正交試驗(yàn)在汽車變速器質(zhì)量問(wèn)題分析中的應(yīng)用

李立平

摘 要：簡(jiǎn)要介紹了正交試驗(yàn)在解決汽車變速器一二檔振撥叉問(wèn)題快速查找根本原因中起到的作用。

關(guān)鍵詞：正交試驗(yàn)；汽車變速器；一二檔振撥叉

正交試驗(yàn)又叫正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)（Orthogonal experimental design），是研究多因素多水平的又一種設(shè)計(jì)方法，它是根據(jù)正交性從全面試驗(yàn)中挑選出部分有代表性的點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)，這些有代表性的點(diǎn)具備了“均勻分散，齊整可比”的特點(diǎn)，正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)是分式析因設(shè)計(jì)的主要方法。是一種高效率、快速、經(jīng)濟(jì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。日本著名的統(tǒng)計(jì)學(xué)家田口玄一將正交試驗(yàn)選擇的水平組合列成表格，稱為正交表 。

當(dāng)析因設(shè)計(jì)要求的實(shí)驗(yàn)次數(shù)太多時(shí)，一個(gè)非常自然的想法就是從析因設(shè)計(jì)的水平組合中，選擇一部分有代表性水平組合進(jìn)行試驗(yàn)。因此就出現(xiàn)了分式析因設(shè)計(jì)（fractional factorial designs），但是對(duì)于試驗(yàn)設(shè)計(jì)知識(shí)較少的實(shí)際工作者來(lái)說(shuō)，選擇適當(dāng)?shù)姆质轿鲆蛟O(shè)計(jì)還是比較困難的。 例如作一個(gè)三因素三水平的實(shí)驗(yàn)，按全面實(shí)驗(yàn)要求，須進(jìn)行3^3=27種組合的實(shí)驗(yàn)，且尚未考慮每一組合的重復(fù)數(shù)。若按L9（3^4）正交表安排實(shí)驗(yàn)，只需作9次，按L18（3^7）正交表進(jìn)行18次實(shí)驗(yàn)，顯然大大減少了工作量。因而正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在很多領(lǐng)域的研究中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。

汽車變速器在汽車零部件中是一個(gè)比較復(fù)雜的零件，在裝配過(guò)程中往往會(huì)發(fā)生一些質(zhì)量問(wèn)題，質(zhì)量問(wèn)題解決速度的快慢取決于根本原因確認(rèn)的速度。下面介紹一個(gè)應(yīng)用正交試驗(yàn)解決變速器一二檔振撥叉的例子。

我公司在變速器裝配過(guò)程中出現(xiàn)了一二檔撥叉與齒套發(fā)出“噠噠”的聲音，習(xí)慣上我們稱其為一二檔振撥叉。通過(guò)一系列的測(cè)量發(fā)現(xiàn)部分零件尺寸處于臨界狀態(tài)，沒(méi)有明顯超差零件，很難確定直接影響原因。首先，分析引起振撥叉的因素。

排除以往經(jīng)驗(yàn)造成的振撥叉原因。技術(shù)分析認(rèn)為，此次影響一二檔振撥叉的因素有：一檔齒輪結(jié)合齒M值，一二檔齒轂齒圈跳，一二檔齒套撥叉槽側(cè)面跳動(dòng)，輸出軸安裝一二檔齒轂處齒圈跳動(dòng)。我們把這4個(gè)因素分別命名為A、B、C、D，根據(jù)對(duì)零件4個(gè)因素的測(cè)量結(jié)果，選取合適的數(shù)值作為試驗(yàn)數(shù)據(jù)，這個(gè)問(wèn)題已歸結(jié)為43因子試驗(yàn)問(wèn)題，見(jiàn)表1.1。

根據(jù)判定個(gè)原則：極差R越大，所對(duì)應(yīng)的因子越主要?，F(xiàn)因子D的極差最大，表明因子D對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響最大。根本原因找到：輸出軸安裝一二檔齒轂處跳動(dòng)偏差導(dǎo)致此次變速器總成一二檔振撥叉。根據(jù)找到的根本原因，實(shí)施改善，質(zhì)量問(wèn)題迅速解決。

通過(guò)這次試驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)對(duì)于多原因造成的質(zhì)量問(wèn)題，尤其是影響因素模糊時(shí)，采用正交試驗(yàn)可以快速確定主要原因。

參考文獻(xiàn)：

[1]金良超編著，《正交試驗(yàn)與多指標(biāo)分析》 中國(guó)鐵道出版社，1998.

[2]田口玄一著，《開發(fā)、設(shè)計(jì)階段的質(zhì)量工程學(xué)》，兵器工業(yè)出版社，1990.