Стратегии легковесных поковок в транспортных средствах большой грузоподъемности

Стратегии легковесных поковок в транспортных средствах большой грузоподъемности

Стратегии легковесных поковок в транспортных средствах большой грузоподъемности

Рис.1 Методы снижения веса

 

Рис.2 Геометрическое изменение коленчатого вала

 

Рис.3 Выходной вал: сплошной(а) и полый(б)

В течение последнего десятилетия усилились исследования и разработки, направленные на снижение веса легковых автомобилей. В этой колонке освещается текущий проект по исследованию потенциала технологий ковки и штамповки для снижения веса кованых штампованных деталей, используемых в транспортных средствах большой грузоподъемности (HDV), без снижения их прочности.

Цели проекта

Этот проект преследует четыре основные цели: провести исследование кованых и штампованных компонентов, используемых в системах силовых агрегатов, ходовой части и подвески, и выявить детали с высоким потенциалом снижения веса благодаря инновационным технологиям ковки, штамповки или замене материалов; оценить техническую и экономическую осуществимость ковочных компонентов, которые в настоящее время производятся литьем или другими методами; исследовать экономически эффективные технологии ковки и штамповки, которые могут быть использованы в облегченном производстве; и провести предварительное исследование путей / карт энергетического потока, которым подвергаются кованые и штампованные детали в течение срока их службы, и систематически оценивать (с механической и металлургической точки зрения) потенциал снижения веса конкретных компонентов.
Проектный подход
Исследовательская группа провела исследования штамповых поковок, используемых в HDV, чтобы определить потенциальные поковки для снижения веса. В ходе исследования были определены пять возможных подходов к снижению веса: изменение геометрической

части, замена материала, использование композиционных материалов, схемы термообработки и замена производственного процесса (рис. 1.)

Были изучены современные технологии ковки и штамповки, используемые для изготовления деталей двигателя, деталей коробки передач и осей. Особое внимание было уделено документированию проверенных методов ковки и штамповки, которые обычно не используются в промышленности, новых технологий, которые в настоящее время проходят испытания, и тех, которые находятся в стадии исследования. Ряд штамповых поковок были определены в качестве потенциальных кандидатов для снижения веса с использованием одного или комбинации методов, приведенных на рисунке 1.

Например, на рисунке 2 показано, что геометрическое изменение коленчатого вала весом 300 фунтов может привести к снижению веса на 20% за счет удаления материала вокруг шатуна (рис. 2в). На рис. 3 показано, что можно добиться экономии веса на 14%, если выходной вал полый (наружный диаметр 1,75 дюйма, внутренний диаметр 1 дюйм).

В исследовании также критически рассматривается экономическая жизнеспособность процесса, поскольку геометрические изменения могут быть экономически нецелесообразными для некоторых частей. Таким образом, исследование оценивает все пять путей снижения веса, чтобы определить, какие из них являются экономически эффективными. Например, недавно разработанные процессы термической обработки увеличили прочность поковок и штамповок, способствуя снижению веса.

Яндекс.Метрика