轎車軸承滾珠加大對制動盤位移的影響分析

摘要: 對A01制動盤進行軸承改進前后的制動盤位移對比分析，通過計算表明軸承滾珠變大后的制動盤位移比原軸承制動盤位移量小。

關(guān)鍵詞: 制動盤軸承位移

0 引言

制動剎車系統(tǒng)中的制動盤端面跳動量一般要求很高，但由于汽車具有較大的質(zhì)量和復(fù)雜的受力工況，相關(guān)零部件存在的微小變形也會使制動系統(tǒng)中的制動盤產(chǎn)生位移，嚴重時會造成制動盤和摩擦片的異響、磨損加劇等故障，從而引起顧客抱怨，本文通過對轉(zhuǎn)向節(jié)輪轂制動器總成(圖一)中軸承采用不同滾珠的變形分析，證明加大滾珠可以提高整體其剛度，以降低制動盤的位移量。

1 建模及分析

建模:在ANSA中建立有限元網(wǎng)格，在模型中轉(zhuǎn)向節(jié)與軸承外圈及法蘭盤與軸承內(nèi)采用節(jié)點相連，滾珠與支架和滑道采用接觸連接。用四面體進行建模，模型共有2030425個單元(圖二)，在lsdyna中進行變形計算。

2 工況

2.1 載荷:①通過剛性單元模擬法蘭盤與制動盤的螺栓連接，將剛型單元連接到輪胎接地點，在接地點整車y方向指向內(nèi)側(cè)加力4500N，模擬行駛過程的側(cè)向力。(見圖三)②通過剛性單元模擬法蘭盤與制動盤的螺栓連接，將剛型單元連接到輪胎接地點，在接地點整車z方向向上加力5000N，模擬行駛過程的重力作用。在接地點整車x方向向后加力4500N，模擬行駛過程制動力作用。(見圖四)③通過剛性單元模擬法蘭盤與制動盤的螺栓連接，將剛型單元連接到輪胎接地點，在接地點整車z方向向上加力5000N，模擬行駛過程的重力作用。在接地點整車y方向指向內(nèi)側(cè)加力4500N，模擬行駛過程側(cè)向力作用。(見圖五)④ 此次計算采用LSDYNA進行變形分析，需要給力附一個時間與力的曲線，下圖為力的曲線。(見圖六)

2.2 約束:將轉(zhuǎn)向節(jié)與減震器、副車架、轉(zhuǎn)向拉桿的螺栓連接處約束全部自由度。

3 計算結(jié)果

考慮到滾珠與軸承內(nèi)外圈及滾珠與支架之間實際是面接觸，而建模過程是點接觸，為消除間隙對結(jié)果造成的誤差。為此將軸承建成兩種模型，一種是實際結(jié)構(gòu)細化，網(wǎng)格都劃分出來，并設(shè)置成剛體，一種是將軸承中的內(nèi)外圈、滾珠、保持架忽略，直接建為實心剛體。將兩種模型的相同工況結(jié)果求差，將其結(jié)果作為軸承間隙對制動盤位移所產(chǎn)生的誤差值。最后用實際模型的彈性體結(jié)構(gòu)結(jié)果(綠色)來減去誤差值，得到最終結(jié)果。(見圖七)

4 結(jié)果討論

通過計算結(jié)果可知:

4.1 在側(cè)向工況下加大滾珠方案的制動盤最大位移比原狀態(tài)制動盤位移小0.3417mm。

4.2 在重力和制動工況下加大滾珠方案的制動盤最大位移比原狀態(tài)制動盤位移小0.0574mm。

4.3 在側(cè)向和重力工況下加大滾珠方案的制動盤最大位移比原狀態(tài)制動盤位移小0.1229mm。

從分析結(jié)果可以判斷出在加大滾珠的方案下制動盤位移有所減小，但是在整車狀態(tài)下，具體的變形量還需要實車驗證。另外，模型未模擬軸承軸向的預(yù)緊因素，故結(jié)果存在一定的偏大量。