CN105334052A - 一种主减速器总成质量检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种主减速器总成质量检测方法，属于汽车零部件检测方法领域。本发明包括如下步骤：建立标准临界值曲线；振动测试，得到主减速器在固定转速下对应的振动加速度-时间关系曲线；超标分析：将测量的振动加速度-时间关系曲线与主减速器振动加速度-时间标准临界值曲线进行超标分析、比对，得出检测结果；如果合格，则根据振动加速度幅值确定主减速器的质量等级，如果不合格，则进行故障诊断；返修工位，下线返修后，再上线重检，直至合格。本发明的有益效果为：简便实用、测试结果迅速和准确，避免误判；可直接用于车间生产线，及时准确判断出主减速器品质优劣，进而方便快捷地对主减速器进行返修，极大的降低生产成本。

Description

一种主减速器总成质量检测方法

技术领域

本发明涉及一种汽车零部件检测方法，尤其涉及一种主减速器总成质量检测方法。

背景技术

主减速器作为后桥的核心部件，其振动噪声质量是判断传动系动力性能的一项重要指标。振动与噪声互相依存的,振动问题是低频问题(l一10)HZ和中频问题(10一1K)HZ,噪声就是所谓的高频部分f>lkHZ,然而后桥工作工程中既有高频噪声又有低频振动。在以往的后桥主减速器质量检测中，传统的主减速器检测是在静音室，靠工人师傅的感官、听觉来判断主减速器的品质，进而判断合格与否。这种靠人工、耳判来识别主减速器品质不仅判别的精度差，劳动强度高、差异化大；人有时会有情绪上的干扰，主观性对诊断结果影响比较大，容易受到噪声的干扰，并且只能判断人能听到的声波频率段的噪声，因此存在很多的不确定性，容易造成误判。还有的在消声室或混响室进行测量，或者采用声强探头对汽车后桥的噪声进行测量，但其造价高。这种检测方法基于双传声器互谱法的声强测量技术，即采用2个一致的声压传感器作为声强测量仪探头，将测得的信号用双通路快速傅里叶分析器，由互功率谱计算声强。但是声强测量时要保证足够的精度，对测点的选取及其布置有较高的要求；对现场的声学环境有一定要求，背景噪声要求较为稳定，不能存在较大突变，尤其是声强映射、噪声源识别方面要求更高；基于声强测试的各种专用测试仪器和测试系统的价格较高；低频碰撞噪声难以接收到，分辨率不高。

发明内容

为解决现有技术中的问题，本发明提供一种主减速器总成质量检测方法。

本发明包括如下步骤：S1：建立标准临界值曲线：通过样本分析统计，建立主减速器某一固定转速下，主减速器振动加速度-时间标准临界值曲线；S2：振动测试：测量待测主减速器在某一固定转速下，主减速器振动加速度随时间变化的图像，经变量替换后得到主减速器在该固定转速下对应的振动加速度幅值-时间关系曲线；S3：超标分析：将测量的振动加速度-时间关系曲线与主减速器振动加速度-时间标准临界值曲线进行超标分析、比对，得出检测结果；S4：判断检测结果：如果合格，则根据振动加速度幅值确定主减速器的质量等级，如果不合格，则进行故障诊断；S5：故障诊断：建立主减速器振动加速度-频率关系曲线，确定振动幅值较大的频率段，通过该频率段分析故障原因；S6：返修工位：出现故障的主减速器下线返修后，再执行步骤S2，上线重检。

本发明作进一步改进，所述固定转速范围为800-3000r/min。

本发明作进一步改进，所述主减速器采用电机驱动。

本发明作进一步改进，主减速器总成装配完成后，用后桥主减速器工装夹具模拟后桥壳。

本发明作进一步改进，主减速器振动加速度-时间关系曲线及主减速器振动加速度-时间标准临界值曲线中，自变量为时间，即坐标横轴为时间，纵轴为振动加速度的幅值；主减速器振动加速度-频率关系曲线中，自变量为频率，即坐标横轴为频率，纵轴为振动加速度的幅值，所述振动加速度的幅值为振动位移和频率平方的乘积。

本发明作进一步改进，步骤S2中，振动测试步骤为：（1）布置振动信号和加速度信号测量装置；（2）对主减速器施加一固定转速，获取振动加速度信号；（3）将获取的振动加速度信号进行放大、调理与转换处理，得到主减速器振动加速度随时间变化的图像；（4）变量替换，得到后桥主减速器在该固定转速下对应的振动加速度幅值-时间关系曲线。

本发明作进一步改进，主减速器振动加速度信号是通过加速度传感器提取。

本发明作进一步改进，所述加速度传感器布置位置为2个，分别为后桥主减速器工装夹具模拟后桥壳上和主减速器主轴轴颈对应的主减速器壳外部。

本发明作进一步改进，在步骤S3中，超标分析包括频域分析和时域分析。

本发明作进一步改进，时域分析基于主减速器振动加速度-时间关系曲线来实现，频域分析基于主减速器振动加速度-频率关系曲线来实现。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）本发明测试方法简便、迅速和准确，避免误判；（2）避免了检测过程中环境噪声的干扰；（3）无需将主减速器装配在整车上，可直接用于车间生产线，在主减速器总成装配完成即可及时准确判断出主减速器品质优劣，进而可方便快捷地对主减速器进行返修，极大的降低了人工、生产成本；（4）利用频域分析，分辨率高，可以准确的判断出故障部件，节约时间，提高了生产效率；（5）主减速器中轴承的噪音信号较弱，一般集中在低频部分，容易被其他噪音信号覆盖，不易被检测到，本发明可以有效避免这个问题；（6）实用性强，可靠性高，成本低，有利于企业降低成本，提高产品质量，进而提高汽车乘坐的舒适性。

附图说明

图1为本发明方法流程图；

图2为本发明振动测试方法流程图；

图3为本发明实测主减速器振动加速度-时间关系曲线图；

图4为本发明实测主减速器振动加速度-频率关系曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

本发明提供的在线测试后桥主减速器质量的方法，是基于测试技术与故障诊断理论基础之上的集成应用。

如图1所示，本发明主减速器总成质量检测方法，包括如下步骤：S1：建立标准临界值曲线：通过大量的样本分析统计，建立主减速器某一固定转速下，主减速器振动加速度-时间标准临界值曲线；

S2：振动测试：将待测主减速器定位安装在振动测试台架上，将硬件元件安装正确完整后，开始振动测试，测量待测主减速器在某一固定转速下，主减速器振动加速度随时间变化的图像（曲线），经变量替换后得到主减速器在该固定转速下对应的振动加速度幅值-时间关系曲线；

S3：超标分析：将测量的振动加速度-时间关系曲线与主减速器振动加速度-时间标准临界值曲线进行超标分析、比对，得出检测结果；在本实施例中，软件测试系统用加速度幅值表现主减速器运转时的振动情况，同时与显示的阈值对比，从而判断检测结果，提示合格或者不合格。

S4：判断检测结果：如果合格，则根据振动加速度幅值确定主减速器的质量等级，如果不合格，则进行故障诊断；

S5：故障诊断：建立主减速器振动加速度-频率关系曲线，确定振动幅值较大的频率段，通过该频率段（即各零部件的振动对应一定的频率）分析故障原因；

S6：返修工位：出现故障的主减速器下线在返修工位上进行返修，返修完毕后，再执行步骤S2，上线重新检测，直到合格。

本方法摒弃了传统低效率，低精度、劳动强度高的人工耳判的感知等方式，利用测试振动加速度的方式来判断主减速器质量，能够解决在测量主减速器品质过程中的环境噪声干扰、低频噪声难以检测、分辨率不高、操作不方便的问题；同时，与设定的振动加速度临界值进行对比，便于准确直观地对主减速器的性能作出评估。

如图2所示，步骤S2中，振动测试步骤为：（1）布置振动信号和加速度信号测量装置；（2）对主减速器施加一固定转速，获取振动信号和加速度信号；（3）将获取的振动信号和加速度信号进行放大、调理与转换处理，得到主减速器振动加速度随时间变化的图像(曲线）；（4）变量替换，得到后桥主减速器在该固定转速下对应的振动加速度幅值（振动位移和频率平方的乘积）-时间关系曲线。

由于装配好的主减速器总成在运行过程中会产生振动，当各个零件加工质量合格并且装配合乎标准，则主减速器的振动信号会在一定的幅值范围内，当各个零件加工质量低下或装配不合乎标准，则时域信号就会出现异常，超出一定的临界值也就是阈值范围。因此检测方法对振动信号的时域幅值设置某一特定的阈值，阈值用于判断主减速器是否合格。

这也是构建主减速器某一固定转速下，主减速器振动加速度-时间标准临界值曲线的意义。

在本实施例中，主减速器振动加速度-时间关系曲线及主减速器振动加速度-时间标准临界值曲线中，自变量为时间，即坐标横轴为时间，纵轴为振动加速度的幅值；主减速器振动加速度-频率关系曲线中，自变量为频率，即坐标横轴为频率，纵轴为振动加速度的幅值，所述振动加速度的幅值为振动位移和频率平方的乘积。

振动加速度的幅值为振动位移和频率平方的乘积，幅值中同时反映了振动频率和位移幅值的影响，这比单纯的振动位移幅值更全面，测量结果更加准确。

主减速器总成装配完成后，用后桥主减速器工装夹具模拟后桥壳，满足实际工况需求，然后，采用电机直接驱动主减速器，对主减速器施加800-3000r/min范围内固定转速，并在主减速器工装夹具所模拟的后桥壳上以及主减速器主轴轴颈对应的主减速器壳外部，这两个位置布置加速度传感器，获取测试用的振动加速度信号，并与经过大量实验拟合得到的标准曲线进行对比，进而判断主减速器质量好坏。

主减速器中各部件的冲击和振动将会通过各种途径传递到后桥壳上及主减速器壳上，因此将振动测量点选在工装夹具模拟的后桥壳上与主轴轴颈滚动轴承对应的主减速器壳外部的位置上，这样传感器可以间接的采集到工件运转时的振动情况，以此作为工件质量的判断依据。

其中，在步骤S3中，超标分析包括频域分析和时域分析，时域分析基于主减速器振动加速度-时间关系曲线来实现，频域分析基于主减速器振动加速度-频率关系曲线来实现，而频域分析和时域分析的前提是建立采样点与计算机之间的连接，将所测得的结果以图像形式显示在计算机上，进行相关的频域和时域等的分析。时域分析用来判断主减速器总成是否合格。时域，即时间域，自变量是时间,即坐标横轴是时间，纵轴是信号的变化。得到时间与后桥主减速器振动之间的关系，即信号的波形图，当所测纵坐标都在阈值范围内，表明主减速器合格，反之，表明主减速器不合格。

当主减速器不合格时，就需要进行频域分析来判断故障原因。频域分析的自变量是频率，即横轴是频率，纵轴是该频率信号的幅度，也就是通常说的频谱图。频谱图描述了信号的频率与该频率信号振动幅度的关系。使用频谱图能方便地读出某一个频率下对应的振动幅值，便于分析引起后桥振动的各种频率成份，根据频域图可以看出在哪一个频率段出现振动的最大值，或者在哪一个频率段超过所规定的阈值，即在这个频率段主减速器出现故障，振动很大，通过该频率段，分析出现故障的原因。

如图3所示，通道1和通道2中的曲线分别为检测得到两个振动测试点的振动加速度-时间关系曲线时域图，由图3可知，实际测量的曲线均落在上下两条阈值线以内，因此，说明此主减速器总成符合要求。

如图4所示，通道1通道2中的曲线分别为检测得到两个振动测试点的振动加速度-频率曲线频域图，可以看出主减速器振动幅值比较大的频率段，如果主减速器不合格，则可以根据各零部件的振动频率判断主减速器的故障所在。

以上所述之具体实施方式为本发明的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明所作的等效变化均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种主减速器总成质量检测方法，其特征在于包括如下步骤：

S1：建立标准临界值曲线：通过样本分析统计，建立主减速器某一固定转速下，主减速器振动加速度-时间及主减速器振动加速度-频率标准临界值曲线；

S2：振动测试：测量待测主减速器在某一固定转速下，主减速器振动加速度随时间变化的图像，得到主减速器在该固定转速下对应的振动加速度-时间关系曲线；

S3：超标分析：将测量的振动加速度-时间关系曲线与主减速器振动加速度-时间标准临界值曲线进行超标分析、比对，得出检测结果；

S4：判断检测结果：如果合格，则根据振动加速度幅值确定主减速器的质量等级，如果不合格，则进行故障诊断；

S5：故障诊断：建立主减速器振动加速度-频率关系曲线，通过频谱分析，对故障进行诊断，确定振动幅值较大的频率段，通过该频率段分析故障原因；

S6：返修工位：出现故障的主减速器下线返修后，再执行步骤S2，上线重检。

2.根据权利要求1所述的主减速器总成质量检测方法，其特征在于：所述固定转速范围为800-3000r/min。

3.根据权利要求1所述的主减速器总成质量检测方法，其特征在于：所述主减速器采用电机驱动。

4.根据权利要求1-3任一项所述的主减速器总成质量检测方法，其特征在于：主减速器总成装配完成后，用后桥主减速器工装夹具模拟后桥壳。

5.根据权利要求4所述的主减速器总成质量检测方法，其特征在于：主减速器振动加速度-时间关系曲线及主减速器振动加速度-时间标准临界值曲线中，自变量为时间，即坐标横轴为时间，纵轴为振动加速度的幅值；主减速器振动加速度-频率关系曲线中，自变量为频率，即坐标横轴为频率，纵轴为振动加速度的幅值，所述振动加速度的幅值为振动位移和频率平方的乘积。

6.根据权利要求5所述的主减速器总成质量检测方法，其特征在于：步骤S2中，振动测试步骤为：（1）布置振动加速度信号测量装置；（2）对主减速器施加一固定转速，获取振动加速度信号；（3）将获取的振动加速度信号进行放大、调理与转换处理，得到主减速器振动加速度随时间变化的图像；（4）变量替换，得到后桥主减速器在该固定转速下对应的振动加速度幅值-时间关系曲线。

7.根据权利要求6所述的主减速器总成质量检测方法，其特征在于：主减速器振动加速度信号是通过加速度传感器提取。

8.根据权利要求7所述的主减速器总成质量检测方法，其特征在于：所述加速度传感器布置位置为2个，分别为后桥主减速器工装夹具模拟后桥壳上和主减速器主轴轴颈对应的主减速器壳外部。

9.根据权利要求5所述的主减速器总成质量检测方法，其特征在于：在步骤S3中，超标分析包括频域分析和时域分析。

10.根据权利要求9所述的主减速器总成质量检测方法，其特征在于：时域分析基于主减速器振动加速度-时间关系曲线来实现，频域分析基于主减速器振动加速度-频率关系曲线来实现。