Educational Set-Up for Vibration Measurements in Vehicle Gearboxes

Abstract

SHRNUTÍV následujícím článku je představen zkušební stav vybudovaný za účelem diagnostiky chyb v převodovce pomocí měření vibrací na převodovce. Stav je využívaný zejména studenty automobilové specializace. Otevřený měřicí stav sestává ze dvou dynamometrů a je připraven pro upevnění různých typů převodovek. Jako testovací převodovka byla vybrána nejčastější typ převodovky pro příčnou zástavbu hnací ústrojí vpředu a pohon předních kol. Pro měření byly k dispozici dvě naprosto totožné a nové převodovky. Diferenciál byl blokován. Výkon byl odebírán pouze z jedné výstupní příruby. V jedné z převodovek byly uměle vyrobeny následující dvě závady:• Na vnitřním kroužku ložiska vstupního hřídele umístěného ze strany spojky byla vyfrézována podélná drážka o šířce 1 mm.• Důlky představující poškozením pittingem byly vybroušeny do boku zubu IV. rychlostního stupně. Upínací podstavec umožňuje rychlou výměnu převodovky. Při studentském měření je nejdříve jsou měřeny a analyzovány vibrace pomocí FFT, řádové a obálkové analýzy na nové převodovce. Poté je převodovka zaměněna za převodovku s uměle vytvořeným poškozením a za stejných podmínek jsou měřeny a analyzovány vibrace. Studenti mají identifikovat přítomnost a typ závad v převodovce. KLÍČOVÁ SLOVA: DETEKCE PITTINGU, DIAGNOSTIKA ZÁVAD LOŽISEK, DIAGNOSTIKA POMOCÍ MĚŘENÍ VIBRACÍ ABSTRACTIn this paper we present a set-up specifically prepared for an educational application. The aim of the set-up is to build an educational tool for students of automotive engineering. The open test stand we used is equipped with two dynamometers and can accommodate various automotive gearboxes. The most common type of gearbox intended for transversal powertrain placement in small and midsize vehicles was chosen as the test gearbox. At our disposal we had two identical and completely new gearboxes provided by a car manufacturer. The differential of the gearbox was blocked. The total power is taken-off from one side only. In one gearbox two artificial faults were introduced:• An orthogonal placed groove on the inner race with the initial width of 1 mm. The damaged bearing is a roller bearing located on the gearbox input shaft -on the clutch side.• Pitting defect ground on the teeth sides of the IV th speed. The mounting base of the test stand allows easy changing of the gearboxes. During the student training, the new undamaged gearbox is first measured. After completion of signal measurement and analysing by means of FFT, Order and Envelope analysis, the gearbox is changed for the damaged one. After measurements under the same conditions, the same type of analysis of the measured signal is performed. The students have to identify the type of damage(s) present in the damaged gearbox.