彭 敏，張衛(wèi)華，陳翠彪

（1.安徽三聯(lián)學(xué)院，安徽 合肥 230601；2.合肥工業(yè)大學(xué)，安徽 合肥 230601；3.德國萊爾浩福二合公司，上海 201206）

中國汽車產(chǎn)品質(zhì)量全年投訴中，主要包括變速器、發(fā)動機(jī)、剎車系統(tǒng)等重要零部件，其中變速器投訴占到了汽車質(zhì)量投訴問題的 26.1%[1]。對于變速器的質(zhì)量問題，需要在生產(chǎn)的過程中，經(jīng)過嚴(yán)格的把關(guān)，把次品給篩選出來；而愛歐爾分析儀（eol—ANALYSER）就是比較分析次品與無質(zhì)量問題的產(chǎn)品的噪聲的異同來達(dá)到篩選次品的目的。

1 愛歐爾分析儀工作原理

愛歐爾分析儀（eol-ANALYSER）由德國萊爾浩福公司（RHF）研發(fā)生產(chǎn)的用于動力總成（發(fā)動機(jī)、變速器）和車橋的批量生產(chǎn)下線質(zhì)量檢測，用于 100%的下線產(chǎn)品檢測，而非抽檢。愛歐爾分析儀能夠從生產(chǎn)線上的變速器中自動建立機(jī)械振動譜線參考基準(zhǔn)，通過比較當(dāng)前的變速器振動譜線與參考基準(zhǔn)將產(chǎn)生一個(gè)偏差模式，借助于這個(gè)模式愛歐爾分析儀確定變速器是否具有缺陷或者無缺陷，這種模式識別可以檢測具有缺陷的零部件并以文本形式給出維修指導(dǎo)[2]。

2 重建器在線生產(chǎn)中的應(yīng)用

愛歐爾分析儀基于變速器結(jié)構(gòu)聲的不同特性，通過測量當(dāng)前產(chǎn)品的振動特性譜線，與基準(zhǔn)振動特性譜線進(jìn)行比較，判斷變速器的質(zhì)量是否合格。安徽六安齒輪廠通過愛歐爾分析儀來檢測生產(chǎn)的變速器、主減速器是否存在質(zhì)量缺陷。本文以型號MF70B3變速器為例進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。在對MF70B3型號變速器的在線生產(chǎn)檢測過程中發(fā)現(xiàn)變速器編號 13913182、13913174、13913160、13913150、13913144、13913142等二檔反拖出現(xiàn)了批量振動值超標(biāo)現(xiàn)象，二檔反拖振動放大譜線如圖1所示。

圖1 二檔反拖振動超標(biāo)示意圖

根據(jù) MF70B3型號變速器齒輪結(jié)構(gòu)計(jì)算得MF70B3二檔嚙合階次為：

由圖 1可知order= 19處振動值未超標(biāo)，說明齒輪嚙合正常，order= 1 8.5處值超標(biāo)較多，且無明顯邊頻現(xiàn)象。排除由于嚙合故障和軸承缺陷引起的振動值超標(biāo)，其他原因可能就是齒輪本身存在的質(zhì)量問題。根據(jù)振動譜線，初步判斷是二檔齒輪的問題。拆解變速箱后，首先檢查二檔齒輪，沒有發(fā)現(xiàn)明顯的缺陷。然后將二檔齒輪送至計(jì)量室檢測。對于二檔輸出齒輪，檢測結(jié)果無超標(biāo)現(xiàn)象，也不存在安裝誤差。查看二檔輸出齒輪發(fā)現(xiàn)有幾個(gè)齒在配齒的時(shí)候有破壞齒面的現(xiàn)象。對于二檔輸入齒輪，檢測結(jié)果正常，因此初步認(rèn)定二檔反拖振動超標(biāo)是齒面配齒時(shí)破壞造成的。由此可見齒面破環(huán)是導(dǎo)致二檔階次譜線振動值超標(biāo)的主要因素。

經(jīng)分析，由于進(jìn)一步對破壞較大的齒進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)齒面破壞的齒齒形與齒向并無直接反映，且檢測不到齒面破壞，于是決定更換輸出二檔齒輪，通過對更換齒輪的綜合檢測結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，更換的齒輪無明顯加工超差，查看齒面，無劃痕，無磕碰。將新齒輪安裝以后再經(jīng)過加載實(shí)驗(yàn)臺進(jìn)行了兩次重復(fù)加載試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)二檔反拖兩次均正常。通過對愛歐爾分析儀的振動譜線進(jìn)行階次分析發(fā)現(xiàn)，二檔在反拖情況下振動值存在超標(biāo)現(xiàn)象，且無明顯邊頻現(xiàn)象；再結(jié)合對齒輪的綜合檢測結(jié)果分析，最終找出二檔反拖振動異常的原因?yàn)檩敵龆n齒輪配齒時(shí)破壞齒面造成的，并排除由于該質(zhì)量缺陷引起的質(zhì)量問題。同理對MF70B3型號變速器的在線生產(chǎn)檢測過程中分析發(fā)現(xiàn)四檔反拖存在多處紅線超標(biāo)的現(xiàn)象。根據(jù)MF70B3 型號變速器齒輪結(jié)構(gòu)計(jì)算得MF70B3四檔嚙合階次為：

由下圖 2可知在order= 32處發(fā)現(xiàn)存在order= 0.5的邊頻，經(jīng)計(jì)算可知輸入軸的邊頻為order= 1，中間軸的邊頻為order= 0.97，差速器輸出軸邊頻為order= 0.226，它們的 2倍邊頻與輸入軸和中間軸都挺接近。

圖2 四檔反拖邊頻示意圖

排除嚙合故障和軸承缺陷引起的振動值超標(biāo)的現(xiàn)象，其他可能引起異響的原因就是齒輪存在質(zhì)量缺陷。通過對愛歐爾分析儀的振動譜線進(jìn)行階次分析發(fā)現(xiàn)，四檔在反拖情況下振動值存在超標(biāo)現(xiàn)象，有明顯邊頻現(xiàn)象。拆解變速箱，將四檔齒輪送至計(jì)量室進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)輸出四檔齒輪齒向存在誤差，輸入四檔齒輪正常。查看輸出四檔齒輪發(fā)現(xiàn)齒輪反面的齒面毛糙，可能是剃齒造成的，因此四檔反拖有邊頻現(xiàn)象可能是剃齒造成的，齒面毛糙是引起四檔異響的主要因素。將四檔輸出齒輪更換，通過對更換齒輪進(jìn)行兩次檢測均發(fā)現(xiàn)齒向存在一定偏差，觀察該齒面光滑，無磕碰，由于無其他替換齒輪，所以把該齒輪換上，通過加載試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)四檔異響消失，加載時(shí)反拖振動超標(biāo)現(xiàn)象也消失，通過以上分析判斷四檔異響是由齒面毛糙造成的。

綜上，通過對愛歐爾分析儀的振動譜線進(jìn)行階次分析發(fā)現(xiàn)，二檔和四檔在反拖情況下，均存在振動值超標(biāo)的現(xiàn)象，且二檔無邊頻現(xiàn)象，四檔有邊頻現(xiàn)象，排除嚙合故障與軸承缺陷引起的振動值超標(biāo)的現(xiàn)象，最終分析發(fā)現(xiàn)都是齒輪存在質(zhì)量缺陷，排除由于該質(zhì)量缺陷引起的質(zhì)量問題。安徽六安齒輪廠通過愛歐爾分析儀的使用有效識別下線的變速器是否存在質(zhì)量問題，提高變速器的生產(chǎn)合格率[3]。

3 結(jié)論

綜上，本次研究驗(yàn)證了運(yùn)用愛歐爾分析儀在變速器生產(chǎn)線終端進(jìn)行質(zhì)量檢測的有效性。當(dāng)然，如果僅以愛歐爾分析儀階次分析譜線來判斷故障根源，往往有一定難度，只有綜合各種要素，并且經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師才能推斷出問題的可能情況，并最終排除故障。

[1]朱元佳.汽車變速箱在線快速故障診斷技術(shù)研究[D].上海：同濟(jì)大學(xué), 2007：18-21.

[2]王澤貴, 周益, 周觀鵬，張磊.變速器嘯叫聲與下線臺架振動的相關(guān)性試驗(yàn)研究[J].振動與沖擊, 2012, 31(23)：180-184.

[3]任永強(qiáng), 衛(wèi)耿源, 蘇鵬.階比分析技術(shù)在變速箱下線診斷中的應(yīng)用[J].機(jī)械工程師, 2013, (03)：6-8.