Mechanische trillingen

1
Mechanische trillingen

• LES 7 SPM EN ORBITAALANALYSE

Patrick Guillaume E-mail patrick.guillaume_at_vub.
ac.be Tel. [phone]
2
Labos

• Labos akoestiek
• 1 Geluidsabsorptie en geluidsisolatie
• 2 Ontwerpen van een uitlaatsysteem
• 3 Geluidsvermogenbepaling
• Labos trillingen
• 4 Modale analyse
• 5 Trillingen van een tandwielkast
• 6 Oefening
• Trillingsdempers
• Diagnose van trillingsproblemen
• Normen effect trillingen op het menselijk lichaam

3
Schok-Puls-Methode (SPM)
4
Schok Puls Methode (SPM)
5
Werkingsprincipe SPM

• Schokgolfanalyse
• n toerental
• d diameter as

6
Opvolging van een lager met SPM
7
Evolutie beschadiging van de loopringen
8
Correcte montage van de hoogfrequente opnemer
9
Orbitaalanalyse

• Basisopstelling

10
Orbitaalanalyse
11
Orbitaalanalyse

• Verschillende stijfheid in horizontale en
  verticale richting
• Voorwaartse en achterwaartse orbitalen

12
Orbitaalanalyse

13
Orbitaalanalyse
gtgt wt linspace(0,2pi,512)' gtgt r exp(iwt)
0.5exp(-iwt) gtgt polar(angle(r),abs(r))
14
Orbitaalanalyse

• 
  Voorwaartse orbitaal
• 
  Achterwaartse orbitaal

15
Orbitaalanalyse

• 2de orde of subharmonische compontenen

gtgt wt linspace(0,4pi,512)' gtgt r
exp(iwt)exp(2iwt) gtgt polar(angle(r),abs(r))
gtgt wt linspace(0,2pi,512)' gtgt r
exp(0.5iwt)exp(iwt) gtgt polar(angle(r),abs(r))
16
Orbitaalanalyse

• Wrijving
• Impacts

17
Onderhoudsstrategieën
18
Onderhoudsstrategieën
19
Onderhoudsstrategieën
Preventief periodiek onderhoud
Accidenteel onderhoud
Predictief condition-based onderhoud
20
Onderhoudsstrategieën
21
Interpretatie volgens normen

• Normen betreffende relatieve metingen
• API normen (American Petroleum Institute)
• Piekwaarde (maximale uitwijking) lt
  max(32.751200/toerental, 50?m)
• Absolute trillingsmetingen
• ISO 2372 (BS 4675, VDI 2056)
• RMS metingen (mm/s) tussen 10 en 1000 Hz

22
Op basis van normen ISO Norm

• Opdeling in klassen afhankelijk van
• Vermogen
• Fundering
• Werkingsprincipe

Niet toelaatbaar Ernstig Toelaatbaar Goed
23
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

24
Op basis van regelmatige metingen Trend Analyse

• De badkuipcurve

25
Monitoring
26
Monitoring

• Logaritmische frequentie-as

27
Trillingstesten

• Statische ? dynamische testen
• Oorsprong
• Luchtvaart
• Ruimtevaart
• Nu
• Automobiel industrie
• Machinebouw
• Elektronica
• Domeinen
• Kwaliteitscontrole
• Dynamische eigenschappen structuren
• Omgevingstesten
• Betrouwbaarheid
• Levensduur
• Belangrijkste trillingstesten
• (Swept) Sine Testing

28
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
  60C
• 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)

29
Excitatie

• Excitatie signalen
• 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)

30
Shaker Triltafel

• Permanente magneet (tot 200 N)
• Electro-magneet

31
Acceleration vs Frequency
32
Sine Testing
33
Sine Testing Setup
34
Acceleration Profile Sine Testing
Tri-Band GPRS-GSM PC Card
35
Random Testing
36
Random Testing Setup
37
Random Testing
Wireless Pack for GSM/GPRS
DPU SOLCON
38
Acceleration Profile Random Testing
Generator
Acceleration
39
Vermoeiingsproeven
40
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

41
The Cube Exciter - 6 Degrees of Freedom