汤轶
南京鉴正质量技术服务有限公司 210000
摘要：机械设备在运行中会产生振动，过大的振动会对设备、作业及人员产生不利的影响，有的甚至因为振动过大无法作业，机械减振就是作为控制振动的一种方式。机械减振部件根据在不同的设备中所起的作用属于关键或者重要部件，对其质量的控制关系到整个设备的运行，本文主要探讨的是金属橡胶符合机械减振部件的质量控制，并通过分析和探讨得到一些有价值和意义的方法。
关键词：金属橡胶复合、机械减振、质量控制
各类机械动设备在运行中由于自身运动或工作加载过程中会产生振动，振动的产生主要是源于机械设计的水平、制造的精度、材料的质量及外界的环境等因素。超出限度的振动会产生噪音、增加能耗、降低设备的寿命、影响整体系统运行、降低设备的工作性能及功能、增加人员操作的疲劳程度和降低交通运输设备人员乘坐的舒适感，甚至一些设备振动能引起其他设备设施的共振而引发事故等等，机械振动的危害类型较多，不一一列举。为控制、降低机械振动，有很多方法，其中在设备的适当部位安装机械减振部件，通过运动阻尼吸收振动能量，达到减振效果。机械减振部件的有很多类型，有充气式、弹簧、液压、橡胶等，本文所要探讨的类型是金属橡胶复合减振部件，对其质量控制方法的研究具有广泛和实用意义。
1. 金属橡胶减振部件结构
金属橡胶减振部件在机械设备中所起作用为定位、支承、减振作用，安装定位和支承作用通过金属结构部分实现，金属构件通常是刚性的，减振作用主要通过橡胶部分变形来实现，其结构形式为橡胶通过硫化过程及粘接剂和金属构件复合形成整体，部分金属构件还有增强整体强度、限制应变、增加或调节不同方向刚度的作用。
2. 金属橡胶减振部件的质量特性及重要程度分级
要控制产品的质量，首先要确定部件的质量特性，并根据其对产品质量的影响分重要度等级予以控制，重要度可分为关键、重要及一般等级特性，按其结构分为金属、橡胶部件及整体特性。
（1）金属部件的质量特性
金属部件主要作用为安装定位、支承，涉及的特性为部件的尺寸、力学性能及金相组织。
?尺寸包括定位尺寸、与橡胶结合部位的尺寸及其他外形尺寸，定位尺寸涉及安装定位精度，橡胶结合部位的尺寸涉及减振性能为关键尺寸，其他外形尺寸结合各类型部件，为重要或一般尺寸。
?力学性能方面，特别是为了保证力学性能而做的热处理后的性能为关键特性。
?金相组织包括原材料的金相组织及热处理后的金相组织涉及安全性及寿命，均为关键特性。
（2）橡胶部件的质量特性
橡胶部件的硬度、抗拉强度、耐老化、低温性能均涉及寿命或最终减振性能，故为关键性能。
（3）减振部件整体的特性
部件的整体特性包括组装后的安装部位尺寸、刚度、低温性能为关键特性，其余根据各类型部件，为重要或一般特性。
3. 基于故障树（FTA）及失效模式分析（PFMEA）技术的质量控制策划方法
失效模式分析是作为质量控制比较好的方法，从定性和定量方面给予质量控制方案制定依据。
（1）通过故障树分析确定失效隐患
故障树作为一种质量分析方法可以发现产品可能出现的问题及根源，并为后续预防措施的策划提供指引和方向。金属橡胶减振部件的故障原因可能会在金属部件加工部分、橡胶硫化并与金属部件组合过程中产生，按照故障分层次描述故障现象，以金属件失效故障分析为例，如表1：
表1 金属部件故障树分析表
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（2）失效模式分析基本参数
质量控制需要明确控制点及重要程度，结合故障分析、隐患等级，分析包括对质量影响、发生频率及检测有效性，用严酷度(Severity,S)、发生频度(Occurrence, O)及可探测度（Detection，D）表示。
严酷度(Severity,S)可以根据以往经验及试生产情况判定，用统计数值来确定，发生频度(Occurrence, O)按照失效发生百分比来确定等级，可探测度（Detection，D）根据探测有效性评价，均为1~10级。
（3）风险序数RPN
风险序数是严酷度(Severity,S)、发生频度(Occurrence, O)及可探测度（Detection，D）的乘积，最大1000，一般可以设定大于50 的项目应该采取预防措施直至RPN降到50以下。
（4）建立失效模式分析PFMEA表
通过故障的分析及风险序数判断，制定纠正措施后，并验证措施的有效性，重新计算风险序数，得到可控的故障风险，以部件硫化组合后的静刚度为例，PFMEA表如下表2：
表2 静刚度PFMEA
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（5）制定质量控制计划
质量控制计划就是在对原料、过程及成品质量的分析基础上，通过对人员、设备、原料、辅料、工艺、检测手段及环境的确认、调节方法做出系统、详细的规定。关键特性、高风险序数的过程都是质量控制的关键点。以橡胶粘接为例，控制计划如下表3：
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4、关键、特殊过程的质量控制
金属橡胶减振件的关键过程也是特殊过程，包括金属热处理、粘接、硫化，需要对过程工艺、参数予以控制，才能得到持续的优质产品。
（1）热处理
用于机械加工的金属材料因为生产批量原因，在没有特殊订单情况下出厂状态通常是热轧或冷轧加空冷，此时的金相组织不均匀，力学性能也不稳定或者与要求比较相差较大，此时作为承载受力件为了获得较好的、稳定的力学性能及均匀连续的金相组织，必须要热处理。
热处理需要首先要确定合适的工艺方法，包括设备型号、一次处理数量、冷却介质等等，再通过试验获得与产品匹配的热处理温度控制曲线，同时应做随炉试样确定材料各项性能，并根据试验数据统计，并计算可靠度。在批量生产加工过程中持续统计，当出现标准差偏离情况，立即调查原因，调整参数。
（2）粘接
粘接目的和要求是保证橡胶与金属的复合的强度、应用中不发生剥落。工序为施涂粘接剂，不同的粘接剂型号应用于不同的橡胶及金属，为了提升粘接的强度，金属表面的粗糙度应当予以控制，粘接剂的调配比例、涂刷层数、厚度及干燥方法需要结合粘接剂的特性及试验确定，并制作样块检测强度，同样应对生产过程数据使用统计方法控制。
（3）橡胶硫化
橡胶硫化过程的质量决定了最终产品的减振性能，工艺控制包括胶料配方、温度和压力控制，均应通过试验确定，检测主要为各项力学性能。以静刚度为例，应当根据产品本身的关键程度确定检验的抽样或者全检方案，并且绘制曲线图，除刚度数值满足要求以外，刚度曲线的线性应该平顺，没有异常，批量产品刚度数据应使用统计方法控制，一旦出现异常及时调查处理；对于部分有高、低温性能要求的产品，还应当建立高低温曲线图，以供应用参考。
特殊工序与一般工序控制不同，在于不能在生产过程中检查产品的质量参数，最终部分质量特性也不能有经济的方法检查，而且受材料性能影响的程度要更大，根据性能要求，工艺参数的关注程度更高，参数调整的频次和范围更大，应当制定专项控制方案。
5、结束语
机械减振的质量涉及整体设备的稳定运行，质量控制至关重要。质量控制首先需要了解产品的构造及作用，然后基于构造和作用确定部件的质量特性关键程度，并使用各类分析方法分析制定质量控制计划，其中关键、特殊过程应当制定专项控制方案。本文希望通过对金属橡胶复合机械减振部件质量控制的分析和探讨，给部件的质量控制带来一些有价值和意义的方法。
参考文献：
[1] 姚德伟.典型零件加工质量的分析及质量控制研究[J].现代制造技术与装备. 2020,56(10).
[2] 闫旭雯，赵亚哥白，丁甫政，于鑫，邱宇欣，王志强.金属橡胶耗能减震阻尼器参数确定方法[J].黑龙江交通科技. 2020,43(12).
[3]霍奕宇.机械产品质量检验方法及准确度研究[J].山东工业技术. 2018,(12)
[4] 王春秀.机械产品质量控制[J].技术经济与管理研究，2013，06.