Mechanische trillingen LES 7 – SPM EN ORBITAALANALYSE Patrick Guillaume E-mail: patrick.guillaume@vub.ac.be Tel.: 02/6293566 11/19/2018 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Labo’s Labo’s akoestiek Labo’s trillingen 1 : Geluidsabsorptie en geluidsisolatie 2 : Ontwerpen van een uitlaatsysteem 3 : Geluidsvermogenbepaling Labo’s trillingen 4 : Modale analyse 5 : Trillingen van een tandwielkast 6 : Oefening Trillingsdempers Diagnose van trillingsproblemen Normen: effect trillingen op het menselijk lichaam MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Schok-Puls-Methode (SPM) MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Schok Puls Methode (SPM) MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Werkingsprincipe SPM Schokgolfanalyse n toerental d diameter as MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Opvolging van een lager met SPM MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Evolutie beschadiging van de loopringen Freq. (Hz) Accel. (m/s2) 30kHz – 300kHz Achtergrondtrillengen Microscheurtjes Kleine scheurtjes Beschadiging MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Correcte montage van de hoogfrequente opnemer MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Orbitaalanalyse Basisopstelling MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Orbitaalanalyse MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Orbitaalanalyse Verschillende stijfheid in horizontale en verticale richting Voorwaartse en achterwaartse orbitalen MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Orbitaalanalyse MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Orbitaalanalyse >> wt = linspace(0,2*pi,512)'; >> r = exp(i*wt) + 0.5*exp(-i*wt); >> polar(angle(r),abs(r)) MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Orbitaalanalyse Voorwaartse orbitaal Achterwaartse orbitaal MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Orbitaalanalyse 2de orde of subharmonische compontenen >> wt = linspace(0,4*pi,512)'; >> r = exp(i*wt)+exp(2*i*wt); >> polar(angle(r),abs(r)) >> wt = linspace(0,4*pi,512)'; >> r = exp(0.5*i*wt)+exp(i*wt); >> polar(angle(r),abs(r)) >> wt = linspace(0,2*pi,512)'; >> r = exp(0.5*i*wt)+exp(i*wt); >> polar(angle(r),abs(r)) MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Orbitaalanalyse Wrijving Impacts MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Onderhoudsstrategieën MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Onderhoudsstrategieën MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Onderhoudsstrategieën Preventief periodiek onderhoud Accidenteel onderhoud Predictief “condition-based” onderhoud MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Onderhoudsstrategieën MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Interpretatie volgens normen Normen betreffende relatieve metingen API normen (American Petroleum Institute) Piekwaarde (maximale uitwijking) < max(32.75*1200/toerental, 50m) Absolute trillingsmetingen ISO 2372 (BS 4675, VDI 2056) RMS metingen (mm/s) tussen 10 en 1000 Hz MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Op basis van normen – ISO Norm Opdeling in klassen afhankelijk van Vermogen Fundering Werkingsprincipe Niet toelaatbaar Ernstig Toelaatbaar Goed MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Interpretatie volgens normen Nadelen Classificatie van de machine Andere factoren Mechanische impedantie lager van eenzelfde machinetype kan varieren met een factor 10 Frequentie afhankelijkheid – interpretatie aan de hand van breedbandige metingen kan gevaarlijk zijn MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Op basis van regelmatige metingen – Trend Analyse De badkuipcurve MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Monitoring RMS Date MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Monitoring Logaritmische frequentie-as MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Trillingstesten Statische dynamische testen Oorsprong Nu Domeinen Luchtvaart Ruimtevaart Nu Automobiel industrie Machinebouw Elektronica … Domeinen Kwaliteitscontrole Dynamische eigenschappen structuren Omgevingstesten Betrouwbaarheid Levensduur Belangrijkste trillingstesten (Swept) Sine Testing Random Testing Shock Testing
Omgevingstesten: Voertuig proefstand (Flanders’ Drive) Deze proefstand wordt gebruikt voor het testen van voertuigen of onderdelen bij gesimuleerde wegbelasting en klimatologische condities. Vier verticale en twee horizontale actuatoren zorgen voor het aanleggen van de wegbelasting op de wielen van het voertuig. Een grote variëteit aan testen is mogelijk door de verschillende omgevingsfactoren (temperatuur, vochtigheid en zonlicht) die kunnen worden ingesteld in de testcel. Omschrijving mogelijkheden: Algemene structurele testen, geluid, trillingen, ride & handling Squeak & rattle test in temperatuur van -40 … +60°C Personenwagens en lichte vrachtwagens tot 5 500 kg (van SMART tot FORD TRANSIT) 4 actuatoren, 4 wielen + 2 longitudinale actuatoren Zonnelichtsimulatie volgens DIN 75220 (inclusief vochtregeling) MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Excitatie Excitatie signalen Excitatie apparatuur Sinusexcitatie Constante frequentie Variabele frequentie (SWEEP) Lineair Logaritmisch Ruis (Random) ASD (Acceleration Spectral Density) Opgemeten signalen in situ Excitatie apparatuur Mechanisch Elektromagnetisch Hydraulisch (0 – 20 Hz) MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Shaker – Triltafel Permanente magneet (tot 200 N) Electro-magneet m F MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Acceleration vs Frequency MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Sine Testing MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Sine Testing Setup MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Acceleration Profile – Sine Testing Tri-Band GPRS-GSM PC Card MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Random Testing MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Random Testing Setup MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Random Testing Wireless Pack for GSM/GPRS DPU – SOLCON MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Acceleration Profile – Random Testing Generator Acceleration MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Vermoeiingsproeven MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
Vermoeiingsproeven: Ophangingssimulator (Flanders’ Drive) Met deze simulator kan de duurzaamheid van verschillende delen van de ophanging of de levensduur van een volledige ophangingstrein getest worden. De proefstand is een full-range simulator, waarbij zowel de volledige ophangingsas als onderdelen ervan kunnen getest worden op levensduur, geluid en trillingen. En dit bij zowel kleine wagens als bestelwagens tot 5 500 kg. Details van de simulator: Twee wielen Zes vrijheidsgraden per wiel Wielsimulatie: acceleratie/deceleratie bochten/sturing en de beweging van de ophanging MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005
The Cube Exciter - 6 Degrees of Freedom MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 7, 2005