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供應(yīng)鏈大會(huì) | 慈興戎榕:滾珠絲杠在線控底盤領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用

  • 2023-11-16 9:32:59
  • 來源:蓋世直播

11月10日-12日,由中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)和武漢市人民政府共同主辦的“2023中國(guó)汽車供應(yīng)鏈大會(huì)暨第二屆中國(guó)新能源智能網(wǎng)聯(lián)汽車生態(tài)大會(huì)”在武漢經(jīng)開區(qū)舉辦。本屆供應(yīng)鏈大會(huì)以“踔厲奮發(fā),攻堅(jiān)克難——打造安全、韌性、綠色汽車供應(yīng)鏈”為主題,設(shè)置了“1場(chǎng)戰(zhàn)略峰會(huì)、1場(chǎng)大會(huì)論壇、9場(chǎng)主題論壇”共11場(chǎng)會(huì)議,圍繞供應(yīng)鏈安全與布局、新型汽車供應(yīng)鏈打造、傳統(tǒng)供應(yīng)鏈升級(jí)、全球化發(fā)展等熱點(diǎn)話題進(jìn)行深入交流與探討,尋找構(gòu)建世界一流汽車供應(yīng)鏈的對(duì)策、方法和路徑。其中,在11月12日上午舉辦的“主題論壇六:智能底盤——智能電動(dòng)開創(chuàng)汽車底盤新時(shí)代”上,慈興集團(tuán)有限公司研發(fā)中心副總經(jīng)理戎榕發(fā)表精彩演講。以下內(nèi)容為現(xiàn)場(chǎng)發(fā)言實(shí)錄:

供應(yīng)鏈大會(huì) | 慈興戎榕:滾珠絲杠在線控底盤領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用

各位領(lǐng)導(dǎo)、各位嘉賓,大家好。今天非常榮幸,我們是作為滾珠絲杠零部件在這邊發(fā)言。我今天主要講滾珠絲杠在線控底盤領(lǐng)域的發(fā)展與應(yīng)用。今天主辦方和中汽創(chuàng)智以及幾位發(fā)言嘉賓都是我們的客戶,也歡迎后續(xù)可以做進(jìn)一步交流。

我今天主要從六個(gè)部分介紹,第一,滾珠絲杠的簡(jiǎn)介。第二,集團(tuán)介紹。第三,集團(tuán)獲得榮譽(yù),第四,集團(tuán)產(chǎn)品。第五,滾珠絲杠工藝和制造。第六,測(cè)試能力。

行業(yè)背景。滾珠絲杠主要作用是轉(zhuǎn)向和直線運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換,在早期基本上是使用在機(jī)床,傳動(dòng)絲杠比較多,現(xiàn)在隨著汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,滾珠絲杠的應(yīng)用也越來越普遍。比如說目前用在一些汽車電子剎車、電子駐車、電子離合器和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。與傳統(tǒng)滾珠絲杠相比,車用滾珠絲杠的特點(diǎn)是載荷比較大,工況相對(duì)傳統(tǒng)機(jī)床絲杠會(huì)復(fù)雜很多,而且精度相對(duì)比較高。相比傳統(tǒng)機(jī)床用滾珠絲杠,它的量級(jí)也比較大。滾珠絲杠一般會(huì)有兩類,一類是滑動(dòng)絲杠,還有一類是滾珠絲杠,滾珠絲杠的特點(diǎn)有三點(diǎn),一是效率,滾珠絲杠效率可以達(dá)到85%以上。二是運(yùn)行性能。滾珠絲杠的運(yùn)行性能,在高速和承載能力相對(duì)比較突出。三是壽命耐久方面,滾珠絲杠可以全周期,可以不用維護(hù),這個(gè)特點(diǎn)也是我們車用滾珠絲杠比較符合的。

滾珠絲杠的發(fā)展歷史。2011年開始開發(fā)REPS轉(zhuǎn)向滾珠絲杠,2012年的樣件開發(fā),2013年、2014年開始完善滾珠絲杠的滾壓工藝,隨著批量的增加,早期的工藝產(chǎn)量已經(jīng)無法滿足實(shí)際需求,所以開發(fā)完善了滾珠絲杠的滾壓工藝。從2015年到2018年這段時(shí)間主要是開發(fā)微型滾珠絲杠,比如說一些制動(dòng)用滾珠絲杠,還有DCT的傳動(dòng)絲杠,以及滾珠絲杠產(chǎn)線的布局,2018年開始開發(fā)IBS用的滾珠絲杠,到了2019年基本上DCT齒輪傳動(dòng)用滾珠絲杠實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn),包括E—離合器用滾珠絲杠實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn),同時(shí)也進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研,跟高校開始開展?jié)L珠絲杠的理論研究。2020年以后基本上電車用離合器用滾珠絲杠樣件開發(fā)和量產(chǎn),2022年到現(xiàn)在制動(dòng)系統(tǒng)用的滾珠絲杠以及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)用的滾珠絲杠也實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模量產(chǎn)。

產(chǎn)品開發(fā)主要使用這幾大系統(tǒng)中,一個(gè)是變速箱系統(tǒng),如DCT的齒輪傳動(dòng),離合器,電動(dòng)減速器執(zhí)行機(jī)構(gòu),還有一些用在制動(dòng)系統(tǒng),比如說EPB駐車系統(tǒng),IBS集成式駐車系統(tǒng)中。第三大部分是使用在轉(zhuǎn)向系統(tǒng),REPS電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),SBW線控系統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

慈興集團(tuán)成立于1984年,生產(chǎn)中高端軸承和車用滾珠絲杠的民營(yíng)跨國(guó)企業(yè),全球業(yè)務(wù)有三大塊,美洲板塊、歐洲板塊和亞洲板塊。我們的產(chǎn)品主要應(yīng)用于奔馳、寶馬、大眾、福特、通用、比亞迪、蔚來、長(zhǎng)城等汽車品牌,滾珠絲杠產(chǎn)品批量供貨到汽車制動(dòng)系統(tǒng)、駐車系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、變速箱換擋器等重要部位,目前滾珠絲杠年產(chǎn)品力大概是500萬套,是中國(guó)軸承的前10強(qiáng),我們也是國(guó)內(nèi)車用滾珠絲杠的領(lǐng)軍企業(yè)。

目前我們的銷售布局有三大板塊,美洲板塊,我們?cè)诿绹?guó)的密歇根州、加利福尼亞,有自己的銷售公司和周轉(zhuǎn)倉(cāng)庫(kù),在底特律有一家生產(chǎn)公司,在墨西哥有自己的銷售公司和周轉(zhuǎn)倉(cāng)庫(kù),在墨西哥也有一家生產(chǎn)公司,在歐洲板塊主要是在德國(guó)的漢堡、斯圖加特、意大利的米蘭等,我們擁有自己的銷售公司和周轉(zhuǎn)倉(cāng)庫(kù)。在亞洲板塊,主要是在首爾、愛知縣擁有自己的銷售線和周轉(zhuǎn)倉(cāng)庫(kù),在國(guó)內(nèi)的上海和臺(tái)灣擁有自己的銷售公司和周轉(zhuǎn)倉(cāng)庫(kù),同時(shí)在國(guó)內(nèi)有3個(gè)生產(chǎn)基地,一個(gè)是在安徽廣德,第二個(gè)是在江蘇啟東,第三個(gè)是在寧波慈溪,我們的研發(fā)中心目前也是在寧波慈溪,其實(shí)也不是很遠(yuǎn),各位專家如果可以來,我們歡迎大家來總部進(jìn)行交流參觀指導(dǎo)。

市場(chǎng)份額。目前集團(tuán)2022年主營(yíng)業(yè)務(wù)為20億,在三大板塊來說,基本上是1/3均等。產(chǎn)品應(yīng)用分布,主要包括汽車領(lǐng)域,占70%,在工業(yè)領(lǐng)域占14%,在電動(dòng)工具和園林工具、白色家電領(lǐng)域也有分布。這個(gè)是我們的研發(fā)創(chuàng)新平臺(tái),主要有三大平臺(tái),國(guó)家企業(yè)技術(shù)中心,國(guó)家博士后工作站,CNAS實(shí)驗(yàn)室,這個(gè)對(duì)我們的產(chǎn)品研發(fā)創(chuàng)新帶來了一定的促進(jìn)作用。這個(gè)是我們?cè)?022年獲得的某整車廠的特別貢獻(xiàn)獎(jiǎng)。目前我們的知識(shí)產(chǎn)權(quán)涉及到滾珠絲杠的發(fā)明專利8項(xiàng),實(shí)用新型專利53項(xiàng)。

產(chǎn)品介紹,主要是四大系統(tǒng),制動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)和駐車系統(tǒng)。這是I—booster的應(yīng)用介紹,滾珠絲杠替代傳統(tǒng)的渦輪蝸桿、齒輪齒條,優(yōu)點(diǎn)是低噪音、傳動(dòng)效率高、壽命長(zhǎng),結(jié)構(gòu)性更加緊湊。滾珠絲杠的設(shè)計(jì),我們可以根據(jù)客戶需求進(jìn)行一些定制化設(shè)計(jì),比如說導(dǎo)程、有效行程、中心徑、鋼球直徑等等,我們也會(huì)做一些動(dòng)力學(xué)分析,比如滾壓過程仿真分析,主要是分析在滾壓過程中的滾壓輪和產(chǎn)品受到的應(yīng)力分析,從而優(yōu)化滾壓工藝。

第二個(gè)是鋼球承載能力仿真分析,可以對(duì)高球動(dòng)態(tài)性能和承載能力壽命進(jìn)行仿真分析。這個(gè)是回球管分析,包括一些內(nèi)循環(huán)的反向器,我們也會(huì)對(duì)回球結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。右邊是我們優(yōu)化后的NVH變化水平。同時(shí)我們也會(huì)進(jìn)一步分析滾珠絲杠內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)分析,主要是受到三大因素,比如說設(shè)計(jì)因素、安裝因素和運(yùn)行條件等等,比如說設(shè)計(jì)因素,會(huì)對(duì)回球路徑、滾道和內(nèi)部鋼球運(yùn)行進(jìn)行設(shè)計(jì),加工安裝會(huì)對(duì)安裝高度、位置度進(jìn)行優(yōu)化,第三個(gè)是運(yùn)行條件,主要是客戶實(shí)際使用的載荷在正中間,有些是偏載,我們根據(jù)不同情況進(jìn)行分析。這個(gè)是回球運(yùn)動(dòng)分析,我們會(huì)對(duì)進(jìn)出回球管鋼球姿態(tài)做一些匹配性分析。我們目前這個(gè)表格里面是已經(jīng)形成的系列化標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品,基本上都是量產(chǎn)的,像EHB制動(dòng)系統(tǒng),EMB的制動(dòng)系統(tǒng)處于開發(fā)階段。

我們的滾珠絲杠工藝制造,滾壓的節(jié)拍時(shí)間短,成本較低,但是缺點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)精度和尺寸精度相對(duì)較低,研磨工藝是尺寸精度高,運(yùn)行效率高,但是在加工節(jié)拍時(shí)間長(zhǎng),成本高。目前的循環(huán)方式有端蓋式、內(nèi)循環(huán)式、外循環(huán)式結(jié)構(gòu),例如,內(nèi)循環(huán)結(jié)構(gòu),在NVH上表現(xiàn)較好,但是在結(jié)構(gòu)緊湊性和成本上相對(duì)比較不友好,我們會(huì)根據(jù)客戶具體需求進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。目前我們的量產(chǎn)能力,滾珠絲杠螺母軸承單元可以達(dá)到45萬套,微型滾珠絲杠是30萬套,齒條滾珠絲杠3萬套。目前絲杠加工范圍,外徑在8到70mm之間,螺母外徑在15到18mm之間,螺母長(zhǎng)度在15到140mm。測(cè)試能力,第一部分是材料檢測(cè),目前有40余臺(tái)設(shè)備可以對(duì)所有材料成分進(jìn)行分析,包括對(duì)高分子的材料進(jìn)行分析,第二部分是尺寸檢測(cè)類的,三坐標(biāo)、輪廓儀、掃描儀、螺紋測(cè)量?jī)x等等。第三部分性能試驗(yàn),一個(gè)是微型滾珠絲杠,一個(gè)是齒條滾珠絲杠,因?yàn)樵诮Y(jié)構(gòu)上的差異非常大,所以不能用相同設(shè)備,微型滾珠絲杠,我們自主開發(fā)了傳動(dòng)效率試驗(yàn)機(jī)、NVH試驗(yàn)機(jī)、機(jī)械摩擦力矩陣試驗(yàn)機(jī)。齒條滾珠絲杠的試驗(yàn)機(jī),我們開發(fā)了效率+NVH、機(jī)械摩擦力、高低溫耐久試驗(yàn)等等試驗(yàn)機(jī)。

目前我們已經(jīng)批量的產(chǎn)品一些試驗(yàn)表現(xiàn),這個(gè)是微型滾珠絲杠的高低溫耐久試驗(yàn),工況可以滿足零下40度到120度之間,目前我們的試驗(yàn)表現(xiàn)可以運(yùn)行260萬次循環(huán)以后壽命可靠性大于等于5.0,實(shí)驗(yàn)后產(chǎn)品沒有任何異常,并且通過客戶測(cè)試進(jìn)行批量生產(chǎn)。第二個(gè)是EHB制動(dòng)系統(tǒng)用微型滾珠絲杠NVH試驗(yàn),在去程和回程N(yùn)VH值變現(xiàn)良好,也滿足客戶需求。這個(gè)是EPB的駐車系統(tǒng)卡鉗效率試驗(yàn),目前已經(jīng)批量了八年,在總成上的表現(xiàn)也非常不錯(cuò)。這個(gè)是RBNA轉(zhuǎn)向系統(tǒng)用齒條滾珠絲杠效率試驗(yàn),在試驗(yàn)工況下,試驗(yàn)表現(xiàn)可以滿足效率在85%以上。

這個(gè)是我們RBNA轉(zhuǎn)向系統(tǒng)用齒條滾珠絲杠耐久試驗(yàn),可以滿足16KN,齒條移動(dòng)速度70mm/s,行程正負(fù)84mm,目前已經(jīng)通過客戶測(cè)試,已經(jīng)批量生產(chǎn)。這個(gè)是我們齒條滾珠絲杠高低溫機(jī)械摩擦力試驗(yàn),齒條移動(dòng)速度可以達(dá)到45,最大行程在正負(fù)84mm,在機(jī)械摩擦力方面能通過客戶測(cè)試,并在總成系統(tǒng)里面表現(xiàn)是比較好的。我們對(duì)于NVH控制過程的介紹,基本上根據(jù)客戶應(yīng)用工況的輸入,我們會(huì)確認(rèn)一些設(shè)計(jì)因素,比如工藝設(shè)計(jì)、試驗(yàn)工裝因素等等,我們會(huì)考量這些因素,然后進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì),產(chǎn)品生產(chǎn)之后,會(huì)對(duì)NVH進(jìn)行測(cè)試,這里面可能會(huì)出現(xiàn)NG,我們會(huì)回到確認(rèn)影響NVH因素里面,并反復(fù)迭代,最后滿足客戶的需求,并固化設(shè)計(jì)和測(cè)試規(guī)范,從而達(dá)到NVH的質(zhì)量確保。

最后,滾珠絲杠雖然只是智能底盤里面的一種機(jī)械零部件,但是我們也是希望給智能底盤的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的一份力量。謝謝大家。

(注:本文根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)速記整理,未經(jīng)演講嘉賓審閱)

(管理員)



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