Otomotiv endüstrisinde helezon yay testi
Amortisörlerle birlikte, taşıma yayları, yani helezon yaylar, şasi ve karoseri arasında sönümleme elemanları olarak işlev görür ve modern araçların sürüş konforu ve sürüş güvenliği için çok önemlidir. Şasi yayı, yol kaynaklı darbeleri ve titreşimleri emmede önemli bir rol oynar. Ayrıca, tekerleklerde çekiş gücü sağlamalıdır.
Helezon yaylar – helezon basma yayları olarak da bilinir – modern şasi sistemlerinin temel unsurlarıdır. Yol düzensizliklerini azaltmaya yarar, sürüş güvenliği ve çekiş gücüne katkıda bulunur ve konforlu bir sürüş sağlar. Kompakt yapıları ve amortisörlerle birleştirilebilme özelliği, onları birçok araç modelinde tercih edilen çözüm haline getirir.
Helezon yaylar, kullanım sırasında eksenel olarak çekme veya basma yönünde yüklenir. Tasarımda yaylar, kullanım ve araç tipine göre optimize edilir ve belirtilen özelliklere göre çok hassas bir şekilde çalışması gerektiğinden ayrıntılı bir şekilde kontrol edilmelidir. Modern elektrikli araçların toplam ağırlığı genellikle geleneksel tahrikli araçlardan daha yüksektir, bu nedenle yaylar daha büyük kuvvetlere maruz kalır. Bu nedenle yayların güvenilir bir şekilde test edilmesi büyük önem taşımaktadır. ZwickRoell'in helezon yaylar için yay test sistemi, eksenel kuvvetlerin yanı sıra çapraz kuvvetleri ve kuvvet etki çizgilerini de yüksek hassasiyetle ölçen ve tüm yay karakteristiklerini belirleyebilen, dokuz adede kadar kuvvet sensörüne sahip benzersiz bir çok kanallı ölçüm platformu ile öne çıkmaktadır. Ayrıca, bu etki hatları ve noktaları, testXpert yazılımının bu amaçla geliştirilen test prosedüründe sanal olarak gerçek zamanlı olarak görüntülenebilir.
Tipik yay özellikleri Helezon yayların yük vektörü Çok kanallı yay test sistemi Çok eksenli yay ayağı testi Yay test sistemlerine yönelik gereksinimler Talep edin Referanslar
Helezon yaylar - birçok araç modelinde tercih edilen çözüm
Otomotiv uygulamaları için helezon basma yayları (genellikle helezon yaylar veya silindir yaylar ve spiral yaylar olarak adlandırılır) en iyi seçimdir, çünkü:
- Karoserin yerden yüksekliğini güvenilir bir şekilde sağlarlar,
- Zorlu ortamlarda güvenilir bir şekilde çalışırlar ve üretimleri ekonomiktir.
- Kompakt yapıları sayesinde yardımcı şasiye veya çapraz kollara yerden tasarruf sağlayacak şekilde monte edilebilirler.
- Amortisörle bir ünite halinde birleştirilebilirler (basit yay ayağı ve McPherson yay ayağı).
- Doğrusal veya hatta progresif bir karakteristik eğriye sahiptirler.
DIN EN 15800 Vida yayı testinde tipik karakteristik değerler
Bu Avrupa Standardı DIN EN 15800 (DIN 2095'in yerini alır), yay sertliğinde yuvarlak tellerden üretilen silindirik vidalı basma yayları için kalite şartlarını belirler. Soğuk şekillendirilmiş basma yayları, yaklaşık 16 mm'lik tel çapına kadar üretilebilir. (Bakınız EN 13906-1.)
Standart bir helezon yay için en önemli ölçümler şunlardır:
- Yay uzunluğu [Lo] – Yüksüz durumda helezon yayların nominal uzunluğu
- Yay kuvvetleri [F] ve yay uzunluğu [L], çalışma aralığındaki yay karakteristik değerleridir.
- Blok uzunluğu [Lc] – tam sıkıştırma durumunda
- Blok kuvveti [Fc] – Sargılarla temas ettiğinde ortaya çıkan kuvvet (blok uzunluğu)
- Yay oranı [R] – Yay karakteristiklerinin artışı (mesafe başına kuvvet) N/mm cinsinden (aynı zamanda yay sabiti, yay sertliği veya yay sertliği olarak da adlandırılır)
- Yanal kuvvetler [Fx, Fy] – sürtünme ve aşınma değerlendirmesi için
- Delme noktaları – sonuçta ortaya çıkan kuvvetin etki çizgisini tanımlar
- Sarmal daire yarıçapı [De] - Yük altındaki bir yay bobininin yarıçapı
- Merkez ölçüsü - kuvvet vektörünün yayın destek düzlemine nüfuz ettiği penetrasyon noktasını hesaplar
Bobin yaylar için yük vektörünü ölçmek neden bu kadar önemlidir?
Helezon yaylarda, yay uçları sarmal şekli nedeniyle eşit olarak yüklenmediğinden yük vektörü hiçbir zaman geometrik merkez ekseni boyunca ilerlemez ve bu da karmaşık çok eksenli yüklere neden olur. Oluşan kuvvetler, destek bağlantı yüzeyinde oluşan yanal kuvvetler, eğme kuvvetleri ve torklar oluşturur ve destek veya valf gibi bitişik bileşenlerin sürtünmesine ve erken aşınmasına yol açabilir.
Bu nedenle standart ölçümlere ek olarak, yük vektörünün, penetrasyon noktalarının, yatay kuvvet ve momentlerin hassas bir şekilde ölçülmesi (ideal olarak çok eksenli yay test sistemi ile) büyük önem taşımaktadır. Bu, ZwickRoell'in testXpert test yazılımının ilgili test programında gerçek zamanlı olarak da görüntülenebilir.
ZwickRoell'den Çok Kanallı Yay Test Sistemi
ZwickRoell, helezon yayların hassas, standartlara uygun ve güvenli bir şekilde test edilmesi için dünya çapında benzersiz bir çok kanallı yay test sistemi sunmaktadır böylece sistem dokuz yük hücresiyle çalışır ve bu sayede ilgili momentleri de belirleyebilir:
- 6 dikey sensör (üst ve alt)
- 3 yatay sensör (zemin platformu)
Bu, eksenel ve yanal kuvvetlerin eş zamanlı olarak ölçülmesini, kuvvet merkezlerinin belirlenmesini ve tüm ilgili parametrelerin tam otomatik bir test dizisinde hesaplanmasını sağlar. Her şeyden önce, böyle bir yayda asla eksenin merkezinde olmayan ve dolayısıyla büyük etkiye sahip olan penetrasyon noktalarının belirlenmesini mümkün kılar.
ZwickRoell helezon yay test sisteminin avantajlarına genel bakış:
- Tüm ilgili yay parametrelerinin belirlenmesi
- Otomatik ölçüm çevrimi
- Ortaya çıkan kuvvetlerin 3B gösterimi
- En yüksek tekrarlanabilirlik
- Serbestçe tanımlanabilir test raporları
- Opsiyonel sarmal daire ölçümü
Sistem, silindirik yaylar, tambur yaylar, konik yaylar, kum saati yaylar, arı kovanı yaylar gibi tüm yapı tiplerini kontrol eder. Her yay türü, eğme direnci, yan stabilite, yer ihtiyacı ve titreşim davranışı gibi kendine özgü gereksinimler getirir – bu sistemle bu gereksinimler güvenilir bir şekilde analiz edilebilir.
Yaylı amortisörlerin, yani yay-sönümleyici ünitelerin çok eksenli testleri için yay testi cihazı
Hidrolik amortisörlerin sönümleme karakteristiklerini ölçmek için bu yay test sistemi üç test ekseni ile donatılmıştır. Dikey kuvvet (tekerlek yükü), test cihazın ekseni boyunca uygulanır. Viraj alma, çalıştırma ve frenleme vb. sırasında meydana gelen yatay kuvvetler ve burulma momentleri, yatay olarak monte edilmiş bir elektromekanik test silindiri ve bir burulma tahriki tarafından üretilir. Test aksları birbirinden bağımsız ve tek tek kontrol edilebilmektedir. Yanal kuvvet veya eğilme momenti olsun olmasın, farklı eksenel hızlarda karakteristik (sönme, sürtünme, viskozite) belirlemeyi mümkün kılar.
Yay test sistemi hangi gereksinimleri karşılamalıdır?
Güvenilir test sonuçları elde etmek için test sistemine ilişkin ek gereksinimler vardır:
- Cihaz yüksek tekrarlanabilirliğe sahip olmalıdır; bu, referans yaylarla belirlenebilir.
- Basma plakaları, yük uygulanmadığında yüksek paralellik göstermelidir
- Test aksları etrafında merkez dışı kuvvet uygulaması, kuvvet ölçümünü %1'den fazla etkilememelidir.
EN ISO 7500-1 standardı, statik tek eksenli test cihazlarının kalibrasyon gerekliliklerini belirler ve bu standarda uyulması zorunludur. ISO 7500-1 Ek 2, yaylı test cihazlarının kalibrasyonu ile ilgili gereklilikleri özetlemektedir. Temel olarak, kuvvet kalibrasyonunda 0,5 sınıfı korunmalıdır.