Lätta bromsok

• Main Authors: Forsman, Anders, Bladh, Mikael
• Format: Others
• Language: Swedish
• Published: KTH, Maskinkonstruktion (Inst.) 2009
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-99485

SAAB Automobile AB is a car manufacturer within General Motors corporate group. SAAB Automobile AB has a big part of the responsibility for the brake development in the corporate group. The car industry is facing harder environmental requirements, which influence the brake development. The focus is to develop brakes with low drag and sustained brake feeling and performance. Important characters for the brake caliper are high stiffness and low weight, high stiffness results in high performance and low weight is important because it is unsprung mass. This thesis investigates the possibility to improve the performance of the brake caliper for a GM project. The aim is to design a caliper with less amount of material but with the same stiffness. The delimitations are that the manufacturing costs should be unchanged and the design should work without modifications of the surrounding parts. Computer aided design models (CAD- models) are built in Solid Edge, which are evaluated with finite element analysis (FEA) in Ansys Workbench. An organized design of experiments is used to find the optimal geometry of the caliper. A free form fabrication model of the concept is built which are used as a probe when moulding a cast iron prototype of the concept. Two types of practical tests to measure the stiffness in brake calipers are evaluated. One test where the displaced amount of brake fluid is measured and one test where the deformation is measured with dial indicators. The results from the FEA show that the concept has a weight of about 3.2 kg, compared to the weight of the original caliper at about 3.6 kg. The stiffness in the concept is about the same as the original, even marginally better. The stress in the concept is more evenly distributed which indicates a better use of the material. The stiffness in the prototype does not reach the same levels as the original caliper according to the practical tests. Possible reasons are the small scale production and insecurity of the material properties. The methods to evaluate the stiffness in the calipers are working properly and seem to be good methods for practical evaluation of stiffness in calipers. === SAAB Automobile AB är en biltillverkare inom General Motors koncernen. SAAB Automobile AB har en stor del av ansvaret när det kommer till utvecklingen av bromsar inom koncernen. Bilbranschen står inför nya hårdare miljökrav, vilket ställer krav på utvecklingen av bromsarna. Fokus ligger på att ta fram bromsar med lågt restmoment men bibehållen bromskänsla och prestanda. Viktiga egenskaper för bromsoket är hög styvhet och låg vikt, styvheten medför hög prestanda och låg vikt är betydelsefullt då det är ofjädrad massa. Det här examensarbetet behandlar möjligheten till förbättrad prestanda på bromsoket till ett GM-projekt. Arbetet går ut på att med en reducerad materialmängd ta fram en design med lika hög styvhet. Begränsningarna är att oket inte ska bli dyrare att tillverka och inte kräva någon förändring av omkringliggande komponenter. CAD-modeller byggs upp med hjälp av Solid Edge, vilka sedan utvärderas med hjälp av FEA i Ansys Workbench . Ett strukturerat faktorförsök används för att ta reda på en mer gynnsam utformning. En friformsmodell av konceptet tas fram, vilken används som gjutplugg för att ta fram en prototyp i gjutjärn. Två typer av praktiska test för att mäta styvheten i bromsok utvärderas. Ett test där förflyttad mängd bromsvätska mäts och ett test där deformationen mäts med mätklockor. Resultatet från FEA är ett koncept som väger ungefär 3.2 kg, jämfört med originalets vikt på 3.6 kg. Konceptet har en styvhet som är i princip samma som originalet, till och med marginellt bättre. Spänningsfördelningen över oket är jämnare och talar för bättre nyttjande av materialet. Styvheten i den framtagna prototypen håller dock inte samma nivå som originalet enligt de praktiska testerna. Troligen kan detta till stor del bero på att det är en prototyptillverkning med viss osäkerhet vad gäller materialegenskaper. Mätmetoderna för att utvärdera styvheten i bromsoken fungerar som tänkt och verkar vara bra metoder för praktisk utvärdering av styvhet i bromsok.