Determination of Residual Forces in Mechanisms Assembled by Edge-Form Rolling

Abstract

Steering and suspension systems are components that supply driving safety in vehicles. For a correct working the mechanisms of these systems consist of many ball-joints that have different functions. Generally the ball-joints are assembled to systems in press-fit without any gaps, but even with residual forces. On the other hand excessive tightness causes high moments, which requires additional processes of manufacturing. But low tightness also creates gaps in joints. None of these conditions are desired. Manufacturing a ball-race that has long-life, low-friction and provides required working angles in every road condition, can be designed after long test processes and sample productions including lots of improvements. An important element of steering systems in vehicles is suspension ball-race that can be manufactured by assembling with plastic deformation after designing the ball-joint. In this study, during the manufacturing of the suspension ball-race supplying the motion transmission, the edge-form rolling process that is a subsection of rolling process of manufacturing methods based on plastic deformation was examined. Effects of pressure forces occurring after edge-form rolling in bearing systems at different values were studied by changing operation pressure of edge form rolling by means of specific numerical simulations.

Keywords

• Plastic deformation, Edge-form rolling, Residual forces, Suspension ball-race, Ball-joint.

Sıvama ile Monte Edilen Mekanizmalarda Oluşan Sıkıştırma Kuvvetlerinin Saptanması

Abstract

Taşıtlarda kullanılan yönlendirme ve süspansiyon sistemleri, taşıtların sürüş güvenliğini sağlayan elemanlardır. Bu sistemlerin mekanizmalarının kusursuz olarak çalışabilmesi, içerdikleri farklı işlevlere sahip birçok küresel yatağa bağlıdır. Küresel yataklar boşluksuz olarak, hatta bir miktar sıkı birleştirilerek ilgili sisteme montajları yapılır. Diğer yandan aşırı sıkılık, yüksek moment değerlerine ve dolayısıyla ek işlemlere neden olurken; düşük sıkılık mafsal içerisinde boşluk oluşturmaktadır. Her ikisi de istenmeyen durumlardır. Uzun ömürlü, az sürtünmeli ve istenen çalışma açılarını her yol koşulunda sağlayacak küresel yatak tasarımı, uzun test süreçleri ve birçok tekrar içeren örnek imalatların sonrasında elde edilebilmektedir. Taşıtların yönlendirme sistemlerinin önemli bir uzvu olan rotiller de, küresel yatak tasarımlarının sonrasında, imalat yöntemlerinden plastik şekil verme ile montajı yapılarak üretilir. Bu çalışmada, hareket iletimini sağlayan parçanın (rotil) imalatı sırasında kullanılan, plastik şekil vermeyi temel alan imal yöntemlerinden haddeleme işleminin özel bir alt bölümü olan sıvama prosesi incelenmiştir. Sıvama işlemi sonucu yatak sistemleri içerisinde oluşan basma kuvvetleri, belirli sayısal simülasyonlar aracılığıyla sıvama anma basıncı değiştirilerek farklı değerlerdeki etkileri irdelenmiştir.

Keywords

• Plastik şekil verme, Sıvama, Sıkıştırma kuvveti, Rotil, Küresel yatak.