ניתוח של גורמים משפיעים של שבר פין מכוון בלם קליפר

1. הקדמה
קליפר הבלמים הוא מרכיב מרכזי במערכת בלימת הגלגלים. תפקידו של פין מנחה הקליפר הוא לחבר את הקליפר עם התושבת כך שהקליפר יוכל לנוע בציר. כאשר הרכב בולם, הקליפר נע לאורך פין המנחה בפעולת לחץ הידראולי. , להדק את דיסק הבלם ליצירת בלם, ובמקביל עם שחרור הדוושה ניתן להחזיר את הקליפר כדי להשיג את האפקט של שחרור הבלם. כאשר הרכב בולם במהירות גבוהה, האינרציה הסיבובית של דיסק הבלמים תועבר לפין מכוון הקליפר, כך שפין מכוון הקליפר צריך להיות בעל התנגדות טובה לגזירה, ובמקביל להבטיח ביצועי רעש מצוינים במהלך בלימה. היכולות הטכניות לעיל יכולות לעבור את המבחן או נמדדות על ידי ניתוח CAE.

2 הסבר על התקלה השבורה של פין המנחה של הקליפר
במהלך 24-בדיקת הערוץ של רכב המבחן, סיכת הכיוון של הקליפר השמאלי הקדמי נשבר במהלך המחזור ה-467. לאחר החלפת סיכת המדריך, השבר התרחש שוב במחזור ה-500. על פי דרישות התקן, הצרכים של בדיקת רכיבי מערכת הבלמים עמדו במחזור 480 ללא יוצא מן הכלל. מספר המחזורים השבורים של פין המנחה הקדמי אינו עומד בדרישות הסטנדרטיות. החלק השבר של סיכת המדריך הוא נקודת המעבר של קוטר פיר הסיכה. על פי ניתוח השבר, השבר שייך לשבר העייפות בפעולת כוח הגזירה. תופעה נוספת היא שלקליפר האחורי אין חריגות בפין המדריך לאחר 800 בדיקות מחזור;

3 ניתוח גורם לשבירת פין מדריך
תחת התכנון, הייצור וההרכבה הקונבנציונליים של פין המדריך, כוח הגזירה קטן יחסית. במקביל, סיכת המדריך נוצרת על ידי תהליך הכותרת הקרה, ולמוצר עצמו יש התנגדות גזירה חזקה. מצב תקין לא ישבר עייפות. כשל השבר החריג של סיכת המנחה לא התרחש במבחן הדרכים בפועל. על מנת לגלות את הגורם השורשי לשבר החריג של סיכת המדריך, מאמר זה עורך מחקר מנקודות מבט של תכנון, ייצור ושיטות בדיקה, ומגבש אמצעי שיפור כדי למנוע כשלים דומים בשוק. שְׁאֵלָה.

3.1 ניתוח ההשפעה של גורמי עיצוב מוצר על פיני מנחה
פין המדריך מחבר את הקליפר עם תושבת גוף הקליפר. בעת בלימה, הקליפר נע לצד דיסק הבלם תחת דחיפה של השמן. כאשר לוחית החיכוך נוגעת בדיסק הבלמים, הקליפר נע לאורך פין המנחה כציר. במהלך תהליך המעבר הוא יושפע. כוח הגזירה לאורך הכיוון הרדיאלי של דיסק הבלם וכוח המשיכה בכיוון Z המובא על ידי המשקל העצמי של הקליפר, הכוח המשולב של שני הכוחות יגרום להשפעה מסוימת על פין המנחה בכבישים משובשים. האם כוח הפגיעה יגרום לשבירת פין המדריך דורש ניתוח CAE תיאורטי. לאור תקלה זו, בוצע ניתוח השוואתי CAE של הקשיחות והחוזק של פיני ההכוונה הקדמיים והאחוריים: 1) תנאי אילוץ: 1-6 דרגות חופש בנקודת ההידוק, ראה איור 1;

איור 1 דיאגרמה סכמטית של העומס האנליטי והעומס האילוץ של פיני ההכוונה הקדמיים והאחוריים 2) תנאי הטעינה: כוח העומס הרדיאלי על ראש פין המנחה הוא 5000N; לאחר ניתוח, העיוותים של ראש הפינים הקדמיים והאחוריים כאשר העומס הוא 5000N הם 0.5 מ"מ ו-0.48 מ"מ בהתאמה, מתח הגזירה עומד במתח המותר של החומר. נבדק אותו סוג של מבנה פיני מנחה, ועיצוב פיני ההדרכה של דגמים אחרים תואם את המבנה של החלק הפגום. זה מראה שלפין המנחה אין פגם בתכנון והוא לא יגרום לבעיות כמו כשל בשבר.

3.2 ניתוח השפעת תנאי הבדיקה על שבר סיכת מנחה
ספסל הבדיקה של 24-ערוץ הרכב הוא ספסל לבדיקת הדמיית כביש, שמאמץ את שיטת בדיקת הדמיית הכביש ויכול לשחזר 90 אחוז מהכשלים בכבישים במעבדה. שיטת בדיקה זו יכולה לבחון במהירות האם ישנם פגמים בתכנון במבנה המוצר. נכון לעכשיו, זוהי גם הדרך העיקרית של יצרני OEM מיינסטרים לאמת חלקים מבניים. תנאי הבדיקה לבלימה בשיטת בדיקה זו הם:

איור 2 תוצאות ניתוח עיוות ומתח של פיני הכוונה הקדמיים והאחוריים 1) לחץ שמן הבלמים מוגדר ל-20Mpa; 2) מחזור הבדיקה הוא 480, ומספר הבלמים למחזור הוא 32; 3) מיכל אגירת נוזל הבדיקה ממוקם מתחת לקליפר. במהלך בלימת חירום, לחץ השמן של הצינור הוא בדרך כלל 8-10MPa, ולחץ שמן הבלמים אינו עולה על 16MPa במהלך אימות התכנון של חלקים. הגדרת לחץ השמן של מבחן הדמיית הכביש חורגת מטווח אימות התכנון. , העיוות של דיסק הבלם וכו' עולה על תוחלת התכנון, ומודל הכוח של סיכת המדריך משתנה. מיכל אגירת הנוזל ממוקם מתחת לקליפר, מה שיגרום לנוזל הבלמים של בוכנת הקליפר לזרום חזרה לאחר לחיצה ושחרור הבלם, ובוכנת הקליפר תיסוג ללא לחץ מקדים. במצב יציב קל לגרום לשינוי הכוח של פין המנחה של הקליפר, ובמקביל נוצר צליל דפיקת מתכת בקליפר במהלך הבדיקה וקול הנקישה נוצר 3 שניות לאחר בלימה. הוא מראה כי לאחר בלימה, נוזל השמן חוזר למיכל אגירת הנוזלים, הרווח בין הדיסק למרווח בין הבוכנה ללוח גדל, והקליפר עבד במצב לא מתוכנן, וכתוצאה מכך גדל כוח הגזירה של סיכת המנחה.

3.3 ניתוח השפעת מבנה הקליפר הקדמי והאחורי על השבר של סיכת המדריך
פיני ההכוונה שנשברו בבדיקה היו כולם קליפרים קדמיים, והמבנה והגודל של פיני הכוונה של הקליפרים האחוריים היו דומים לאלו של הקליפרים הקדמיים, אך לא היה כשל. ישנם הבדלים במשקל ובמבנה של הקליפרים הקדמיים והאחוריים. הקליפרים הקדמיים כבדים ב-2 ק"ג מהקליפרים האחוריים. במקביל, הקליפרים האחוריים משלבים את מנגנון החניה. הפער הוא רק 0.55 מ"מ. על מנת לוודא האם לרווח ולמשקל תהיה השפעה שלילית על פין המנחה בתנאי הבדיקה, מאמר זה עורך ניתוח CAE על פין המנחה בפערים שונים. 1) מטרת הניתוח: הפרש הכוח של פין המדריך מתחת למיקום ההתחלתי של קליפרים הבלמים הקדמיים והאחוריים והנסיגה המרבית של בוכנת הקליפר; 2) תנאי אילוץ: הגבל את תושבת ההרכבה של הקליפר 3) עומס הטעינה: מסת האצת משקל של 30 גרם מועמסת במרכז הכובד של קליפר הבלמים.

איור 3 ניתוח סכמטי של עומס ניתוח כוח ועומס אילוץ של פין מנחה תוצאות הניתוח מראות שהמתח של פין המנחה הקדמי בתנאים לעיל הוא 184.72MPa ו-209.932MPa, מה שמצביע על כך שהעלייה בכמות הנסיגה של בוכנת הקליפר ישפיע על מצב הלחץ של סיכת המנחה. יחד עם זאת, הלחצים של פיני ההכוונה האחוריים בתנאים הנ"ל הם 107.796MPa ו-108.960MPa בהתאמה, שהם שונים בתכלית מפיני ההכוונה הקדמיים, מה שגם מוודא מדוע פיני מוביל הקליפר האחוריים לא נכשלו.

איור 4 מצב הלחץ של פין המנחה במיקום ההתחלתי של הקליפר הקדמי

איור 5 מצב הלחץ של פין המנחה התחתון כאשר בוכנת הקליפר הקדמי נסוגה לאחור 4.4 מ"מ

איור 6 מצב הלחץ של פין המנחה התחתון כאשר בוכנת הקליפר האחורית נסוגה 0.55 מ"מ

איור 7 מצב הלחץ של פין המכוון התחתון כאשר הקליפר האחורי נסוג 0.55 מ"מ

4 ניתוח סיכונים של שבירת פין מדריך
שיטת הבדיקה הבלתי סבירה הובילה לשבר לא תקין של סיכת המדריך. האם היא תתקיים בתנאי עבודה בפועל? לפי הסטטיסטיקה של יצרן ציוד מקורי, 98 אחוזים מהאטת הבלימה של הרכב היא מתחת ל-0.3g, ועוצמת הבלימה המקסימלית של דגם זה בתנאי עבודה קיצוניים היא 1g. כדי להשיג לחץ של 20Mpa, נדרש כוח דוושה של 1000N, והנהג לא יכול לדרוך עליו. לכן, למרות שהתקלה בשבר פין המנחה התרחשה בפלטפורמת הסימולציה, מצב עבודה זה לא יתרחש במציאות, והסיכון נמוך ביותר. במקביל, הרכב עבר בדיקת עמידות מבנית של שלושה חודשים בשטח המבחן, ואין דיווח על פיני הנחייה חריגים המעידים על עמידה בדרישות מבחינת עיצוב ובקרת איכות.

5. מסקנה
קליפרים בלמים הם רכיבי בטיחות, עיצוב המוצר והאימות חשובים מאוד. במאמר זה, עיצוב המוצר מאורגן מחדש באמצעות פתרון בעיות של תקלות שברים, ונקבעת מהימנות עיצוב המוצר. במקביל, משתפר גם החלק הבלתי סביר בשיטת הבדיקה. לדוגמה, לחץ שמן הבדיקה נקבע בלחץ הנעילה המרבי, התואם את מצב העבודה הגרוע ביותר בפועל, ומיכל האגירה הנוזל מונח על הקליפר, מה שיבטיח את האימות. סבירות הופכת את תוצאות האימות להגיוניות יותר.