Tối ưu hóa Ball Hinge Design_ Breathe assge_tallsen

Bản lề bóng treo là sản phẩm cốt lõi của bộ phận thành phần công nghệ khung gầm ZF, và thiết kế kết cấu của nó là công nghệ cốt lõi của bộ phận. Khi ngành công nghiệp ô tô tiếp tục phát triển, các yêu cầu đối với các sản phẩm bản lề bóng cũng đang tăng lên. Thị trường hiện tại đòi hỏi môi trường mô phỏng nghiêm ngặt hơn, tải trọng làm việc phức tạp và tuân thủ các yêu cầu quy định mới như bảo vệ người đi bộ và thất bại sau va chạm. Để đáp ứng các nhu cầu này, tối ưu hóa kỹ thuật của khớp bóng là rất quan trọng.

Khớp bóng chủ yếu được sử dụng trong hệ thống treo trước, đóng vai trò là kết nối giữa thanh và khớp tay lái. Kết nối này cung cấp mức độ tự do bánh xe thứ hai, cho phép lái. Để đáp ứng các yêu cầu của khách hàng cao hơn, hiệu suất niêm phong và hiệu suất hao mòn mệt mỏi của khớp bóng cần được tăng cường.

Bài viết này tập trung vào việc tối ưu hóa cấu trúc bản lề bóng treo cho dự án OEM trong nước (dự án Dongfeng Liuzhou B20) của sản xuất hàng loạt của ZF. Ban đầu, kế hoạch là tiếp tục sử dụng các bộ phận sản xuất hàng loạt hiện tại. Tuy nhiên, sau vòng thử nghiệm DV đầu tiên, người ta đã phát hiện ra rằng có những rủi ro liên quan, bao gồm rò rỉ nước và hao mòn sớm. Phân tích sâu hơn cho thấy sự cần thiết phải cải thiện thiết kế để đáp ứng các yêu cầu thử nghiệm hiện tại.

Thông qua việc phân tích các dự án OEM trong nước khác, người ta thấy rằng nhiều OEM đã xây dựng các thông số kỹ thuật cụ thể cho bản lề bóng, nâng cao đáng kể các yêu cầu thiết kế. Các OEM toàn cầu cũng đang liên tục cập nhật thông số kỹ thuật của họ cho bản lề bóng. Điều này có nghĩa là các sản phẩm ZF cần phải chịu được các điều kiện môi trường khắc nghiệt hơn, điều kiện làm việc phức tạp hơn và các yêu cầu bảo vệ va chạm chi tiết hơn. Do đó, cần phải nghiên cứu và phân tích các thông số kỹ thuật mới để phát triển một kế hoạch tối ưu hóa hợp lý có thể đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất với chi phí thấp hơn.

để bản lề bóng:

Bản lề bóng duy trì tiếp xúc liên tục và chuyển động tương đối giữa các chuỗi cơ chế. Các khớp nơi các chuyển động này xảy ra được gọi là bản lề bóng. Có hai loại bản lề bóng: bản lề được tải triệt để (bản lề bóng có hướng dẫn) và bản lề được tải theo trục (khớp bóng được tải). Các yếu tố kết nối chính của khớp bóng là Stud bóng và ổ cắm bóng. Hiệu suất làm việc của khớp bóng, cũng như các đặc điểm khác như vật liệu, kích thước, chất lượng bề mặt, khả năng mang tải và bôi trơn, đều là những cân nhắc quan trọng.

Các yêu cầu về chức năng và kỹ thuật của bản lề bóng:

Chức năng của bản lề bóng là kết nối thanh với khớp tay lái, cung cấp ba độ tự do cho lực truyền động và chuyển động. Hai độ tự do được sử dụng để đánh và lái bánh xe, trong khi mức độ tự do thứ ba cho phép biến thể elastokinical cho bánh xe. Khớp bóng nên có sự dịch chuyển đàn hồi tối thiểu trong điều kiện hoạt động bình thường để tránh khó chịu và ảnh hưởng đến đánh giá người lái. Ngoài ra, mô -men xoắn làm việc của bản lề bóng không nên thấp hơn giá trị cho phép để tránh hao mòn sớm.

Phân tích chế độ thất bại thiết kế ban đầu:

Trong giai đoạn ban đầu của dự án B20, thử nghiệm hiệu suất niêm phong cho thấy các chế độ thất bại như rò rỉ nước và rỉ sét. Phân tích sâu hơn cho thấy bản lề bóng và khớp tay lái không phù hợp, dẫn đến khoảng cách 2,5mm, gây ra nguy cơ rò rỉ nước và sự cố hệ thống niêm phong. Việc tháo gỡ bản lề bóng cho thấy sự ăn mòn nghiêm trọng trên bề mặt giao phối với khớp tay lái. Nó đã được kết luận rằng hệ thống chống bụi hiện tại không đáp ứng các yêu cầu thiết kế và cần cải thiện.

Đề án thiết kế tối ưu cho bản lề bóng:

Hai yếu tố chính được xác định là những người đóng góp tiềm năng cho sự cố thử nghiệm niêm phong: chất lượng lắp ráp và lựa chọn kích thước của cổ áo, và lỗi thiết kế của vỏ bụi. Để giải quyết vấn đề lắp ráp, kích thước cài đặt của cổ áo được xác định trong IPS (đặc tả quy trình nội bộ). Thông số kỹ thuật này cung cấp các hướng dẫn cho lắp ráp cổ áo, đảm bảo rằng nó đáp ứng các yêu cầu thiết kế. Ngoài ra, lớp phủ bụi và thiết kế pin bóng đã được tối ưu hóa để cải thiện hiệu suất niêm phong. Thiết kế vỏ bụi đã được sửa đổi để phù hợp với góc hình nón dự kiến ​​và bước pin bóng được thiết kế lại để tăng diện tích tiếp xúc với nắp bụi.

Xác minh kiểm tra thiết kế tối ưu:

Các mẫu được sản xuất dựa trên sơ đồ thiết kế được tối ưu hóa và thử nghiệm hiệu suất niêm phong đã được thực hiện. Kết quả cho thấy một sự cải thiện đáng kể, với hàm lượng nước ở chốt bóng và vỏ bóng chỉ dao động từ 0,1% đến 0,2%. Thử nghiệm đã thành công và tình hình ăn mòn của thiết kế được tối ưu hóa tốt hơn đáng kể so với thiết kế ban đầu.

Sơ đồ thiết kế được tối ưu hóa cho bản lề bóng trong dự án B20 đã thể hiện hiệu suất niêm phong được cải thiện. Mặc dù có tiềm năng cho hiệu suất thậm chí tốt hơn, giải pháp hiện tại đã được chứng minh là có hiệu quả trong các hạn chế về thời gian của dự án. Dự án này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc phân tích kỹ lưỡng các yêu cầu của khách hàng và phát triển bố cục toàn diện trước khi bắt đầu sản xuất. Bằng cách thực hiện thiết kế được tối ưu hóa, ZF đã có thể đáp ứng các yêu cầu của dự án OEM và nâng cao hiệu suất niêm phong của bản lề bóng.