1. Introducció
La pinça de fre és un component clau del sistema de frenada de les rodes. La funció del passador de guia de la pinça és connectar la pinça amb el suport perquè la pinça es pugui moure axialment. Quan el vehicle frena, la pinça es mou al llarg del passador guia amb l'acció de la pressió hidràulica. , per subjectar el disc de fre per formar un fre i, al mateix temps, quan es deixa anar el pedal, es pot tornar la pinça per aconseguir l'efecte d'alliberar el fre. Quan el vehicle frena a gran velocitat, la inèrcia de rotació del disc de fre es transmetrà al pin de guia de la pinça, de manera que el pin de guia de la pinça ha de tenir una bona resistència al cisallament i, al mateix temps, garantir un excel·lent rendiment de soroll durant la frenada. Les capacitats tècniques anteriors poden superar la prova o mesurar mitjançant l'anàlisi CAE.
2 Explicació de la fallada trencada del passador de guia de la pinça
Durant la prova del 24-canal del vehicle de prova, el passador de guia de la pinça davantera esquerra es va fracturar durant el cicle 467. Després de substituir el passador de guia, la fractura es va tornar a produir al cicle 500. D'acord amb els requisits estàndard, la prova de components del sistema de fre necessita complir el cicle 480 sense excepció. El nombre de cicles trencats del passador de guia frontal no compleix els requisits estàndard. La part de fractura del passador guia és el punt de transició del diàmetre de l'eix del passador. Segons l'anàlisi de fractura, la fractura pertany a la fractura per fatiga sota l'acció de la força de tall. Un altre fenomen és que la pinça posterior no té cap anormalitat al passador guia després de 800 proves de cicle;
3 Anàlisi de la causa del trencament del pin guia
Sota l'estat convencional de disseny, fabricació i muntatge del passador de guia, la força de tall és relativament petita. Al mateix temps, el passador de guia està format pel procés d'encapçalament en fred i el producte en si té una forta resistència al tall. L'estat normal no es fractura per fatiga. La fallada anormal de fractura del passador de guia no es va produir a la prova de carretera real. Per tal d'esbrinar la causa principal de la fractura anormal del passador de guia, aquest article realitza investigacions des de la perspectiva del disseny, la fabricació i els mètodes de prova, i formula mesures de millora per evitar fallades similars al mercat. pregunta.
3.1 Anàlisi de la influència dels factors de disseny del producte en els pins de guia
El passador de guia connecta la pinça amb el suport del cos de la pinça. En frenar, la pinça es mou cap al costat del disc de fre sota l'empenta de l'oli. Quan la placa de fricció entra en contacte amb el disc de fre, la pinça es mou al llarg del passador de guia com a eix. Durant el procés de mudança, es veurà afectat. La força de cisalla al llarg de la direcció radial del disc de fre i la gravetat en direcció Z aportada pel pes propi de la pinça, la força combinada de les dues forces provocarà un cert impacte en el passador de guia a carreteres accidentades. Si la força d'impacte farà que el passador de guia es trenqui, requereix una anàlisi CAE teòrica. En vista d'aquesta falla, es va realitzar una anàlisi comparativa CAE de la rigidesa i la resistència dels passadors de guia davanters i posteriors: 1) Condicions de restricció: 1-6 graus de llibertat al punt de subjecció, vegeu la figura 1;
Figura 1 Diagrama esquemàtic de la càrrega analítica i la càrrega de restricció dels pins de guia frontal i posterior 2) Condicions de càrrega: la força de càrrega radial al capçal del passador de guia és de 5000N; després de l'anàlisi, les deformacions del capçal de les clavilles de guia frontal i posterior quan la càrrega és de 5000 N són respectivament de 0,5 mm i 0,48 mm, la tensió de cisalla compleix la tensió permesa del material. Es va provar el mateix tipus d'estructura de pins de guia i el disseny de pins de guia d'altres models és coherent amb l'estructura de la peça defectuosa. Mostra que el passador de guia no té cap defecte de disseny i no causarà problemes com ara fallades de fractura.
3.2 Anàlisi de la influència de les condicions d'assaig en la fractura del pin guia
El 24-banc de proves del canal de vehicles és un banc de proves de simulació de carreteres, que adopta el mètode de prova de simulació de carreteres i pot reproduir el 90 per cent de les avaries de carreteres al laboratori. Aquest mètode de prova pot comprovar ràpidament si hi ha defectes de disseny a l'estructura del producte. En l'actualitat, també és la principal manera per als fabricants d'equips originals de verificar les peces estructurals. Les condicions de prova per a la frenada en aquest mètode de prova són:
Fig. 2 Resultats de l'anàlisi de la deformació i la tensió dels pins de guia davanters i posteriors 1) La pressió de l'oli de fre està ajustada a 20Mpa; 2) El cicle de prova és de 480 i el nombre de frens per cicle és de 32; 3) El dipòsit d'emmagatzematge del fluid de prova es col·loca sota la pinça. Durant la frenada d'emergència, la pressió de l'oli de la canonada és generalment 8-10MPa i la pressió de l'oli de fre no supera els 16MPa durant la verificació del disseny de les peces. La configuració de pressió d'oli de la prova de simulació de carretera supera el rang de verificació del disseny. , la deformació del disc de fre, etc. supera l'expectativa de disseny i el model de força del passador de guia canvia. El dipòsit d'emmagatzematge de líquid es col·loca sota la pinça, la qual cosa farà que el líquid de fre del pistó de la pinça torni a fluir després que el fre s'hagi pressuritzat i alliberat, i el pistó de la pinça es retirarà sense pressió prèvia. En un estat estable, és fàcil provocar el canvi de força del passador de guia de la pinça i, al mateix temps, es genera un so de cop de metall a la pinça durant la prova i el so de cop es genera 3 segons després de la frenada. Mostra que després de la frenada, el líquid d'oli torna al dipòsit d'emmagatzematge de fluids, la bretxa entre el disc i la bretxa entre el pistó i la placa augmenta, i la pinça ha estat treballant en un estat no dissenyat, donant lloc a un augment de la força de tall del passador de guia.
3.3 Anàlisi de la influència de l'estructura de la pinça davantera i posterior sobre la fractura del passador de guia
Les agulles de guia que es van trencar a la prova eren totes les pinces davanteres, i l'estructura i la mida de les agulles de guia de les pinces posteriors eren similars a les de les pinces davanteres, però no hi va haver cap fallada. Hi ha diferències en el pes i l'estructura de les pinces davantera i posterior. Les pinces davanteres són 2 kg més pesades que les pinces posteriors. Al mateix temps, les pinces posteriors integren el mecanisme d'aparcament. L'espai és només de 0,55 mm. Per tal de verificar si el buit i el pes tindran un efecte negatiu sobre el passador guia en les condicions de prova, aquest article realitza una anàlisi CAE del passador guia sota diferents espais. 1) Propòsit de l'anàlisi: la diferència de força del passador de guia sota la posició inicial de les pinces de fre davantera i posterior i la retracció màxima del pistó de la pinça; 2) Condicions de restricció: restringeix el suport de muntatge de la pinça 3) Càrrega de càrrega: una massa d'acceleració de pes de 30 g es carrega al centre de gravetat de la pinça de fre.
Fig. 3 Anàlisi esquemàtica de la càrrega de l'anàlisi de força i la càrrega de restricció del passador de guia Els resultats de l'anàlisi mostren que la tensió del passador de guia frontal en les condicions anteriors és de 184,72 MPa i 209,932 MPa, cosa que indica que l'augment de la quantitat de retracció del pistó de la pinça. afectarà l'estat de tensió del passador guia. Al mateix temps, les tensions de les agulles de guia posterior en les condicions anteriors són de 107,796 MPa i 108,960 MPa respectivament, que són força diferents de les agulles de guia frontals, cosa que també verifica per què les agulles de guia de la pinça posterior no han fallat.
Figura 4 Estat de tensió del passador guia a la posició inicial de la pinça frontal
Figura 5 Estat de tensió del passador de guia inferior quan el pistó de la pinça davanter es retrau 4,4 mm
Figura 6 Estat de tensió del passador de guia inferior quan el pistó de la pinça posterior es retrau 0,55 mm
Figura 7 Estat de tensió del passador de guia inferior quan la pinça posterior es retira 0,55 mm
4 Anàlisi de riscos de trencament del pin guia
El mètode de prova no raonable va provocar una fractura anormal del passador de guia. Existirà en condicions laborals reals? Segons les estadístiques d'un OEM, el 98 per cent de la desacceleració de frenada del vehicle és inferior a 0,3 g, i la força de frenada màxima d'aquest model en condicions de treball extremes és d'1 g. Per aconseguir una pressió de 20Mpa, cal una força de pedal de 1000N i el conductor no pot trepitjar-la. Per tant, tot i que la fallada de fractura del pin de guia es va produir a la plataforma de simulació, aquesta condició de treball no es produirà en realitat i el risc és extremadament baix. Al mateix temps, el vehicle s'ha sotmès a una prova de durabilitat estructural de tres mesos al camp de proves i no hi ha cap informe de passadors de guia anormals, que indiqui que el producte compleix els requisits en termes de disseny i control de qualitat.
5 Conclusió
Les pinces de fre són components de seguretat, el disseny i la verificació del producte són molt importants. En aquest document, el disseny del producte es reorganitza mitjançant la resolució de problemes de falles de fractura i es determina la fiabilitat del disseny del producte. Al mateix temps, també es millora la part no raonable del mètode de prova. Per exemple, la pressió de l'oli de prova s'estableix a la pressió de bloqueig màxima, que és coherent amb la pitjor condició de treball real, i el dipòsit d'emmagatzematge de líquid es col·loca a la pinça, cosa que garantirà la verificació. La raonabilitat fa que els resultats de la verificació siguin més raonables.