1、第 1 页 共 13 页产品名称 VGH-44 代号 1101003Z 所属分系统 对接机构问题发生时间 20110418 问题发生地点 149 六车间测试间问题分类 设计 工艺 软件 操作 器材 设备 环境 其他 （1）问题概述2011 年 4 月 18 日 149 厂进行 XX-10 差动组合热循环试验，在第一个循环低温（先高温后低温）-40出现 VGH-44 环位置传感器（产品编号：1101003Z）5 号触点与 7 号触点不导通问题。针对该问题 XXX 所、XXX 厂及 XXX 厂相关设计、工艺、质量和操作人员进行现场排查。首先确认 XX-10 差动组合各传动部件工作无异常，VGH-4
2、4 环位置传感器工作在触发区。接着对工艺电缆进行导通检查，工艺电缆高低温下导通均正常。然后分别采用 FLUCK 表和 5V、20mA 的电气负载进行测试， 5-7 号触点在低温-40下依然不导通。在试验和整个故障排查过程中，1-7、 2-7、3-7、4-7 和 6-7 触点在高低温环境下均一直导通，表明 7 号触点相关线路导通正常。传感器结构图见图 1。图 1 传感器结构示意图第 2 页 共 13 页（2）问题定位对 VGH-44 环位置传感器 5 号触点低温-40不导通问题进行 FTA 分析，建立如下故障树如图 2 所示。 CGQ-37环 位 置 传 感 器 5号 触 点 低 温 -40 不
3、 导 通X1导 线 与 插 座 插针 虚 焊 X2导 线 与 弹 簧 片虚 焊 X4导 线 断 裂X3弹 簧 片 接 触 压力 不 足图 2 VGH-44 环位置传感器 5 号触点低温 -40不导通故障树下面对 VGH-44 环位置传感器 5 号触点低温 -40不导通故障树所有底事件逐一排查。1、X1 导线与插座插针虚焊对环位置传感器故障件进行 X 光拍摄和开盖检查，插座 5 号插针焊点焊锡饱满，外观光滑。同时将 5 号导线从靠近插座焊点根部剪断，进行低温-40故障件插座插针和插针引出导线段导通检查，结果导通正常，因此可排除底事件 X1。2、X2 导线与弹簧片虚焊对环位置传感器故障件进行 X
4、光拍摄和开盖检查，5 号弹簧片与导线焊点焊锡饱满，外观光滑。同时将 5 号弹簧片根部引出一根新导线（导线导通经检查均导通） ，在低温-40 检查 5-7 的导通情况，仍不导通。因此可排除底事件 X2。3、X3 接触压力不足故障件返回 128 厂后，按照原测试方法复测了接触压力（见表 1） ，发现 5 号触点第 3 页 共 13 页压力仅为 23g，其余均在 30g 以上，并无变化。因此不可排除底事件 X3。表 1 故障件返厂后接触压力与出厂时接触压力对比表点号 1 2 3 4 5 6 7 8 9装配记录 34g 33g 34g 33g 20g 32g 30g 33g 33g复测结果 34g 3
5、3g 34g 33g 23g 32g 30g 33g 33g4、X4 导线断裂对环位置传感器故障件进行 X 光拍摄和开盖检查，5 号导线无折痕、无断丝，导线绝缘层完整光滑，无破损。同时将 5 号弹簧片根部引出一根新导线（导线导通经检查均导通） ，在低温-40检查 5-7 的导通情况，仍不导通。因此可排除底事件 X4。综合上述分析可知，5 号点低温-40不导通问题由 5 号点接触压力不足所致。为了进一步细化 FTA 分析工作，针对接触压力不足这一问题建立故障树如图 3 所示。 CGQ-37环 位 置 传 感 器 5号 弹 簧 片 接 触 压 力 不 足X1零 件 不 合 格 X2接 触 压 力
6、设 计不 足弹 簧 片 接 触 压 力 下 降弹 簧 片 弹 性 下 降 弹 簧 片 安 装 状 态 变 化X3接 触 压 力 设 计过 大 至 弹 簧 片塑 性 变 形 X4力 学 或 温 度 环境 所 致 X6渗 入 安 装 部 位的 环 氧 胶 固 化引 起X5螺 钉 徒 手 拧 紧（ 手 感 较 松 ）图 3 VGH-44 环位置传感器 5 号触点接触压力不足的故障树下面针对接触压力不足底事件 X1X6 进行逐一排查。第 4 页 共 13 页1、X1 零件不合格复查故障件产品零件出库记录，装配时均有合格证；环位置传感器故障件开盖后，对 5 号弹簧片、芯轴和安装底座等关键零件的相关尺寸进
7、行复测，零件均合格。因此可排除底事件 X1。2、X2 接触压力设计不足设计文件要求最终的接触压力为 0.2N0.4N，可以满足产品使用要求，由于簧片的根部已固接在底座上，簧片可活动的质量约 0.01g，最大冲击加速度为 500g（鉴定级） ，故最大拉力为 0.05N，因此对最小的接触压力 0.2N 无影响；另外通过试验获得温度环境50对接触压力的最大影响为 0.020.03N；0.020.03N 为簧片材料可承受的弹性变形，不会引起塑性变形，因此对于接触压力 0.2N0.4N 的设计要求，满足使用要求，因此可排除底事件 X2。3、X3 接触压力设计过大至弹簧片塑性变形接触片的材料为铍青铜 QB
8、e1.9，该材料经过热处理后的屈服强度为 750MPa，能够承受的最大负荷为 ，大于设计规定的接N79.0175105.962.163232 ）（LbhP触压力上限值 0.4N。因此，可排除底事件 X3。4、X4 力学或温度环境所致进行振动试验时，由于簧片的根部已固接在底座上，簧片可活动的质量约0.01g，最大冲击加速度为 500g（鉴定级） ，故最大拉力为 0.05N，因此对最小的接触压力 0.2N 无影响；另外通过试验获得温度环境50对接触压力的最大影响为0.020.03N，为簧片材料可承受的弹性变形，不会引起塑性变形，因此对于接触压力大于 0.2N 以上的簧片，在力学、温度环境中不会导致
9、压力下降。第 5 页 共 13 页另外，对环位置传感器鉴定件（1011005Z）19 号触点弹簧片接触压力进行复测（见表 2） 。从表 2 可以看出，环位置传感器鉴定件在经历鉴定级冲击、振动和热循环试验并时隔 4 个月后弹簧片接触压力没有明显变化，可见力学和温度环境对产品的弹簧片接触压力无影响。因此可排除底事件 X4。表 2 鉴定件（1011005Z）弹簧片 19 号接触压力复测结果点号 测试时间 1 2 3 4 5 6 7 8 9装配记录 2010.12.20 31g 29g 28g 30g 29g 30g 28g 31g 27g复测结果 2011.04.26 31g 29g 28g 30g
10、 29g 30g 28g 31g 27g5、X5 螺钉徒手拧紧（手感较松）如果固定弹簧片的螺钉徒手拧紧较松的情况下，流淌性较好的 E-44 环氧胶会流入弹簧片和垫片（安装于底座上）之间，而胶液固化后会增大弹簧片和垫片的间隙并抬高弹簧片使接触压力下降。针对以上可能性，新装配一台 VGH-44 环位置传感器验证件，并测量点胶前后的接触压力（见表 3） 。表 3 VGH-44 验证件弹簧片接触压力点胶前后对比点号 徒手拧紧后（手感较松） 接触压力 第一次点胶（小胶）后接触压力 第二次点胶（大胶） 后接触压力1. 20g 9 g 9 g2. 21g 20 g 20 g3. 15g 12 g 12 g4
11、. 12g 9 g 9 g5. 20g 13 g 2 g6. 10g 10 g 10 g7. 20g 11 g 11 g8. 20g 9 g 3 g9. 10g 3 g 4 g从表 3 可以看出，在螺钉徒手拧紧较松的情况下，点胶前后接触压力下降最大达90。而 VGH-44 环位置传感器装配时，操作工人凭手感拧紧。因此，底事件 X5 不能排除。6、X6 渗入安装部位的环氧胶固化引起。第 6 页 共 13 页如果固定弹簧片的螺钉徒手拧紧较松的情况下，流淌性较好的 E-44 环氧胶会流入弹簧片和垫片（安装于底座上）之间，而胶液固化后会增大弹簧片和垫片的间隙并抬高弹簧片使接触压力下降。在螺钉徒手拧紧较
12、松的情况下，胶液对接触压力的变化情况见表 3。因此底事件 X6 不能排除。综上所述，VGH-44 环位置传感器低温-40不导通的故障原因定位为弹簧片接触压力不足，而引起弹簧片接触压力不足的原因为弹簧片固定螺钉徒手拧紧较松，胶液流入弹簧片和垫片之间，胶液固化后使弹簧片的安装面抬高，从而使弹簧片接触压力降低，引起弹簧片接触压力不足（胶最后固化未再测试接触压力） 。（3）机理分析一、低温下不导通的机理分析通过问题定位，5 号点低温-40不导通问题由 5 号点接触压力不足所致，接触压力只有 23g，低温-40 -50，底座材料为聚醚酰亚胺，材料的线膨胀系数较其他与之配合的零件件线膨胀系数大，底座会成扇
13、形收缩，此时接触压力会减小，在接触压力较小情况下，甚至完全脱落芯轴接触片，出现不导通现象。通过计算，弹簧片变形 0.03mm 时会产生 2g 的接触压力。低温下零部件间的相对位置会出现变化，当芯轴与底座之间安装弹簧片高度出现约 0.03mm 以上变形量时，就会出现不导通现象（见图 4） 。第 7 页 共 13 页图 4 低温下不导通示意图编号为 1101003Z 的环位置传感器是通过验收检验合格的产品，其中验收检验包括热循环试验，在 128 厂低温（-50）试验没有出现不导通现象，而在 149 厂随差动组合进行热循环试验时反复出现不导通现象。通过分析及验证，原因主要与环位置传感器的安装状态相关
14、。产品从差动组合拆下来后，在 149 厂按不同状态摆放进行低温验证，在接触弹簧片垂直地面时（图 5） ，故障现象消失。当接触弹簧片平行地面且在芯轴上方时（图6） ，故障现象复现。因此，产品所处状态会影响故障现象的出现。由于传感器验收试验时安装位置的随机性，未发现该故障；而装差动组合后，安装情况同图 6，故出现故障。图 5 弹簧片垂直地面安装时（无故障）第 8 页 共 13 页图 6 弹簧片平行地面安装时（有故障）二、接触压力下降的机理分析通过问题定位，引起弹簧片接触压力不足的原因为在弹簧片固定螺钉徒手拧紧较松，胶液流入弹簧片和垫片之间，胶液固化后使弹簧片的安装面抬高从而使弹簧片接触压力降低（图
15、 7） 。图 7 接触压力下降示意图当点完小胶后，测量接触压力，由于螺钉仅在两侧受到胶液的固紧及螺钉面压紧，螺钉徒手拧紧较松时，点大胶时胶液将沿着接触弹簧片、垫片或螺钉的缝隙渗透，烘干后将接触弹簧片完全固紧，此时接触压力将固定在力平衡状态。将故障件的 5 号触第 9 页 共 13 页点拆下后观察，肉眼清晰可见接触弹簧片下有透明的胶层，通过在 50 倍显微镜下测量，胶层厚度为 0.2mm（见图 8） 。证明胶液进入接触弹簧片底部固化后，将簧片抬起导致接触压力下降，经计算，0.2mm 的高度对接触压力的减小约为 18g 左右，因此，点大胶后使原来的接触压力由 20g 减小到 23g 左右。图 8
16、故障件 5 号触点分解后胶层情况因此，导致 5 号点低温下不导通的机理为：胶液固化后使弹簧片的安装面抬高从而使弹簧片接触压力降低，引起接触压力不足。在低温试验中，由于零件的收缩致使弹簧片的接触压力进一步下降至最后脱开。（4）问题复现一、低温-40不导通现象的复现对于接触压力不足，仅为 23g 的 5 号接触点，在 149 厂的低温箱中-40多次出现不导通，故障现象多次复现。二、接触压力下降的复现用 VGH-44 的试验件（技术状态与正样件一致） ，装配 9 个触点，徒手拧紧（手感较松） ，然后测试接触压力，第一次点胶和第二次点胶后分别记录接触压力，记录见下表 4。第 10 页 共 13 页表
17、4 VGH-44 验证件接触压力点胶前后对比接触点好 徒手拧紧（手感较松）螺钉的接触压力第一次点胶后的接触压力 第二次点胶后的接触压力10. 20g 9 g 9 g11. 21g 20 g 20 g12. 15g 12 g 12 g13. 12g 9 g 9 g14. 20g 13 g 2 g15. 10g 10 g 10 g16. 20g 11 g 11 g17. 20g 9 g 3 g18. 10g 3 g 4 g从表 4 看出，接触压力在点小胶后 1、8 号点减小了 11g。表明螺钉未拧紧到手感很紧的情况下，涂 E-44 环氧胶后，胶液会对接触压力有影响。第一次点胶后 9 个接触点有 5
18、 个接触点压力减小了一半以上。第二次点胶后测试有两个点接触压力下降，5号点从 13g 变为 2g。由于徒手拧紧手感较松，E-44 环氧胶的流淌性好，胶液进入簧片底部（见图 9） ，将簧片抬起，导致接触压力下降，因此该现象复现。图 9 进入簧片下方垫片上的胶液层（5）采取的措施及验证工艺出更改单（更改单号为 2011 装配改-018）明确接触压力测试时机为最后一道点 E-44 环氧胶，即封盖前，并记录实测数据。鉴定件（编号 1011005Z）产品的接第 11 页 共 13 页触压力根据原始记录是最后一道 E-44 环氧胶后测试的，复测鉴定试验后的接触压力稳定无变化（见表 1） 。因此，簧片的安装
19、被胶液紧固后，接触压力不会再受到影响，措施明确有效，无需再验证。（6）举一反三一、VGH-44 传感器的举一反三复查装配原始记录，编号为 1011002Z、1011003Z、1011004Z 的产品接触压力数据为点第二次固化胶后，即封盖前的结果（该三台产品为 2010 年 11 月 VGH-44 环位置传感器 3 号触点不导通技术问题归零后装配，接触压力的测试时机为 128 厂杨登志制定，过程中沈晓鹏跟产，操作刘小皿徒手记录（记录另见附页） ；并且经 128 厂杨登志、805 所沈晓鹏、128 厂操作刘小皿一起进行了再次对原始记录进行了再回想确认） ，因此接触压力为封盖前的最终状态，无类似故障
20、件的情况，本次定位对这三台产品无影响，见表 5。表 5 VGH-44 环位置传感器举一反三情况列表产品编号 接触压力测试时机 装机产品 备注1011004Z 点大胶后，封盖前 XX-81011003Z 点大胶后，封盖前 XX-91101002Z 点大胶后，封盖前 差动组合可靠性件本次定位对该产品无影响1101003Z 拧紧后，最后点大胶前 故障件 按照新要求返修1102001Z 拧紧后，最后点大胶前 XX-1030g 为螺钉完全拧紧状态，胶液不会进入簧片底部，对接触压力无影响。可以继续装机使用。对于装 xx-10 的编号为 1102001Z 的 VGH-44，产品接触压力为 32g34g。通过
21、验证簧片安装到位后，螺钉完全拧紧，接触压力一般为 30g 左右，通过复测故障件其余（除 5 号触点外）各点的接触压力，与胶固化后的数据（表 1）对比无变化，另外通过安装新簧片测试发现，30g 左右为螺钉完全拧紧状态后的接触压力。螺钉完全拧紧第 12 页 共 13 页后，胶液不会进入簧片底部（图 10 和图 11 ） ，因此对接触压力无影响。因此装 xx-10的 1102001Z 产品可以继续装机使用。图 10 故障件 4、7#（均大于 30g）触点拆后垫片正视图图 11 故障件 4、7#（均大于 30g）触点拆后垫片侧视图二、其他传感器的举一反三经复查工艺文件，其余 CGQ-35 B 型环失衡
22、传感器、 CGQ-34 A 型环失衡传感器、CGQ-38 捕获锁电动传感器和 AK-37 系列行程开关，接触压力的测试时机均在最后一道点 E-44 环氧胶后，封盖前进行接触压力的测试，无类似本次 VGH-44 的工艺问题。（7）结 论VGH-44 环位置传感器 5 号点-40不导通问题定位明确，机理分析清楚，采取措施可行。第 13 页 共 13 页第 14 页 共 13 页（8）质量部门意见；签名： 日期：（9）质量监督代表意见：签名： 日期：（10）承制单位负责人意见： 签名： 日期：（11） 805 所意见：签名： 日期：（12） 备注：名称：VGH-44 环位置传感器5 号触点低温-40不导通问题技术归零报告编 写： 校 对： 审 核： 审 定： 会 签： 批 准： 同 意： XXXXXXXX 厂2011 年 4 月 27 日
