli i paarsyeshëm i zonës së labirintit të mbulesës së pluhurit dhe zona e vogël e kontaktit të hapit të topit të topit ishin faktorët kryesorë që kontribuojnë në dështimin e provës së nënshkrimit. Duke marrë parasysh kufizimet e kostos dhe zhvillimit të projektit, optimizimi i strukturës së pinit të topit u vlerësua zgjidhja më me kosto efektive. Dizajni i optimizuar synonte të siguronte një zonë më të madhe kontakti midis hapit të topit të topit dhe mbulesës së pluhurit kur varet nga topi ishte në këndin e tij maksimal të punës. Dizajni origjinal përmbante një formë gjysmërrethore kryq seksionale për hapin, ndërsa dizajni i ri prezantoi një strukturë drejtkëndore kryq seksionale dhe rriti diametrin e jashtëm të hapit. Kjo rezultoi në një zonë më të madhe kontakti dhe siguroi një forcë më të madhe reagimi në kushte ekstreme të punës, duke zvogëluar rrezikun e boshllëqeve dhe mbulesave të pluhurit që shtypen në qafë.

3. Verifikimi optimal i testit të projektimit:

Mostrat e bazuara në modelin e optimizuar u prodhuan dhe iu nënshtruan provave të performancës së vulosjes. Rezultatet treguan se përmbajtja e ujit në fund të pinit të topit dhe fundi i guaskës së topit ishte vetëm 0.1% në 0.2