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汽车轮毂轴承设计中基型模块的应用探讨

发布时间:2018-06-12
田金云
(河北秦皇岛中信戴卡股份有限公司)
  【摘 要】本文基于对现阶段国内汽车轮毂轴承部件整体架构与具体细节的理论剖析、应用探索,侧重结合基型模块设计在汽车轮毂轴承部件的适配耦合,进而确立了基型模块在轮毂轴承部件应用之中的标准化、实用性、集约式的整体设计理念导向。进一步强化基型模块整体设计的更新探索、持续精密规范内外圈装配倒角的综合规划、切实灵活地细化改进沟道结构的流程设计,最终实现汽车轮毂轴承设计机制与汽车产业运营体系的协调双赢。
  【关键词】汽车轮毂轴承;整体设计;基型模块;更新改进;应用探索
  现阶段汽车轮毂轴承的规划设计渐次呈现出规模化、产业化、集约化的导向趋势,不仅理论架构的更新速率明显提升,而且产品投入的营销周期也迅速缩短。这就使得汽车轮毂轴承设计制造之中的涉及基型模块的程序步骤的综合要求相应拔高,技术层次的二次更新、具体工艺的深化改进已经显得必要而关键。基于汽车轮毂轴承整体设计的规范集约而言,持续精密规范内外圈装配倒角的综合规划、切实灵活地细化改进沟道结构的流程设计无疑具备切实充分的综合效用,这也是未来汽车轮毂轴承规划设计之中对于基型模块更新改进的重点难点。
  立足当下汽车轮毂轴承规划设计的实际现状,具体结合汽车轮毂轴承规划设计之中基型模块环节所既存的突出问题,进一步细化更新基型模块规划设计的标准化、集约式、综合性的应用维度,迅速实现基型模块产业运作的实效应用,进而有力助推汽车行业运营体系的稳定、协调、长效发展。
  1.基型模块整体设计的更新探索
  基型模块作为以组为单位的具备同等属性与适配功能的要素组件,在汽车轮毂轴承设计之中占据着关键性的地位。而集合汽车系统的实物展示,基型模块其实就是指在汽车轮毂轴承之中单位部件衔接部位的组件的规格形状、尺寸质量以及接触耦合的力学参数等等。由于基型模块在具备汽车轮毂轴承设计之中具备的衔接性与适配性,所以在实际具体的轮毂设计之时,我们通常择取某一系列产品序列之中最为具备典型性的组件型号作为基型产品的模型对象,然后以其为参照标准进行系列产品的后续开发,这样就较为充分切实地保障了整个系列实际产品的稳定性、实用性与适配性。而在市场投产运作之后,我们也可以根据消费者群体的需求变化,实时灵活地依据既存的基型模块进行针对改进,从而也有效节省了人力、物力财力的成本消耗,进而协调优化了产业系统的综合效益。
  基型模块的规划设计应当基于规范性、精准化与集约式的总体导向,要切实紧密结合市场变化进行相应的功能结构、层次细节的更新优化,尤其需要兼顾汽车轮毂轴承产品的更新换代的成本投入、设计周期的压缩提升以及部件性能测试作业的稳步优化。进而充分全面地发挥基型模块的组装性能优异、游隙调剂灵活、扭转使用轻便、载荷容量大、密封轴承润滑脂消耗量低的诸多优势,从而集约多元地省去外部轮毂密封、维修作业等适配操作的整体消耗,最终实现基型模块规划设计与投产应用的交互双赢。
  2.基型模块产业运作的改进应用
  依照上文所述的基型模块的整体设计,笔者具体结合现阶段国内汽车轮毂轴承的架构规格、环节部件以及应用流程,侧重对基型模块的功能结构、部件细节以及实际工艺进行更新改进。首先,我们需要选择现阶段普遍适用的基型模块,这一点是保障设计研发产品系列的适配性;其次,基于系列产品的集中投产,根据市场反应进行换代基型的更新设计;第三,在密封结构的换代基型的规划设计之中,相关技术人员需要精确依照力学原理的模型理论进行整体设计,同时需要适配进行模块性能的反复测试,从而在牢固维持新产品设计研发规范精良的前提之下,保障稳步提升换代产品的密封性能。
  笔者主要参照了现阶段汽车轮毂轴承基型模块在内、外圈装配倒角结构环节、沟道结构以及密封结构的适配设计,其中重点针对沟道结构、密封层次进行了更新探究。如图1。
 
  2.1精密规范内外圈装配倒角的综合规划
  依照力学原理,轮毂轴承内圈装配倒角结构的圆弧应当需要分别与内圈的端面以及内径进行相切,而由于具体作业之中的人工操作失误较多,无法全面保障其精确性,所以一般通过对于倒角的调整而提升作业工艺的规范精确性。具体方法是针对倒角的双微弧线的物理特性进行切角角度的微调与圆弧直径的增减,其中角度可以在15°与30°之间进行调节,半径R值则需要依据实际情况进行增减。而在具体细致的内外圈装配倒角的操作作业之中,我们也可以采用现阶段较为通行的标准化的设计思路来进行内、外圈装配倒角的结构细化,需要注意的是,装配倒角的整体结构需要切实符合规格变形结构层次的整体原则,继而形成规范化的倒角结构,最终精准实现结构尺寸优化之后的内外圈装配倒角的综合规格。如图2。
  2.2细化改进沟道结构的流程设计
  本文选取的基型模块是通过利用轴承部件的双元独立性进行拓展的,其中需要以轮毂轴承主线作为基本沟道,并以其为主设计沟道进行基型截面的确定。现阶段轮毂轴承接触角α比值主要包括25°、35°以及45°三种规格,而35°的最为普遍。这三种规格都与一般角接触球轴承结构存在着较大区别,前者通常应用于驱动轮、非驱动轮的轮毂轴承部件之中;接触角45°的主要应用于外形尺寸规格相对较大的驱动轮轴承;接触角25°则在现阶段的汽车轮毂轴承设计之中应用最少。
  内、外圈的沟道直径调整、沟曲率确定以及沟位置打磨都普遍具备了较为完备的设计套路,内、外圈沟道的挡边尺寸也逐渐开始适配于消费者群体的层次划分而呈现出灵活性,这就使得4沟道的规格尺寸的细化改进对于角接触球轴承的批量投产的辅助效用更为明显。然而鉴于轮毂轴承的接触角与内外圈沟道的挡边尺寸的具体适配的操作难度逐渐加大,同时还需要密切兼顾密封结构的规格尺寸。尤其是角接触球轴承的规划设计目前仅局限于特殊接触角所涉及的内、外圈挡边参数,而对于求解任意接触角挡边系数的力学算法还明显存在缺失,这就给沟道结构的设计更新造成了理论瓶颈。
  鉴于此,笔者认为可以通过采用对于钢球与沟道的周期接触作为参照对象,分别计算当轴承承载负荷达到额定限度之内之时,钢球与内、外圈沟道所构成的椭圆式的虚拟接触切面的单位载荷的周期变化进行针对改进,这样就可以通过椭圆切面的面积调节轴承沟道挡边的参数设置。其运作流程如图3所示。
  基型截面与截面中心径以及内径的精确设定就使得平面制图的实效性得以凸显,我们可以依据对于上述流程的周期运作进行基型截面勾勒,并根据所记录的相关数据进行公式算法的归纳总结,进而全面灵活地保障了沟道结构的综合更新。
  而需要注意的是,由于汽车轮毂轴承密封结构的要点在于配合尺寸的规范精确性,所以对于密封内径尺寸规格的细化改进就尤为重要,尤其是现阶段的轮毂轴承已经发展至第四代技术,许多全新理论、技术架构与制造流程也日新月异,及时迅速地更新包括沟道设计在内的整个基型模块规划设计的更新拓展,才能实现汽车产业综合运营的协调长效。
  3.结语
  汽车轮毂轴承设计之中的基型模块应用作为一项具备专业性、技术式、组件化的综合流程作业集合,在整个汽车产业运营系统之中发挥着基础总领的关键效用。持续加强基型模块整体设计的理念更新、精密规范内外圈装配倒角的综合规划、细化改进沟道结构的流程设计,从而迅速提升汽车轮毂轴承作业流程的综合实效,进而全面实现汽车产业系统运作的稳定、协调、长效发展。
  【参考文献】
  [1]刘汝卫.汽车ABS轮毂轴承的设计与研究[J].上海大学,机械设计及理论,2010.
  [2]王伟.基于有限元法的滚动轴承接触问题研究[J].机械,2011(9).
  [3]王丽.基于自动生产线控制系统的研究与应用[J].合肥工业大学,2012.
  [4]张春燕.汽车轮毂轴承力学分析[J].科学技术与工程,2012(3).

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