汽车变速箱在线快速故障诊断理论基础探讨

2008年第7期汽车变速箱在线快速故障诊断理论基础探讨河南省交通技工学校严卫刚根据检测的手段不同目前车辆变速箱故障诊断应用技术的主要有振动检测诊断法噪声检测诊断法温度检测诊断法声发射检测诊断法光纤传感诊断法磨损残余分析诊断法等但各种方法都存在不足噪声诊断易受环境噪声影响温度声发射诊断只能对些较明显的故障进行诊断光纤磨损残余分析的分析仪器比较昂贵在众多信息中振动信号能够更迅速更直接的反映机械设备的运行状态据统计70％以上的故障都是以振动形式表现出来因此将振动检测诊断作为判断变速箱运行状态的主要方法，、、、、、。．，一、．、。，、，，。。-◆一、变速箱故障类型．变速箱内结构复杂每种类型的零件都可能引起失效各零件具体失效比重可参考表1。。对于新变速箱由于运行时间较少因长期运行由疲劳导致的失效很少发生失效形式主要体现在齿轮轴零件的制造及装配误差上因此新旧变速箱故障诊断的关注点具有很大旧变速箱需要提取的是由于氏期运行而导致的疲劳故不同障信息其成因复杂影响因素众多新变速箱的质检过程更具有针对性主要检测制造装配等缺陷导致的变速箱异常运行状态防止次品流出新变速箱的故障来源易于掌握每种失效型式都有自己的振动特征因此只要掌握了振动特征就可诊断变速箱的故障，◆二变速箱故障机理及分析首先要介绍理想齿轮啮合情况齿轮副作为个振动系统其物理模型可以简化为如图l所示，，，、。。，，。，、，。。。，。、一。，。fl失效零件齿轮轴轴承承轴箱体紧固件油封失效比重(％)601910731可以看出变速箱失效主要表现在三类零件它们集中了90％左右的失效比重其中齿轮失效占有相当大的比重轴承，，，和轴也占据了。一定份额。因此将着重对变速箱中的这三类零件进行诊断轴系的主要失效型式为：失衡弯曲变形扭转变形及疲劳断裂失衡其原因为安装有齿轮的转动轴由于制造或安装的质量不良或是轴系上某个零件损坏失落附着异物或是轴的弯曲变形等原因导致轴系的质量分布不均弯曲变形转轴由于受力不均设计或装配不良箱体变形等原因发生弯曲变形时扭转变形转轴在传递动力时产生扭转变形般不影响轴的正常工作但当动力或负载扭矩变化以及齿轮的齿面有不同程度的损伤时将会引起转轴的扭转振动疲劳断裂转铀上出现横向裂纹时轴的刚度随着裂纹深度的增加而下降而且裂纹的位置越接近轴的中部其刚度变化就越大类为制造和齿轮的失效类型很多基本上可分为两类装配不良造成的如齿形误差轮齿与内孔不同心各部分的轴线不对中大型齿轮的不平衡等另类为齿轮在长期运行中形成的由于轮齿表面承受的载荷很大两啮合轮齿之间既有相对滚动又有相对滑动而且相对滑动的摩擦力在节点两侧的方向相反从而产生了力的脉动在长期运行中导致齿面发生点蚀胶合磨损疲劳剥落塑性流动及齿根裂纹甚至断齿等失效现象齿轮的第类失效主要引起不平衡和啮合不良前者使振动加剧后者将诱发齿轮的第二类失效、、。。．、、，。图1理想齿轮啮合模型^舭+＆+K(t)xF(t)M?m％／其动力学方程为：嘲?坞其中zx：％，为沿啮合齿上齿轮相对位移C为齿轮m2／m1+m：啮合阻尼K(t)为啮合刚度肘为当量质量肼m。F(f)为动载荷包含故障缺陷所产生的激励它的变化受轮齿刚度和传动误差变化的影响同时还与齿面摩擦力方向的变化有关对齿轮啮合运转参与工作的齿数由对实际工作中变成两对又由两对变成对形成单双齿啮合交替变化对齿轮施加个周期性的冲击从而形成齿轮啮合振动正常情况下啮合频率及谐波成分为：2=，“：“：1：一，，，，，=。，，，。一一，，一，，，一。。，Ⅳ，、、z(，)=∑4Ⅲ=，，cos(2~mf+‰)。，0、一，，。．，．。一，。、、安装及使用过程中不可避免地会产生各种缺齿轮加工陷如轮齿产生裂纹齿面疲劳磨损划痕以及齿轮分度不均质量不平衡安装不对中等这些缺陷方面使得轮齿接触面的负荷发生变化啮合振动的外界激振力发生变化比如某个大齿有大的剥落齿轮每旋转周缺陷齿参与啮合传动就产生个脉冲激励这个脉冲激励对齿轮的啮合振动有定的影响使振幅发生变化这种现象成为调幅另方面齿轮缺陷可使轮齿剐度发生变化如齿轮有裂纹除了，、、、，一、、，，，一一．，，一。一一，，。，，，一、。，，．．，、、、、，一。一．，。使振动加大外还使相位发生变化产生调频现象绝大多数的齿轮缺陷既产生调频又产生调幅调频与调幅统称为调制存在调制现象的齿轮振动动力学方程为：Mx+Cx+k(t)xk(t)E(，)E(，)+尼(，)其中双为齿轮受载后的平均静弹性变形乓(t)为齿轮误差和故障造成的两个轮齿间的相对位移又称故障函数k(t)式为常规振动k(￡)E(t)取决于齿轮综合刚度和故障函，，。，，=，。，，。，匝噩皿维普资讯 http://www.cqvip.com

数由上式可知齿轮的振源来源于两部分：部分为常规振动部分K(t)E。(f)是南正常的交变载荷引起的振动；部分为K(￡)E2(t)它取决于齿轮的综合刚度和故障函数)K(OE：(f)_则X。(￡)为载波信号它包)口(，坛(r)置；(，一。，一，，。==，，含了齿轮啮合频率及其高次谐频D。(￡)为调制频率反映了齿轮本身的误差和故障情况以及其它零部件故障引起的齿轮传动误差情况齿轮每转圈仇(￡)变化次包含了所在轴转频及高次谐波对y(f)进行频谱分析在谱图上就形成若干组围绕啮合频率及其高次谐波两侧间隔为转频及其倍频的边频带这就是啮合频率调制现象齿轮箱中齿形误差和点蚀断齿联轴节不对中和传动轴轻度弯曲都会产生这种调制现象但其边频带分布是不同的基于上述机理当变速箱运行时每对啮合齿轮构成振动系统由于该系统的综合刚度发生的周期性变化齿形误差及扭矩变化等原因均使齿轮产生周向(扭转)强迫振动及衰减振动由于齿向误差及齿轮轴轴承和轴承座的变形周向振动因此周向径向和轴向的又激发出齿轮的径向和轴向振动振动具有相同的基频它们都是按啮合频率或轴的转动频率的周期重复的衰减自由振动这时在齿轮箱测得的振动信号为：y(r)G(，))+\"(，)+∑x。(f)D口(，)+∑托(f)见(，，，一一，，，。，，。。、、，。，，。、G(≠)为与各转频相关的频率较低的振动信号；式中：∑一(f)皿(f)为齿轮啮合频率调制信号；∑x。(r)仇(f)为滚动轴承异常振动信号；n(z)为其它振动与干扰信号；由此可见从变速箱拾取的振动信号中包含了丰富的故障信息如果将信号分析角度由时域转换到频域则变速箱随般情况转速变化的周期性故障在频谱中表现的尤为显著下断齿大的脱落引起的调制边频带较宽且平坦即边频带根数多且幅值大小均匀点蚀划痕等均匀缺陷引起的调制边带幅值变化较大靠近啮合频率的边频分量幅值高其他边频成分依次下降幅值降低较快不平衡不对中机械松动等故障引起的调制边频带不对称因此新变速箱的主要故障特征都能在频谱中得到反映通过对变速箱振动信号的频域分析了解其状态成为故障诊断的重要手段，，，。，一。、，。、，，，。、、。，，。。、，。，、，。参考文献：[1]尹安东车辆变速箱故障诊断的发展现状与展望农机化研究2005No3[2]李冰锋陈书宏汽车变速箱性能检测系统设计与实．．，，．，．现汽车电子2006年．，，voll，No12．=(责任编辑：刘璐)1系统硬件平台．(上接第243。页)的司能性贷后管理分为：贷款监控票据监控保证监控抵押类监控质押类监控黑名单监控预警监控日常贷后检查监控等9己所需要的监控方大类用户根据这些大类可以随时定义1式系统自动完成定义的监控内容可以通过设定发给相应的管理人员或业务人员并跟踪有关监控内容的处理结果对于发生预警的客户在申请贷款时自动提醒贷款审批人员并自动记录当前的结果以方便日后的贷款稽查4数据维护和报表查询数据可维护性：基础数据信息能随时修改和增减修改和增减能保证业务数据的完整性和致性不影响功能实现自定义报表：报表的种类要素格式可随时设置和调整能适应各种临时性业务统计的需要5信息库可分为法律贷款管理票据管理等客户可以定义的各种部门文件库供有关人员调阅有权限的人员可以进行原件批注、、、、、、、．，，，．。，，。，。银行信贷系统采用了WEB服务器+应用服务器方式信贷系统前置机提供应用服务器与主机问的数据接口及通讯转发选用IBMxSeriesPC服务器：应用服务器对性能要求较高选用IBMxSeries255：Web服务器选用IBMxSeries2352系统软件和开发工具系统采用的产品包含ApplicationServer(IBM的WebSphere或BEA的WebLogic)数据库(Sybase)操作系统(Windows2000)浏览器(IE)开发工具如Jbuilder或VisualAgefor，。．．．—，，，，．JAVA等3网络安全设计。．，一。。、、，。．、、，。。6知识库及讨论园地．讨论原地系统管理员可以设定各种主题各种案例对有关分析方法贷款流程等问题进行专项讨论7用户权限管理(1)主从客户经理权限管理在本系统中为保证客户资料的准确对每个客户设定主从客户经理制主从客户对公共的数据可以维护外对企业的主要资料不能进行修改但可以发生贷款业务对贷款业务中的各种处理可以完成(2)工作流管理对各级管理人员业务人员可以设定不同级别的贷款工作流程(3)贷款终批限管理对各级机构各级机构终审人员各种贷款品种设定权限权限可以直接控制贷款流程(4)金字塔权限管理金字塔上的主管机构对下属机构及客户有查阅权没有修改权对需要修改的内容可以通过公告方式通知主客户经理可以查看处理结果—◆五系统环境及关键技术系统采用的基于J2EE的JSPJAVABeans和EJB等开发技术应用服务器的平台可选用IBM的WebSphere或BEA的WebLogicBBS，，，、。有许多问题会导致网络产生薄弱环节典型问题之是服务拒绝型攻击这种攻击般通过两种方式实现：对路由另设备的攻击和向网络倾注大量无用通信数据种典型上述问题的解决方法是采用防火墙电问题称为身份欺诈子证书SSLVPN等多种技术来保证网络的安全4数据存取安全设计存取控制也就是对用户存取资格的审查根据用户权限执行存取控制利用视图锁定技术不同的用户在不同的数据对象上进行不同的权限控制其次是使用日志监视数据库的活动一，“”一。一。“”。、、、．，。，，。。．5备份．。，，。．建立备份制度定期对于备份的正确性和完整性进行检验当系统发生故障时利用系统的备份文件将系统恢复到最近的完整状态由系统用户补齐期间丢失的数据直至恢复到系统发生故障前正确的状态．，，，，，。。，◆六总结与展望、一、，。、、。。“”“”，。。。、、．。本文通过个采用web技术开发的银行信贷管理系统实例分析了中小银行信贷管理系统的设计与实现采用这种方式发挥了Web技术的优势使信息流转信息发布查询和维护更加方便；系统的功能扩展和规模扩展更加便利：系统开发速度更快开发成本更低这种开发方式更加贴近中小银行的实际需求也符合中小银行的实际情况面对日新月异的市场发展变化信贷管理系统必须具有强大的生命力和实用性在业务方面的主要体现是先进性和灵活性不仅全面包容银行现有的信贷业务还要善于开拓新的信贷品种同时对某些业务的处理能够提供多利t灵活的方式和个性化服务针对国内银行与国际接轨的发展趋势信贷管理系统必须适应未来业务发展适应商业银行的国际化竞争环境为在新轮银行竞争中取得先机打下基础(责任编辑：张晓辉)。，、、、。，。，。．，．。．一，，。口匝翌∑