การเพิ่มประสิทธิภาพของลูกบอลบานพับลูก 1

บานพับลูกบอลช่วงล่างเป็นผลิตภัณฑ์สำคัญของแผนกส่วนประกอบเทคโนโลยี ZF Chassis และการออกแบบโครงสร้างเป็นเทคโนโลยีหลักของแผนก ในขณะที่อุตสาหกรรมยานยนต์ยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่องความต้องการผลิตภัณฑ์บานพับบอลก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ในอดีตการออกแบบผลิตภัณฑ์บางอย่างไม่สามารถตอบสนองความต้องการในปัจจุบันของตลาดได้อีกต่อไป ขณะนี้ลูกค้าต้องการสภาพแวดล้อมการจำลองที่เข้มงวดมากขึ้นการทำงานที่ซับซ้อนมากขึ้นและการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านกฎระเบียบใหม่เช่นการป้องกันคนเดินเท้าและเกณฑ์ความล้มเหลวหลังการชนกัน เมื่อพิจารณาถึงสถานการณ์เหล่านี้จำเป็นต้องเพิ่มประสิทธิภาพด้านเทคนิคของข้อต่อบอล

ข้อต่อลูกจะถูกใช้เป็นหลักในช่วงล่างด้านหน้าช่วยอำนวยความสะดวกในการเชื่อมต่อระหว่างก้านและข้อตกลงพวงมาลัย การเชื่อมต่อนี้ให้อิสระระดับสองที่จำเป็นสำหรับการบังคับเลี้ยว เพื่อให้เป็นไปตามความคาดหวังของลูกค้าที่สูงขึ้นจุดสนใจของการวิจัยและการเพิ่มประสิทธิภาพเปลี่ยนไปสู่การปรับปรุงประสิทธิภาพการปิดผนึกและความต้านทานการสึกหรอเมื่อยล้า

บทความนี้มีพื้นฐานมาจากการผลิตจำนวนมากของ ZF ของโครงการ Dongfeng Liuzhou B20 สำหรับผู้ผลิตอุปกรณ์ดั้งเดิมในประเทศ (OEM) ด้วยความตั้งใจที่จะปรับโครงสร้างของบานพับลูกบอลช่วงล่างให้เหมาะสม เริ่มแรกแผนจะดำเนินการต่อโดยใช้ชิ้นส่วนจากโครงการที่ผลิตในปัจจุบัน อย่างไรก็ตามหลังจากการทดสอบการตรวจสอบการออกแบบรอบแรก (DV) มันถูกระบุว่ายังมีความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นส่วนใหญ่อยู่ในรูปของการรั่วไหลของน้ำและการสึกหรอก่อนวัยอันควร จากการวิเคราะห์มีการตัดสินใจว่าการปรับปรุงการออกแบบมีความจำเป็นเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดการทดสอบในปัจจุบัน

การวิเคราะห์เพิ่มเติมของโครงการ OEM ในประเทศใหม่อื่น ๆ เปิดเผยว่า OEM จำนวนมากได้สร้างข้อกำหนดเฉพาะสำหรับประสิทธิภาพการบานพับลูกด้วยข้อกำหนดการออกแบบที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ในทำนองเดียวกัน OEM ทั่วโลกกำลังปรับปรุงข้อกำหนดของพวกเขาอย่างต่อเนื่องสำหรับบานพับบอล ผลิตภัณฑ์ ZF จำเป็นต้องทนต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรงขึ้นสภาพการทำงานที่ซับซ้อนและผันแปรมากขึ้นรวมถึงข้อกำหนดการป้องกันการชนที่ละเอียดยิ่งขึ้น ในแง่ของการพัฒนาเหล่านี้บทความนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อเสนอรูปแบบการเพิ่มประสิทธิภาพที่สมเหตุสมผลจากการวิจัยและการวิเคราะห์ข้อกำหนดใหม่เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่ตรงตามมาตรฐานประสิทธิภาพในราคาที่ต่ำกว่า

เป็นบานพับบอล:

บานพับบอลให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อของกลไกโซ่โดยการรักษาการสัมผัสอย่างต่อเนื่องและการเคลื่อนไหวสัมพัทธ์ จุดเชื่อมต่อสำหรับการเคลื่อนไหวเหล่านี้เรียกว่าข้อต่อ บานพับบอลสามารถจัดหมวดหมู่เป็นบานพับที่โหลดแบบเรเดียน (บานพับลูกบอลนำทาง) หรือบานพับที่โหลดตามแนวแกน (ข้อต่อลูกที่โหลด) ข้อต่อแต่ละข้อประกอบด้วยองค์ประกอบที่เชื่อมต่อสองอย่างเช่นเพลาแบริ่งธรรมดาฟันเกียร์ ฯลฯ ที่ให้ความร่วมมือซึ่งกันและกันและมีรูปทรงเรขาคณิตที่เหมาะสมสำหรับการทำงานของพวกเขา องค์ประกอบการเชื่อมต่อหลักของข้อต่อบอลคือสตั๊ดบอลและซ็อกเก็ตบอล นอกเหนือจากประสิทธิภาพของข้อต่อบอลแล้วคุณลักษณะอื่น ๆ เช่นวัสดุขนาดคุณภาพพื้นผิวความสามารถในการรับน้ำหนักและการหล่อลื่นก็มีความสำคัญเช่นกัน

ฟังก์ชั่นและข้อกำหนดทางเทคนิคของบานพับบอล:

ฟังก์ชั่นของบานพับบอลคือการเชื่อมต่อก้านกับข้อนิ้วพวงมาลัยจึงให้อิสระสามองศา อิสระสององศาเหล่านี้ใช้สำหรับการตีล้อและพวงมาลัยในขณะที่ที่สามอนุญาตให้มีการเปลี่ยนแปลงของ eLastokinematic สำหรับล้อ ข้อต่อบอลสามารถแนะนำแรงดึงแรงอัดและรัศมีเนื่องจากมีอิสระในการหมุนสามองศา เป็นการดีที่ข้อต่อบอลไม่ควรมีการเล่นฟรีเพื่อหลีกเลี่ยงเสียงรบกวนที่ไม่จำเป็น การกำจัดแบบยืดหยุ่นควรลดน้อยที่สุดเพื่อป้องกันความรู้สึกไม่สบายขณะขับรถและเพื่อรักษาการประเมินอัตนัยของผู้ขับขี่ นอกจากนี้แรงบิดที่ทำงานของบานพับลูกบอลเป็นดัชนีการประเมินที่สำคัญและไม่ควรต่ำกว่าค่าที่อนุญาตเพื่อหลีกเลี่ยงการสึกหรอก่อนวัยอันควรและเสียงรบกวน

การวิเคราะห์โหมดความล้มเหลวการออกแบบดั้งเดิม:

1. ความล้มเหลวของการทดสอบประสิทธิภาพการปิดผนึก:

ในช่วงเริ่มต้นของโครงการ B20 ลูกค้าได้รับการร้องขอให้ดำเนินการต่อโดยใช้ผลิตภัณฑ์โครงการที่มีอยู่เพื่อลดต้นทุนการวิจัยและการพัฒนาและเวลารอบ อย่างไรก็ตามในระหว่างการทดสอบ DV โหมดความล้มเหลวเช่นการรั่วไหลของน้ำและการเกิดสนิมในประสิทธิภาพการปิดผนึกของบานพับลูก จากการตรวจสอบพบว่าบานพับลูกบอลและสนับมือพวงมาลัยมีการติดตั้งที่ไม่ดีส่งผลให้ช่องว่างฟรี 2.5 มม. ระหว่างพวกเขา ช่องว่างนี้อาจนำไปสู่การรั่วไหลของน้ำซึ่งบ่งชี้ว่าระบบการปิดผนึกไม่เป็นไปตามข้อกำหนดการทดสอบ การถอดชิ้นส่วนเพิ่มเติมของบานพับลูกเผยให้เห็นการกัดกร่อนอย่างรุนแรงบนพื้นผิวการผสมพันธุ์ด้วยสนับมือพวงมาลัย สิ่งนี้ยืนยันว่าประสิทธิภาพการปิดผนึกของผลิตภัณฑ์ในปัจจุบันไม่เป็นไปตามข้อกำหนดการออกแบบสำหรับโครงการ B20 โดยเฉพาะอย่างยิ่งคราบน้ำที่มองเห็นได้และการกัดกร่อนอย่างรุนแรงพบได้บนหมุดบอลในพื้นที่ของฝาครอบฝุ่น สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าระบบกันฝุ่นในปัจจุบันไม่เพียงพอและจำเป็นต้องมีการปรับปรุง

2. การวิเคราะห์ผลการทดสอบ:

ผลการทดสอบชี้ให้เห็นว่าน้ำเข้าในระหว่างการทดสอบลดลงภายใต้ระดับ W3 ซึ่งมีการสังเกตคราบน้ำ สิ่งนี้เน้นถึงความรุนแรงของสภาพน้ำในระบบการปิดผนึกหลังการทดสอบ พื้นที่ทางน้ำส่วนใหญ่ส่งผลกระทบต่อปลอกคอที่ปลายทั้งสองของบานพับลูก เหตุผลที่เป็นไปได้สำหรับความล้มเหลวมีดังนี้:

- คุณภาพการประกอบและการเลือกขนาดของปลอกคอ: ปลอกคอมีคำจำกัดความขนาดสูงสุดหลังจากยืดออกซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อให้แน่ใจว่าแรงหนีบได้ปฏิบัติตามข้อกำหนดการออกแบบหลังจากการเสียรูปยืดของคอ อย่างไรก็ตามหากการชุมนุมจริงไม่ได้ทำตามข้อกำหนดอย่างเคร่งครัดอาจส่งผลให้กำลังจับยึดที่ไม่เพียงพอและปลอกคอหลวม

- การออกแบบความล้มเหลวของฝาครอบฝุ่น: การวิเคราะห์เปรียบเทียบการออกแบบฝาครอบฝุ่นเผยให้เห็นการเบี่ยงเบนในมุมกรวยของพื้นที่เขาวงกต การออกแบบปัจจุบันมีมุมกรวย 20 °ในขณะที่การออกแบบมาตรฐานมีมุมกรวย 12 ° การเบี่ยงเบนนี้เพิ่มความเสี่ยงของการรั่วไหล

- ความล้มเหลวในการออกแบบของพื้นที่ปิดผนึกลูกบอล: การออกแบบพินบอลมีโครงสร้างก้าวที่พื้นที่เฉพาะมีขนาดใหญ่กว่าเพลาพินลูกบอล 1 มม. โครงสร้างนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อป้องกันไม่ให้ฝาครอบฝุ่นถูกกดลงในตำแหน่งคอของหมุดบอล อย่างไรก็ตามภายใต้สภาพการทำงานที่รุนแรงของข้อต่อบอลเช่นที่ตำแหน่งขีด จำกัด พื้นที่สัมผัสระหว่างฝาครอบฝุ่นและขั้นตอนนั้นเล็กเกินไปส่งผลให้เกิดความล้มเหลว นอกจากนี้อุณหภูมิต่ำอาจนำไปสู่พื้นที่สัมผัสขนาดเล็กสร้างช่องว่างและการรั่วไหลของน้ำ

รูปแบบการออกแบบการเพิ่มประสิทธิภาพของลูกบอลบานพับ:

1. การเพิ่มประสิทธิภาพชุดประกอบปก:

ความล้มเหลวของคอปกส่วนใหญ่เป็นผลมาจากปัญหาเกี่ยวกับการประกอบการผลิต ในการแก้ไขปัญหานี้ถือว่ามีประสิทธิภาพในการกำหนดขนาดการติดตั้งของปกในข้อกำหนดของกระบวนการภายใน (IPS) ซึ่งกลายเป็นส่วนหนึ่งของคำสั่งการดำเนินการผลิต IPS จะกำหนดทิศทางการติดตั้งเส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุดของอุปกรณ์ติดตั้งเครื่องมือและช่วงเส้นผ่านศูนย์กลางของการเปิดปลอกคอ นอกจากนี้ยังรวมถึงรายงานการวิเคราะห์องค์ประกอบไฟไนต์ (FEA) และรายงานเค้าโครงของฝาครอบฝุ่น วิธีนี้จะปรับปรุงกระบวนการประกอบและตรวจสอบให้แน่ใจว่าเป็นไปตามข้อกำหนดการออกแบบ

2. การออกแบบที่ดีที่สุดของพินบอล:

การวิเคราะห์โหมดความล้มเหลวพบว่าการออกแบบที่ไม่มีเหตุผลของพื้นที่เขาวงกตของฝาครอบฝุ่นและพื้นที่สัมผัสขนาดเล็กของขั้นตอนการพินบอลเป็นปัจจัยหลักที่ทำให้เกิดความล้มเหลวในการทดสอบการปิดผนึก เมื่อพิจารณาถึงข้อ จำกัด ด้านต้นทุนและการพัฒนาโครงการการปรับโครงสร้างพินบอลให้เหมาะสมถือว่าเป็นโซลูชันที่คุ้มค่าที่สุด การออกแบบที่ได้รับการปรับปรุงให้เหมาะสมมีวัตถุประสงค์เพื่อให้พื้นที่สัมผัสที่ใหญ่ขึ้นระหว่างขั้นตอนพินบอลและฝาครอบฝุ่นเมื่อบานพับลูกบอลอยู่ที่มุมทำงานสูงสุด การออกแบบดั้งเดิมมีรูปร่างหน้าตัดครึ่งวงกลมสำหรับขั้นตอนในขณะที่การออกแบบใหม่แนะนำโครงสร้างแบบตัดขวางสี่เหลี่ยมและเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของขั้นตอน สิ่งนี้ส่งผลให้พื้นที่สัมผัสที่ใหญ่ขึ้นและให้แรงปฏิกิริยามากขึ้นภายใต้สภาพการทำงานที่รุนแรงลดความเสี่ยงของช่องว่างและฝุ่นที่ถูกกดลงในคอ

3. การตรวจสอบการทดสอบการออกแบบที่ดีที่สุด:

ตัวอย่างตามการออกแบบที่ได้รับการปรับปรุงนั้นถูกสร้างขึ้นและถูกทดสอบการปิดผนึกประสิทธิภาพ ผลการศึกษาพบว่าปริมาณน้ำที่ปลายหมุดบอลและปลายของเปลือกบอลเพียง 0.1% ถึง 02