Volvo Powertrain i Köping tillverkar växellådor till tunga fordon, som lastbilar och bussar. Varje tillverkad växellåda provkörs innan den levereras till kund, det vill säga till något av de bolag inom koncernen som slutmonterar växellådan i fordonet. Provkörningen innehåller ett antal olika automatiserade funktionstester, exempelvis test av oljetryck och test av mjukvaran i växellådans styrbox. Förutom dessa genomförs även ett manuellt kvalitetstest. Den person som provkör växellådan försöker höra eventuella missljud. Ett typiskt fel som upptäcks på detta sätt är ojämnheter på kugghjulen, exempelvis att en av kuggarna har blivit skadad under tillverkningen. En nackdel med att manuellt lyssna efter fel är att nivån för vad som är acceptabelt blir subjektiv. Det är dessutom svårt att på detta sätt avgöra exakt var i växellådan felet sitter, vilket kan leda till att fel komponent byts ut och kasseras vid justering. Efter varje justering krävs en ny provkörning och växellådan kan inte godkännas förrän rätt komponenten är utbytt. Målet med examensarbetet har varit att utveckla ett system som kan detektera fel automatiskt genom att mäta ljud och vibrationer i växellådan. Det är också önskvärt att direkt kunna isolera felkällan till en specifik del av växellådan. Genom att veta på vilket kugghjul felet sitter underlättas justeringen av växellådan, vilket både sparar tid och minskar kassationskostnader. Arbetet har delats in tre huvuddelar: analys, utveckling av mjukvara och utveckling av mätsystem. Första delen var en matematisk analys av hur bidraget från olika rörliga delar i växellådan kan isoleras ur ljud- och vibrationssignaler. För att åstadkomma detta beräknas ett antal tidsmedelvärden på sensorsignalen. Andra delen innebar att utveckla den programvara som sköter felanalysen och validera den. Den tredje delen var att bygga och testa själva mätsystemet och ta fram programvara som styr mätningen och kommunicera med växellådans datorsystem. Feldetekteringssystemet behöver vara snabbt och kunna diagnostisera fel från korta mätserier. Det innebär en extra utmaning eftersom långa mätserier är att föredra speciellt om felen som ska detekteras är små. Resultaten från försöken är lovande och möjligheterna för att utveckla ett komplett system är goda. I undersökningen har felaktiga lådor detekterats och en god felisolering har uppnåtts. I det nuvarande utvecklingsfasen detekterar och isolerar diagnosprogrammet kuggfel på alla axlar. Ytterligare provkörning av växellådor med samma typ av fel behövs dock för att verifiera metoden. Analysprogrammet bör också byggas ut till att omfatta fler typer av fel än de som hittills varit möjligt att arbeta med. Även lagerfel kan detekteras med den utvecklade metoden men det har inte kunnat utvärderas på grund av bristande data. Vi rekommenderar att företaget färdigställer testsystemet då utsikterna för att kunna införa ett automatiskt, kostnadseffektivt och väl fungerande kvalitetskontrollsystem är mycket goda. / Volvo Powertrain in Köping, Sweden produces gearboxes for heavy vehicles such as trucks and busses. Each produced gearbox is tested before delivery. The test run includes a variety of automated function tests, i.e. test of oil pressure. Besides the automated tests a manual quality test is performed. The test person is listening, in order to detect jarring sounds. A typical fault that is detected in this test is gear defects. A disadvantage with manual defect detection is that the acceptance level is subjective. It is also hard to determine which gear that is damaged, sometimes resulting in the wrong gear being replaced and rejected. After a disassembly the gearbox needs to be tested and it can not pass until the damaged gear is replaced. The goal of this thesis work has been to develop a system that can detect defects automatic through sound and vibration measurements of the gearbox. It is also desirable to be able to isolate the source of a defect to a specific gear. With the knowledge of which gear is defective, the reparation of the gearbox is facilitated. This would save time and reduce the defective work expense. The work has been divided into three main parts: analysis, software development and development of measurement system. The first part was a mathematical analysis of how to isolate the contribution from each moving part from the sound or vibration signal respectively. In order to achieve this, a number of time averages is calculated from the sensor signals. The second part was to develop the software that handles the signal processing and diagnosis. The third part was to build and test the measurement system and develop programs which control the measurements and communicate with the gearbox control system. The defect detection system needs to be fast and able to diagnose defects on short series of measurement. The results from the experiments are promising and the potential to develop a complete system is good. The current defect detection system detects and isolates gear defects on all shafts in the gearbox. Additional test runs of gearboxes with similar defects are needed in order to validate the method. Defective bearings are also detectable with the method presented, but this has not been evaluated since appropriate data has been unavailable.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:liu-19584 |
| Date | January 2009 |
| Creators | Sundström, Dan, Ahlberg, Daniel |
| Publisher | Linköpings universitet, Institutionen för systemteknik, Linköpings universitet, Institutionen för systemteknik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0029 seconds