Стоимость проверки ходовки авто

Проверка состояния ходовой части – сложный и трудоемкий процесс, требующий особого внимания, поскольку от этого зависит техническое состояние автомобиля и безопасность во время вождения. В автосервисе «Астор» работают мастера своего дела, а профессиональное оборудование дает возможность проводить качественную диагностику и ремонт любой сложности. Также наша цена на диагностику ходовой части автомобиля в Санкт-Петербурге вас непременно приятно удивит.

Воспользоваться услугами центра «Астор» могут все жители Санкт-Петербурга. Особенно удобно к нам добираться автовладельцам Московского, Фрунзенского районов, Купчино.

Присоединяйтесь

Для вас

Диагностика NVH на современных автомобилях

За последнее столетие мир стал еще более механизированным. Этот механизированный мир включает в себя машины, которые позволяют выполнять работу и силу. Для передачи мощности или энергии от одного компонента к другому используется вращательное движение. С этим движением силы от одного источника к другому приходят вибрация и звук.

Вибрация, резкость, звук и шум

Вибрация и звук одинаковы в том, что обе они являются частотами. Когда мы рассматриваем вибрацию, это частота, которая движется через механические средства, создающие механическую силу. Когда мы рассматриваем звук, это частота вибрации, которая движется в воздухе или другой среде и может быть услышана, когда она достигает уха человека или чувствительного устройства (например, микрофона).

Любая передача мощности или энергии механическими средствами производит вибрацию и звук. Этот фундаментальный принцип будет важен при решении проблем с вибрацией и звуком автомобиля. Теперь, когда мы установили, что все транспортные средства производят вибрацию и звук, необходимо понимать разницу между вибрацией и резкостью, а также разницу между звуком и шумом.

Шум, вибрация и жесткость (NVH) становятся все более серьезной проблемой для инженерных групп, работающих с современными автомобилями. Современный автомобиль спроектирован и спроектирован так, чтобы уменьшить вибрацию и звук внутри автомобиля. Таким образом, любая дополнительная вибрация и/или шум намного легче распознаются пассажирами автомобиля.

Современные автомобили бывают разных размеров и весовых категорий. Поэтому вибрация и шум от каждого автомобиля будут разными. Например, вибрация и/или шум роскошного седана будут намного меньше, чем вибрация и/или шум 1-тонного грузовика. Каждое транспортное средство имеет разные конструктивные показатели приемлемого уровня вибрации и шума. Итак, во-первых, нужно знать, что является нормальным для диагностируемого автомобиля. При этом большинство автомобилей, которые привозят вам для диагностики, имеют определенные проблемы с вибрацией и/или шумом.

Давно известно, что вращающиеся компоненты могут создавать нежелательные вибрации. Когда эти вибрации создаются компонентами внутри транспортного средства, может быть очень трудно определить, откуда они исходят. Транспортные средства содержат множество вращающихся компонентов: шины, колеса, ступицы, роторы, барабаны, полуоси, карданные валы, трансмиссии, дифференциалы, насосы, генераторы и двигатели, и это лишь некоторые из них. Эти компоненты сбалансированы, чтобы гарантировать, что они не будут создавать вибрации. Однако из-за дисбаланса, износа или плохой конструкции в транспортных средствах могут (и будут) присутствовать вибрации. Вопрос в том, как найти причину проблемы.

Научный подход к анализу вибраций

Возможно, лучший способ локализации этих вибраций — это глубокое понимание того, как возникают эти вибрации и/или шумы. Чтобы понять это, нам нужно понять, какие компоненты транспортного средства вращаются и с какой скоростью они вращаются. Итак, сначала давайте посмотрим на скорость вращения шины/колеса. Размер шин указан на боковине шины. Например, шина с маркировкой 285/75R16 имеет ширину 285 миллиметров, высоту 213,75 мм (75 процентов ее ширины) и предназначена для 16-дюймового обода. Окружность этой шины необходимо рассчитать, чтобы узнать скорость вращения шины. Уравнения для расчета показаны, но, пожалуйста, не увлекайтесь математикой; просто поймите ( Рисунок 1 ).

Зная окружность шины, можно рассчитать скорость вращения шины/колеса. В миле 63 360 дюймов, поэтому разделите дюймы в миле на длину окружности шины; 63 360/103,13 = 614,37. Возьмите сумму и умножьте ее на скорость автомобиля: оборот шины на милю 614,37 x 60 миль в час = 36862 оборота в час. В одном часе 3600 секунд, поэтому разделите число оборотов шины в час на 3600; 36862/3600 = 10,23 оборота шины в секунду или 10,23 Гц частоты вращения шины. Чтобы рассчитать число оборотов шины в минуту (об/мин): 10,23 Гц x 60 с = 614 об/мин шины.

Теперь, когда у вас есть скорость вращения компонента (шины и колеса), как бы вы ее использовали? При скорости 60 миль в час шина и колесо совершали 10,23 оборота в секунду. Теперь, когда эта величина известна, вам понадобится способ измерения вибрации. Вибрация — это величина, на которую частота перемещается через механические средства, создающие механическую силу.

Частота шины при скорости 60 миль в час составляет 10,23 Гц, поэтому при измерении необходимо проверить силу, действующую на этой частоте.

Вибрация – это механическая сила, создающая частоту

Для проверки силы нам понадобится датчик, который может обеспечить такое измерение. Акселерометры являются одним из таких датчиков, которые могут считывать механическую силу. Акселерометр — очень чувствительное устройство, которое может измерять правильное ускорение. Собственное ускорение — это ускорение или скорость, с которой объект изменил свою скорость. Например, акселерометр, покоящийся на поверхности Земли, будет измерять ускорение, вызванное гравитацией Земли.

Типичные акселерометры состоят из нескольких осей (две для определения двухмерного движения с опцией третьей для трехмерного [3D] позиционирования). Акселерометры, используемые для NVH, являются трехмерными и могут считывать силу в трех плоскостях движения (X, Y и Z). В системе координат X-Y-Z ось X идет спереди назад, ось Y идет слева направо, а ось Z идет сверху вниз.

С помощью акселерометра, установленного на транспортном средстве, и способа контроля плоскостей X-Y-Z можно рассчитать силы, действующие на шину/колесо. Акселерометр будет считывать силы, которые присутствуют там, где установлено устройство. Допустим, акселерометр установлен на монтажном кронштейне сиденья водителя. В этом положении датчик будет считывать силы, которые может ощущать водитель (9).0005 Рисунок 2 ). Эти данные контролируются с помощью персонального компьютера (ПК) и аналого-цифрового преобразователя (АЦП). АЦП — это то, что мультиметр и/или осциллограф используют для считывания уровней напряжения.

Данные акселерометра показывают движение датчика, и, поскольку он прикреплен к автомобилю, они показывают каждое движение автомобиля. Более того, в этой конфигурации данные показывают повторяющееся движение автомобиля. Таким образом, если шина/колесо в сборе не сбалансированы, они будут производить повторяющиеся движения со скоростью вращения шины/колеса. В данном примере это 10,23 Гц.

Расшифровка секретного сообщения

При анализе этой формы волны становится ясно, что нам очень сложно, если вообще возможно, определить, какой будет частота движения. Поэтому нам понадобится алгоритм для разблокировки частоты из выходных данных этого акселерометра. Этот алгоритм называется «быстрым преобразованием Фурье» (БПФ). Анализ Фурье преобразует сигнал из его исходной области, которая в данном случае представляет собой механическое движение во времени, в представление в частотной области в Гц. Поскольку в этом примере мы знаем, что сборка шина/колесо вращается с частотой 10,23 Гц, если мы преобразуем эти данные акселерометра, чтобы найти повторяющееся движение, мы можем сравнить выходные данные этих данных с частотой 10,23 Гц, как показано (9).0005 Рисунки 3, 4 ). В Рисунок 3 шины отбалансированы. В Рисунок 4 шина разбалансирована.

Это транспортное средство движется со скоростью 60 миль в час на обоих рисунках 3 и 4 . Нижняя горизонтальная шкала указывает Гц, вертикальная шкала слева указывает амплитуду. Итак, нам нужно найти позицию 10 Гц на нижней шкале. Теперь найдите амплитуду на шкале слева. Понятно, что амплитуда в Рисунок 4 намного выше амплитуды Рисунок 3 . В этом разница между вибрацией и резкостью. На рисунке 3 показана вибрация (помните, что все автомобили производят вибрацию). Но Рисунок 4 демонстрирует резкость. Это вибрация, превышающая расчетный порог производителя. Это чрезмерная вибрация, которую распознают пассажиры автомобиля.

Проблема с расположением этого акселерометра заключается в том, что теперь мы знаем, что шина/колесо в сборе имеют проблемы с жесткостью, но какое колесо? Так что в основном это не лучше, чем хороший техник, потому что хороший техник может почувствовать частоту этой вибрации и определить, соответствует ли она скорости вращения шины/колеса. Что нужно знать, так это то, какая шина / колесо в сборе создает вибрацию. Чтобы это произошло, нам нужно изменить место установки акселерометра. Если мы установим акселерометр на каждом компоненте подвески для каждой шины/колеса в сборе, мы сможем быстро определить, какие шины/колеса в сборе создают проблему вибрации и жесткости. RL (зеленая кривая) имеет более высокую амплитуду, чем другие кривые, это указывает на то, что RL создает вибрацию ( Рисунок 5 ).

В этом примере установлено четыре акселерометра (по одному на каждом компоненте подвески шины/колеса). Данные собираются одновременно. Это важно, потому что во время проблемы жесткости все транспортное средство вибрирует. Все датчики вибрации необходимо контролировать одновременно и сравнивать друг с другом. Если одновременно используется только один датчик, будет очень сложно определить, какая шина/колесо в сборе создает вибрацию. Например, в сборке со сплошной осью вибрация с обеих сторон вызывает вибрацию всей сплошной оси. Вам понадобится датчик на каждом конце оси, чтобы определить, какой датчик имеет наибольшую амплитуду. Это, в свою очередь, позволяет определить, какая из шин/колес в сборе создает вибрацию. Следовательно, чтобы проанализировать, откуда исходит вибрация на транспортном средстве, потребуется акселерометр на каждом из углов подвески; Передний левый (FL), Передний правый (FR), Задний левый (RL) и Задний правый (RR).

При такой конфигурации акселерометра вибрации тормозов также могут быть изолированы от создавшего их компонента тормоза. Когда автомобиль тормозит и чувствуется вибрация, запишите данные. Вы обнаружите, что тормоз, создающий вибрацию, будет иметь большую амплитуду, чем другие тормоза. Тормоз RL (зеленый) создает вибрацию во время торможения ( Рисунок 6 ).

Чтобы найти вибрацию карданного вала, нужно рассчитать скорость вращения карданного вала. Для этого нужно знать передаточное число кольца и шестерни. Поскольку сборка шина/колесо механически соединена с держателем зубчатого венца, зубчатый венец вращается с той же скоростью, что и сборка шина/колесо. Следовательно, если известно передаточное число кольца и шестерни и известна скорость шины/колеса, то можно просто умножить скорость шины на отношение кольца и шестерни.

Таким образом, если скорость шины составляет 10,23 Гц, а передаточное число венца и шестерни составляет 4,56 к 1, 10,23 Гц x 4,56 = 46,64 Гц частота вращения карданного вала. Это показывает, что на этом автомобиле карданный вал вращается 4,56 раза за каждый оборот шины/колеса.

Теперь, когда у нас есть скорость вращения приводного вала в «Гц», мы можем проверить данные, полученные с акселерометра, с помощью БПФ ( рис. 7, 8 ). Это транспортное средство движется со скоростью 60 миль в час как в фигурах 8 , так и в фигурках 9 . Нижняя горизонтальная шкала указывает Гц, вертикальная шкала слева указывает амплитуду. Итак, нам нужно найти позицию 47 Гц на нижней горизонтальной шкале. Теперь найдите амплитуду по вертикальной шкале слева. Ясно, что амплитуда в Рисунок 8 намного выше, чем амплитуда в Рисунок 7. Это разница между вибрацией и резкостью. Рисунок 7 показывает вибрацию; помните, что все автомобили производят вибрацию. Рис. 8 показывает резкость; это вибрация, превышающая расчетный порог производителя. Это чрезмерная вибрация, которую распознают пассажиры автомобиля.

Данные в Рисунок 7 и 8 был взят на полный привод с двумя карданными валами: один на передний дифференциал и один на задний дифференциал. При анализе данных обратите внимание, что показания акселерометров на RL и RR значительно больше по амплитуде, чем акселерометры на FL и FR. Это указывает на то, что задний карданный вал является причиной вибрации. Имейте в виду: если бы на монтажной направляющей сиденья водителя использовался только один акселерометр, вы не смогли бы определить, какой приводной вал вызывает вибрацию и проблемы с резкостью, только то, что вибрация была на скорости приводного вала.

Чтобы определить проблему с вибрацией двигателя, число оборотов в минуту необходимо преобразовать в число оборотов в секунду. Это делается путем деления оборотов на 60 секунд. Итак, если число оборотов в минуту равно 800, то 800 об/мин/60 секунд = 13,33 Гц. Если акселерометр размещен на двигателе, а другие акселерометры размещены рядом с каждой опорой двигателя на раме или несущей конструкции, можно определить неисправность опоры. Опоры двигателя предназначены для поглощения вибрации от двигателя. Например, если вибрация двигателя имеет амплитуду 16 (при 13 Гц), то другие акселерометры должны показывать менее половины амплитуды двигателя или около 8 амплитуд. Это показывает, что опоры двигателя поглощают вибрации двигателя. вибрация. Если показания акселерометра рядом с креплением примерно такие же, как у двигателя, крепление неисправно или находится в затруднительном положении, когда оно не может работать правильно. Чтобы определить, есть ли в двигателе чрезмерная вибрация или пропуски зажигания, увеличьте обороты двигателя. Если вибрация исчезнет, ​​подозревайте пропуски зажигания. Если вибрация усиливается при увеличении оборотов двигателя, подозревайте проблему с балансировкой.

Кроме того, один из ведомых компонентов двигателя может вызывать вибрацию. Если диаметр шкивов известен, то можно рассчитать скорость вращения каждого шкива. Если акселерометр установлен на двигателе, выходные данные акселерометра можно обрабатывать с помощью БПФ. Теперь можно контролировать скорость вращения каждого компонента. Если есть проблема, амплитуда на выходе шкива в Гц является компонентом, создающим вибрацию. Если двигатель создает вибрацию, скорость вращения двигателя (в Гц) будет давать наибольшую амплитуду при этом показании в Гц.

Нравится звук?

Звуки являются частью нормальной работы автомобиля. Когда эти звуки становятся достаточно громкими, чтобы пассажиры могли отличить их от обычной работы, это шум. Происхождение этого шума может быть очень трудно определить. Возможно, один из самых сложных для выделения звуков — это хлопки шасси подвески. Например, это может произойти при наезде на неровности дороги или когда автомобиль въезжает на проезжую часть. Когда происходит хлопок, звук распространяется по всему автомобилю. При прослушивании этого шума его обычно можно локализовать в углу подвески, но кажется, что все компоненты в углу подвески издают один и тот же хлопающий звук.

Когда возникают эти хлопки, гораздо проще найти источник хлопков с помощью микрофонов. Однако, если бы кто-то слушал эти микрофоны, он все равно не смог бы определить происхождение шума. Потому что, когда возникает этот хлопающий шум, он исходит от всех компонентов. Это связано с тем, что все компоненты соединены, а звук проходит через металл легче, чем через воздух. Металл плотнее воздуха, что позволяет звуковым вибрациям проходить через металлы или твердые тела с большей скоростью. Однако, если построить график выходного сигнала микрофона, становится намного проще определить источник хлопка (9).0005 Рисунок 9 ). К системе подвески автомобиля прикреплены четыре микрофона. Желтая дорожка соединяется с нижним шаровым шарниром, красная дорожка соединяется со стойкой, зеленая дорожка соединяется с рулевой тягой, синяя дорожка соединяется с верхней частью стойки. Звук исходит от компонента, который звенит, как колокольчик. Это видно на красной дорожке и указывает на то, что стойка издает хлопающий звук.

Системы NVH автоматически сделают расчеты за вас, так что не беспокойтесь — вам не нужно быть математиком. Если вы можете ввести базовую информацию (например, размер шин), вы сможете научиться быстро находить проблемы с вибрацией и шумом. Транспортные средства, у которых есть проблемы такого типа, являются «производителями денег» для вашего магазина, поэтому не пропускайте эти работы. С правильной системой NVH эти проблемы довольно легко решить.

Вибрация и динамические измерения | Baker Hughes

Почему важен мониторинг вибрации? Вибрация — это язык машин.

Машины всегда пытаются рассказать нам о своих чувствах, но они говорят на своем языке. Если бы мы могли понимать язык машин, наша жизнь была бы намного проще, а жизнь машин — намного дольше. Проще говоря, машин вибрируют из-за действующих на них сил , а характеристики вибрации могут сообщить нам важную информацию об их состоянии .

Измерение вибрации на протяжении многих лет

Оглядываясь назад на историю измерения вибрации, вы можете увидеть двух техников на рисунках ниже, использующих два метода, которые были гораздо более распространены, чем вы думаете.

Техник слева использует метод «Рыбий хвост»:  Также известный как палка вала. Рыбий хвост — это просто кусок дерева с V-образным вырезом, который подходит к вращающемуся валу. Древесина пропитана смазочным маслом, чтобы она не прилипала и не стучала о вал ( небольшое количество дыма от фрикционного нагрева является нормальным ). Техник прижимает палку к вращающемуся валу (осторожно!) и оценивает уровень вибрации на ощупь или с помощью простого механического или электронного датчика, установленного на верхней части палки. Этот метод кажется грубым по сегодняшним меркам, но в то время он обеспечивал некоторый уровень сбора данных о вибрации.

Другой наш техник справа использует метод отвертки:  Он использует отвертку, чтобы изолировать место вибрации в машине. Отвертка обеспечивает токопроводящий путь для передачи слышимой вибрации в ухо техника. Этот метод имеет определенную ценность, но его главный недостаток заключается в том, что он зависит от опыта и памяти техника.

Было непросто количественно определить данные, когда они существуют только как расплывчатое описание звука . Эти два метода не очень чувствительны к небольшим изменениям, и результаты сильно различаются в зависимости от человека, проводящего наблюдение. Они не дают очень надежных указаний на ухудшение состояния машины. В конце концов, машины — наши дети, и мы хотим, чтобы они жили здоровой жизнью! Но вопрос в том, как нам это сделать?

Современные технологии позволяют обнаруживать и записывать сигналы вибрации с помощью электронных датчиков, а не просто прослушивать их с помощью отвертки.

Вибрация машины может сообщить нам важную информацию о ее состоянии, а характеристики вибрации могут помочь нам обнаружить и диагностировать симптомы до того, как они станут серьезными.  Вибрация – это реакция на силы, действующие на машину. Машины вибрируют по-разному, поэтому доступны различные датчики вибрации.

Что такое вибрация?

Эта статья будет посвящена:

• Основы вибрации
• Типы датчиков
• Как выбрать лучший инструмент для вас

Прежде всего, давайте определим вибрацию:

Вибрация представляет собой колебательное движение относительно базовой плоскости измерения и, что наиболее важно, является результатом действия силы.

Как измеряется вибрация?

Вибрация машины обычно измеряется и сообщается в единицах  Смещение ,  Скорость,  и Ускорение .

• Водоизмещение  это пройденное расстояние. Для автомобилей мы используем большие единицы, такие как км или мили. Для вибрации расстояния очень малы, поэтому мы обычно используем микроны (1/1000 мм) или милы (1/1000 дюйма).
• Скорость  – скорость изменения смещения во времени. Для транспортировки мы используем большие единицы измерения, такие как км/ч или мили/ч. Вибрация измеряется в мм/с или IPS.
• Ускорение  – скорость изменения скорости во времени. Для транспортировки мы используем большие единицы измерения, такие как м/с2, фут/с2 или «G», что означает ускорение свободного падения. Для вибрации мы используем м/сек2, дюйм/сек2 или, чаще всего, ускорение свободного падения «G».

Помните  , что вибрация – это не только величина, она также включает в себя направление, подобное направлениям движения автомобиля на восток или запад, или вертикальную ось, измеряемую датчиком вибрации машин, показанным ниже.

Величина, которая имеет как величину, так и направление, называется «вектором», а Перемещение, Скорость и Ускорение являются векторами.

На примере автомобиля; после того, как вы заводите свою машину, вы сначала ускоряетесь с помощью пьедестала ускорения, а затем набираете скорость, чтобы достичь желаемого расстояния. Таким образом, ускорение опережает скорость, а скорость опережает перемещение.

То же самое верно и для машинной вибрации.

График ниже называется графиком временной развертки, который имеет амплитуду на оси Y  и время на оси X . Время увеличивается слева направо, и мы можем видеть, что положительный пик ускорения происходит до скорости, а положительный пик скорости происходит до смещения.

Когда мы измеряем движение корпуса машины, мы измеряем движение, вызванное силами. Эти силы передаются через подшипник на корпус машины, заставляя его ускоряться в соответствии с величиной сил и массой корпуса.

Ускорение (которое является функцией силы) приводит к скорости движения гильзы (которая пропорциональна усталости) и смещению гильзы (которая пропорциональна напряжению).

Что такое вибрационный сигнал?

Раньше спрашивали; «Сколько стоит вибрация?» Действительно! Это все равно, что спросить человека, сколько ему лет, и предположить, что молодой 21-летний человек должен быть в здоровом состоянии. Степень вибрации сама по себе не является показателем исправности машины . Сначала нам нужен контекст.

На самом деле; нам нужно знать 5 параметров, чтобы описать вибрационный сигнал и соотнести их с параметрами процесса, чтобы правильно управлять нашими машинами. Это:

• Прямая амплитуда  – мера суммарной амплитуды исходного сигнала. Например, форма волны на рисунке ниже является прямой или нефильтрованной формой волны, и мы можем измерить амплитуду от пика до пика как 2,9 мил Pk-Pk.

• Частота  — содержание сигнала может дать нам подсказку о том, какая категория возможных неисправностей испытывает машину. Сигнал представляет собой сложную форму сигнала, состоящую из нескольких частот, некоторые опытные техники могут сказать, что это 1X и 5X, однако проще и надежнее получить эту информацию из другого графика, называемого графиком спектра . ( подсказка : есть еще компонент 2X, вы его заметили?)
• nX амплитуда и фаза : Когда мы разбиваем сигнал вибрации на дискретные частотные составляющие, мы можем измерить их амплитуду и фазу. Форма волны на изображении ниже представляет отфильтрованную 1X WF ранее упомянутой формы волны (выше), и мы можем сказать, что амплитуда составляет 2,0 мил пик-пик. Кроме того, сигнал keyphasor®, представленный маленькими точками на осциллограмме, считается эталоном синхронизации. Зная, что полный цикл вибрации составляет 360 градусов, и эта фаза измеряется от события ключевого вектора до следующего положительного пика, мы можем сказать, что фаза составляет ~ 10 градусов.

• Позиция  – это постоянная составляющая датчика смещения, которая будет обсуждаться в разделе этой статьи, посвященном датчику приближения. Информация о местоположении может быть очень важной при анализе некоторых неисправностей машины (например, несоосности и нестабильности).
• Форма или форма —  точно так же, как изображение человека. Мы не можем описывать человека только по его весу и росту. Мы могли бы, но вам было бы трудно опознать человека. Как насчет размера и цвета глаз, прически и длины, носа и многого другого? Знание тонких вариаций в форме вибрации позволяет с большей точностью диагностировать источник, основную причину, а затем принять соответствующие меры. Точно так же данные об амплитуде, частоте и фазе объединяются, чтобы дать нам характерную форму или форму вибрации. Форма вибрационного сигнала может иногда выявлять значительные изменения, которые отдельные измерения сигнала не могут сделать в одиночку.

Датчики вибрации: типы и применение

Таким образом, мы можем измерять вибрацию с точки зрения смещения, скорости и ускорения. Но как нам точно собрать и передать эти измерения?  Какие датчики используются? Как они работают? Знание того, как возник сигнал вибрации, поможет вам диагностировать проблемы с вибрацией и отличить проблемы с приборами от реальных проблем с вибрацией.

Мы обсудим датчики вибрации один за другим, поэтому начнем с смещения.

Датчики смещения

Это типичный датчик приближения Bently Nevada, который состоит из датчика приближения Proximitor, удлинительного кабеля и зонда. Но как это работает? И что делает его бесконтактным датчиком?

Как работают датчики приближения

Датчик Proximitor† выполняет две основные функции: во-первых, как настроенный генератор, генерирующий радиочастотный (РЧ) сигнал. Этот сигнал создает низкоэнергетическое электромагнитное поле вокруг наконечника зонда.

Затем Proximitor† Sensor работает как специальная схема демодулятора, которая преобразует РЧ-сигнал для извлечения пригодного для использования сигнала смещения из обратной связи. Когда в радиочастотном поле присутствует проводящий материал, переменное электромагнитное поле индуцирует небольшие вихревые токи на поверхности вала.  Глубина проникновения вихревых токов зависит от проводимости и проницаемости материала.

Когда стержень (или токопроводящий материал) находится в пределах линейного диапазона зонда, вихревые токи текут по поверхности материала стержня, и амплитуда ВЧ будет меньше. Итак, первый датчик ниже показывает состояние, когда датчик находится очень далеко от вала, что означает, что амплитуда РЧ максимальна. Это условие перед установкой зонда на место.

Когда группа специалистов по приборам устанавливает датчик, они пытаются  удерживать зазор между стержнем и наконечником датчика в середине линейного диапазона , поэтому, когда вал вибрирует по направлению к датчику или от него, он остается в диапазоне, преобразователь может видеть. Это означает, что на поверхности вала теперь генерируется вихревой ток, поэтому на следующем изображении амплитуда РЧ ниже.

Наконец, когда вал вибрирует, как показано ниже, вал приближается и удаляется от зонда, вызывая модуляцию РЧ с той же амплитудой вибрации.

Схема демодулятора (в Proximitor†) извлекает модулирующий сигнал из радиочастотного сигнала.  Как и радио в вашем автомобиле, схема демодулятора выполняет ту же функцию, что и радиоприемник.  Основное отличие заключается в том, что радиоприемник усиливает извлеченный сигнал модуляции (музыку или голос) и воспроизводит его через громкоговоритель для нашего удовольствия от прослушивания, в то время как датчик Proximitor† отправляет извлеченный сигнал вибрации в систему мониторинга вибрации и защиты машин.

Как вы можете видеть на рисунке справа, красная кривая представляет вибрацию как два важных параметра переменного и постоянного тока. Компонент переменного тока представляет собой вибрацию, тогда как компонент постоянного тока показывает, насколько среднее значение переменного тока далеко от нуля. Итак,  составляющая постоянного тока может сказать нам, как далеко находится стержень от наконечника зонда во время вибрации . В «остановленном состоянии» переменный ток будет равен нулю, а постоянный ток покажет нам зазор между зондом и валом.

• Изменяющееся во времени (AC) значение сигнала вибрации
• Среднее (пост.) значение напряжения промежутка

Применение бесконтактных датчиков

Традиционное измерение вибрации — не единственное применение бесконтактных датчиков; их можно использовать для многих других применений:

• Радиальная вибрация —  что представляет собой движение вала, как обсуждалось ранее.
• Осевое или осевое движение —  это произойдет во вращающемся оборудовании и измерениях. Это важный показатель для анализа и защиты. Компрессор справа обычно перемещается справа налево из-за технологической нагрузки, поскольку высокое давление толкает вал в сторону низкого давления.

• Key Phasor —  это опорный сигнал один раз за оборот, используемый для измерения фазы и скорости. Мы можем получить эталон KPH, имея одну метку или выступ в целевой области зонда, который будет давать импульс под тем же углом вала во время вращения. Когда сигнал KPH объединяется с сигналом вибрации, мы можем сказать, под каким углом находился вал, когда он был ближе к датчику вибрации. Это называется абсолютным фазовым углом.
• Падение штока и положение штока —  это специальные измерения для поршневых машин, которые показывают, насколько опустился шток, если измерять только по вертикали, или фактическое положение штока, если измерять двумя датчиками.
• Дифференциальное расширение — измеряет разницу в расширении между ротором и корпусом. Это очень важный параметр для некоторых машин, таких как газовые турбины и паровые турбины.
• Эксцентриситет —  этот показатель представляет изгиб вала. Некоторые машины подвержены изгибу ротора, например, паровые турбины, и нам необходимо измерить, насколько изогнут ротор, прежде чем мы запустим машину. Очевидно, что сильный изгиб может повредить машину во время запуска.

• Линейный диапазон бесконтактных датчиков зависит от диаметра наконечника датчика. Чем больше диаметр наконечника зонда, тем больший линейный диапазон он может измерять. Например, датчик диаметром 50 мм может измерять больший диапазон по сравнению с датчиком диаметром 5 мм. Кроме того, проксимиторы калибруются для определенного целевого материала и длины системы, поэтому длина зонда + длина удлинительного кабеля ДОЛЖНЫ  соответствовать калиброванной длине проксимитора, и мы ДОЛЖНЫ  использовать проксимитор, откалиброванный для целевого материала.

Датчики скорости

• Конструкция : либо датчик с подвижной катушкой, либо акселерометр со встроенной интегрирующей схемой
• Эксплуатация : конструкция с подвижной катушкой имеет автономный источник питания, но для пьезоэлектрической конструкции требуется источник питания

Датчики скорости традиционно использовались для мониторинга состояния оборудования, а в более ранних конструкциях использовалась катушка провода, которая перемещалась относительно постоянного магнита, который вы можете видеть слева. Датчики скорости с подвижной катушкой обеспечивают очень сильный сигнал с низким уровнем шума, что делает их идеальными для низкочастотных приложений .

Новые пьезоэлектрические преобразователи скорости представляют собой просто  акселерометры, которые включают в себя схему интегрирования сигнала внутри корпуса датчика . Эти устройства обеспечивают выходной сигнал, который уже интегрирован в единицы скорости.

Тот факт, что шаг интегрирования ускорения в скорость выполняется бортовой электроникой внутри датчика, исключает вероятность появления помех вдоль полевой проводки между датчиком и системой мониторинга .

Выше вы можете увидеть детали двух датчиков.

Датчики с подвижной катушкой точны только в отношении угла ориентации, для которого они были разработаны. Например. Если датчик, предназначенный для вертикальной работы, установлен горизонтально, тонкие пружины могут позволить катушке физически тянуться к магниту, что приводит к большим ошибкам срабатывания.

Датчики с подвижной катушкой являются «самогенерирующими» устройствами, что означает, что они производят свой сигнал без необходимости внешнего питания.

С другой стороны, в более новых пьезоэлектрических конструкциях вибрация вызывает периодическую деформацию внутреннего пьезоэлектрического кристаллического элемента, что создает разность зарядов между противоположными сторонами элемента. Эта крошечная разница в заряде, связанная с ускорением, усиливается (и интегрируется в скорость с помощью внутренней схемы), и сигнал тока или напряжения может эффективно передаваться по полевому кабелю в систему мониторинга вибрации.

Пьезоэлектрические датчики скорости требуют внешнего питания для работы электронного усилителя и интегральных схем. Однако они являются «твердотельными» устройствами и не имеют движущихся частей, что делает их очень прочными и надежными.

В качестве примечания можно также обнаружить вибрацию с помощью датчика акселерометра, а затем интегрировать сигнал в единицы скорости в приборе для мониторинга вибрации или с помощью программного обеспечения для анализа вибрации. Но преимущество выполнения этой интеграции в самом корпусе датчика заключается в том, что сигналу ускорения нужно пройти очень небольшое расстояние, чтобы достичь схемы интеграции, поэтому вероятность того, что в сигнал будут внесены внешние шумы, гораздо меньше.

Датчики ускорения

В акселерометрах также используется пьезоэлектрический кристаллический элемент, поэтому вибрация вызывает периодическую деформацию внутреннего кристаллического элемента, что, в свою очередь, создает разность зарядов между противоположными сторонами элемента. Эта крошечная разница в заряде, связанная с ускорением, затем усиливается до гораздо большего сигнала тока или напряжения, который может эффективно передаваться по полевому кабелю в систему мониторинга вибрации.

На этих рисунках выше показана разница между  старой конструкцией компрессионного типа слева и новой конструкцией сдвигового типа для пьезоэлектрического акселерометра справа . Чувствительный элемент в компрессионной конструкции зажат между эталонной массой и дном корпуса датчика. Акселерометр сдвигового типа содержит кольцеобразный элемент, закрепленный на цилиндрической стойке. Он окружен кольцеобразной эталонной массой и предварительно натянут прижимной лентой. Датчики сдвигового типа гораздо менее подвержены термическим напряжениям и деформации нижнего корпуса датчика.

Сейсмические преобразователи

Акселерометры, пьезоэлектрические датчики и датчики с подвижной катушкой называются сейсмическими преобразователями . Типовые кривые отклика преобразователя на рисунке справа сравнивают характеристики трех сейсмических преобразователей общего назначения в широком диапазоне частот вибрации.

Акселерометры обычно имеют более расширенные высокочастотные возможности, чем пьезодатчики скорости, тогда как датчики с подвижной катушкой имеют очень ограниченный линейный диапазон.

• Акселерометр : максимальная частотная характеристика. Используется для зубчатого зацепления, импульса и других высокочастотных приложений.
• Пьезодатчик скорости : более низкая высокочастотная характеристика, но меньше шума, чем при использовании внешнего интегрирующего усилителя с акселерометром.
• Датчик с подвижной катушкой : более ограниченная частотная характеристика, но не требует внешнего источника питания.

Примечание. В истории анализа вибрации датчики скорости с подвижной катушкой были изобретены и использовались задолго до того, как были усовершенствованы пьезоэлектрические датчики. Таким образом, многолетний анализ и изучение данных о скорости привели к появлению руководств по мониторингу вибрации (таких как некоторые стандарты вибрации), которые включают рекомендуемые уровни серьезности, основанные на единицах скорости, а не ускорения.

Примеры размещения датчиков

Независимо от того, какой тип сейсмического датчика мы используем, при установке сейсмических датчиков на машине  обычно на каждый подшипник устанавливаются 3 датчика  для записи трех ключевых показателей: горизонтального, вертикального и осевого.

Преобразователи  должны располагаться как можно ближе к подшипникам и в точках наиболее прямой передачи усилий от ротора к корпусу. Важно избегать их установки на части машины (например, крышки доступа), которые могут вибрировать с локальными резонансами, не отражающими вибрацию корпусов подшипников. Примеры* рекомендуемых местоположений приведены ниже.

*Ссылка на эти примеры соответствует стандарту ISO 10816-3

Выбор преобразователя

Вращающиеся машины бывают разных конструкций и используются для различных применений, таких как небольшие двигатели, насосы, компрессоры, большие паровые турбины, генераторы и многое другое. Машиностроение можно разделить на категории в зависимости от типа используемых подшипников.

Существует много типов подшипников, однако мы обсудим два основных типа подшипников, используемых в промышленности: гидродинамические подшипники и подшипники качения (REB).

Гидродинамические подшипники (здесь слева) обычно передают относительно небольшую вибрацию от ротора к корпусу. Это связано с тем, что  ротор поддерживается жидкостным клином, а между подшипником и ротором отсутствует металлический контакт  , когда машина работает правильно. В этом сценарии; относительно большое количество энергии вибрации, передаваемой жидкости, рассеивается и не передается корпусу машины.

Подшипники качения  обычно обеспечивают высокую степень передачи вибрации от ротора к корпусу из-за прямого контакта металл-металл элементов подшипника, поскольку ротор жестко соединен с внутренним кольцом подшипника, которое поддерживается по элементу качения. Тела качения передают нагрузку ротора на наружное кольцо.  Внешнее кольцо поддерживается корпусом подшипника, а корпус подшипника обычно запрессовывается во внешнее кольцо.

Также необходимо учитывать отношение масс корпуса к ротору и жесткость опоры подшипника.

Тяжелый корпус/легкий ротор : это условие, при котором отношение корпуса к ротору превышает 10:1. В этом случае очень маловероятно, что вибрация, возникающая на роторе, будет передаваться на корпус.

Аналогично,   когда опора » жесткая»,  обсадная колонна испытывает минимальное движение; следовательно, датчики приближения XY являются подходящим выбором.

Легкий корпус/тяжелый ротор : это состояние, при котором отношение корпуса к ротору составляет менее 5:1. В этом случае ротор может создавать достаточную силу, чтобы вызвать вибрацию корпуса.

Аналогично,   когда опора «мягкая»  (иначе — опора для жалоб), вероятно, произойдет значительное смещение обсадной колонны. Рекомендуется использовать двойные датчики XY и измерять абсолютную вибрацию вала. Двойные датчики XY позволяют измерять вибрацию обсадной колонны и относительную вибрацию вала, чтобы определить абсолютную вибрацию вала.

В приведенной ниже блок-схеме приведены критерии выбора для Конструкция машины:

Гидравлические подшипники  должны быть оснащены либо только бесконтактными датчиками, либо абсолютным валом в зависимости от отношения корпуса к ротору и жесткости опоры; тогда как  подшипники качения  должны быть оснащены датчиками, установленными на корпусе.

* Существует условие для установки подшипников качения, которое не очень распространено при высоком передаточном числе или жесткой опоре. Однако в этом очень особом и редком состоянии бесконтактный датчик необходимо установить на корпусе немного в стороне от подшипника , поскольку вибрация подшипника не будет иметь значительных амплитуд колебаний.

Выбор преобразователя

Перед выбором преобразователя нам также необходимо знать, какие неисправности мы пытаемся обнаружить. Существует две категории:

1. Неисправности, связанные с ротором : Источником вибрации является сам ротор или какое-либо действие или движение, которое в первую очередь связано с ротором. Например, несоосность, дисбаланс, нестабильность, вызванная жидкостью, трение, трещины ротора и искривление ротора являются распространенными примерами неисправностей ротора.
2. Неисправности, связанные с корпусом или опорой:  Вибрация, вызванная неисправностями, связанными с корпусом или опорой, часто наблюдается непосредственно на корпусе машины. Эти вибрации могут быть вызваны источниками, которые являются внешними или внутренними по отношению к корпусу машины, такими как: подшипники качения, силы трубопроводов, резонанс конструкции, износ опоры или фундамента, состояние ротора/подшипника (ослабление или зажатие), трение и тепловое коробление
.

Для получения качественной информации по измерениям вибрации  Одним из важных факторов является использование системы преобразователя, способной охватить ожидаемые частоты вибрации, которые могут генерироваться машиной/неисправностью . Для этого нам необходимо изучить следующие аспекты:

• Ожидаемая частота отказов в зависимости от конструкции машины
• Частотная характеристика датчика вибрации
• Влияние монтажа преобразователя на его линейный диапазон

Математически взаимосвязь между перемещением, скоростью и ускорением определяется посредством интегрирования и дифференцирования. Тем не менее, с практической точки зрения, важные части отношений суммированы в следующей таблице:

Наконец, выбранный преобразователь должен выдерживать условия, в которых он должен работать, и необходимо учитывать физические ограничения , так как должно быть достаточно места для установки преобразователя в надлежащем месте.

Необходимо также учитывать крепление и прокладку кабелей, уплотняющие соединения и конструкцию кронштейна.

Если машина спроектирована и изготовлена ​​для приема определенного типа в определенных местах, всегда проще всего использовать эти места и датчики. Однако использование любой из этих ранее существовавших точек крепления может быть не лучшим с точки зрения точности. Таким образом, всегда следует учитывать критерии выбора в соответствии с конструкцией машины, ожидаемыми неисправностями и частотной характеристикой. Помните, что только правильный датчик, правильно установленный в нужных местах, даст хорошие результаты.

Пример:

Это пример типичного механического поезда с приводом, приводом и коробкой передач между ними, все подшипники относятся к типу жидкостной пленки. В этом случае мы обычно будем использовать следующее:

• 2 кейфазора (один для HSS и один для LSS)
• Бесконтактные датчики X&Y на каждом подшипнике
• 2-3 ​​Датчики упора на каждом упорном подшипнике
• 2 акселерометра будут установлены на коробке передач (один на HSS, а другой на LSS для обнаружения проблем с Gear, которые обычно возникают на высоких частотах)

Надеемся, эта информация была вам полезна. Как мы видим только из этого сообщения в блоге, исследование вибрации и динамических измерений является сложным , и в каждом примере установки машин действует множество факторов. Из-за такого уровня различий редко существует универсальное решение для мониторинга состояния вашего предприятия. С этой целью Мы в Bently Nevada приветствуем возможность поговорить с вами о ваших проблемах с измерениями вибрации и будем рады помочь вам разработать план действий, чтобы охватить ваши критически важные активы и улучшить вашу общую стратегию мониторинга состояния.  Свяжитесь с нами, чтобы начать обсуждение ваших потребностей в мониторинге состояния.

Этот обучающий блог был разработан совместно с серией обучающих видео группы диагностики машин Bently Nevada. Эта информация также доступна на нашей платформе вебинаров по запросу, которую можно найти здесь.

MDS TEAM- Дополнительная информация

DESTORS SENSOR база данных из более чем 34 632 легковых автомобилей, легких грузовиков и внедорожников от 35 производителей транспортных средств. Просто выберите свой автомобиль и вперед! Не можете найти свой автомобиль в базе? Не проблема! Вы можете вручную ввести информацию о своем транспортном средстве и сохранить ее для использования в будущем. Мы также поддерживаем диагностику вибрации для:

• Классические легковые и грузовые автомобили
• Легковые и грузовые автомобили, изготовленные по индивидуальному заказу
• Параллельные гибридные автомобили (P0-P4)

У вашего автомобиля проблемы с вибрацией? Наши приложения NVH избавят вас от необходимости диагностировать его наугад!

Вибрация Включены процедуры диагностики и ремонта для более чем 276 различных источников вибрации.

• Пошаговые диагностические процедуры
• Обучающие видео
• Сотни фотографий
• Опираясь на 30-летний опыт диагностики вибрации
• Ресурсы Youtube, Facebook и Twitter.
• Работает на совместимых смартфонах и планшетах. Apple iPad должны иметь оборудование для подключения к сотовой сети, но тарифный план не требуется. Планшеты Android должны иметь датчик GPS и акселерометр. Посетите Google Play или Apple App Store, чтобы проверить совместимость вашего устройства.

НОВИНКА! Мы прилагаем все усилия, чтобы добавить поддержку диагностики вибрации для электромобилей в приложение NVH; Результатом стала NVH версии 4.0 для устройств Apple iOS! Теперь мы поддерживаем 137 моделей электромобилей, охватывающих почти 20 лет. Audi, BMW, Chevrolet, Fiat, Ford, Honda, Hyundai, Jaguar, Kia, Mazda, Mercedes-Benz, Nissan, Porsche, Skoda, Subaru, Toyota, Volvo, Volkswagen и 49Модели Тесла!

NVH 4. 0 для Android будет доступен позднее в 2022 г.

НОВИНКА! NVH версии 4.0 для Apple iOS

Следите за оборотами электродвигателя и шин во время вождения! Приложение NVH измеряет вибрации вашего автомобиля и сравнивает их со скоростью вращения этих частей. Если есть совпадение, приложение NVH покажет вам красные светящиеся части на экране просмотра автомобиля, представляющие вибрацию, обнаруженную на экране. Смотрите скриншот выше.

NVH 4.0 для устройств Apple iOS включает 20 новых функций и улучшений. Обновление версии Android выйдет в 2022 году. Нажмите кнопку ниже, чтобы увидеть все новые функции.

Что нового в NVH 4.0?

Мы работали с Allison Transmission, чтобы разработать быстрый, простой в использовании и точный инструмент диагностики вибрации для всей грузовой и автомобильной промышленности.

• Быстро, точно и точно: Приложение можно настроить и подготовить к началу диагностики всего за 30 секунд!
• Живые результаты: Наблюдайте за тем, что происходит во время испытаний автомобиля
• Записывайте во время вождения: Запишите свое дорожное испытание и просмотрите его снова в режиме реального времени или сделайте паузу и пройдите его шаг за шагом.
• Автоматическая диагностика: Анализирует записи дорожных испытаний и определяет тип вибрации вашего автомобиля.
• Всего:  Отображает статистику для каждого типа обнаруженной вибрации и разбивает ее по скорости автомобиля, чтобы предоставить вам еще больше информации.
• Поделиться: Отправьте свои записи другому пользователю приложения (Apple или Android), чтобы он мог просмотреть результаты ваших дорожных испытаний.

Это простая в использовании и точная программа для изоляции вибраций. Вы готовы через 5 минут. Как специалист по обслуживанию, это экономит время, а результаты легко понять. Я использовал другие устройства, которые требуют сложной настройки и калибровки. Это не эта программа.

CA CK в Apple App Store

Превратите свой смартфон или планшет (с GPS) в универсальный инструмент для диагностики шума, вибрации и жесткости (NVH)! Приобретите наше новое приложение, чтобы использовать внутренние датчики вашего устройства для диагностики проблем вибрации автомобилей, легких грузовиков, внедорожников и коммерческих грузовиков. Приложение NVH определит тип вибрации вашего автомобиля. Следуйте нашему контекстно-зависимому файлу справки по диагностике с решениями почти 300 источников вибрации, чтобы найти и устранить источник проблемы.

Примеры видео

Посмотрите два видео, показанных здесь, чтобы увидеть, как работает приложение NVH. Верхнее видео показывает настройку приложения NVH на Subaru, а затем результаты реальных дорожных испытаний в реальном времени. На нижнем видео показана диагностика вибрации на BMW с помощью приложения NVH. Он также показывает диагностику трансмиссии из двух частей и диагностику биения на погнутом колесе. Наконец, посмотрите результаты фактического ремонта трансмиссии и колеса с помощью приложения NVH.



Чтобы ваша мастерская выжила, ваша репутация среди клиентов и местных дилеров должна оставаться положительной.

Что, если бы вы могли решать проблемы с вибрацией быстрее и точнее, экономя время и повышая удовлетворенность клиентов?

Повышение качества обслуживания клиентов



Избегали ли вы ремонта из-за вибрации?

Что, если бы существовало простое решение, которое могло бы точно определить источник вибрации и дать вам все возможные решения для устранения проблем с автомобилем?

Увеличьте свой доход



Вы были разочарованы, когда узнали, что с вашим автомобилем или грузовиком что-то не так, но ваш дилер или механик так и не решил проблему полностью?

Вас беспокоит стоимость вашего автомобиля и безопасность вас и вашей семьи?

Проверьте свой автомобиль

Приложение NVH предназначено для автоматического определения типа вибрации, которую испытывает ваш автомобиль, при условии соблюдения инструкций процедуры дорожного испытания.

Существует 14 типов вибраций, которые приложение NVH может автоматически обнаруживать:

• Зависящие от скорости шины (вибрации 1-го, 2-го и 3-го порядка)
• Зависимость от частоты вращения карданного вала (вибрации 1-го, 2-го и 3-го порядка)
• Зависимость от частоты вращения двигателя (вибрации 0,5, 1, 2, 3, 4, 5 и 6 порядка)
• Зависимость от скорости электродвигателя (вибрации 1-го порядка)

Каждый тип вибрации имеет уникальные причины. Вибрация типа это не то же самое, что вибрация источник . Существует много возможных причин (источников) для каждого типа вибрации. Приложение NVH содержит пошаговые инструкции по обнаружению источника вибрации после того, как приложение определило тип вибрации.

•  Приложение NVH не может автоматически определить источник вибрации
• Хотя приложение NVH превосходно определяет тип вибрации, которую испытывает ваш автомобиль, вам или кому-либо еще потребуется выполнить шаги диагностики, описанные в файлах справки приложения, чтобы определить точную причину или источник вибрации.