Комментарии 63
Неожиданное решение мерить вибрацию ШРУСов на решётке вентилятора. Так, конечно проще, но на валу было бы точнее. Тем не менее, получилось, с чем и поздравляю!
научно-технический способ обосновать "почему поменял".
(у каждого свой способ: жена раскладывает на картах таро у гадалки, муж - вешает датчик MPU6050 на вентилятор. Главный результат: ШРУС - поменян, в семье - гармония)
Меня интересовал пик вибраций, не абсолютное значение, по кузову примерно одинаково все это распространяется, так что все равно в какой именно точке мерять :)
Думается, запись стуков микрофоном и последующий её анализ выявил бы ту же частоту стуков, что и акселерометр :-)
Теоретически возможно, но меня интересовали сигналы, частота которых не входит в полосу пропускания микрофона и последующих трактов. Обычно в лучшем случае от 20 Гц.
Полоса пропускания микрофона тут ни при чём. Вы же говорите о стуках. Стуки запишет любой самый деревянный микрофон. Далее вам надо выявить их на записи и измерить частоту ударов, а не спектр стука. Когда меряют пульс - меряют частоту ударов, а не частоту звука.
Как раз использованный Вами акселерометр и должно использовать, он во первых дает вектор ускорения а не модуль ускорения как микрофон, во вторых микрофон имеет в исследуемом диапазоне сильно не линейную АЧХ, а вот акселерометр как раз очень хорошую линейную
На частоте 30 Гц не каждый микрофон будет писать.
Очень интересное исследование! Снимаю шляпу.
Использование Linux сильно бы упростило задачу, потому что в Windows вы получили множество проблем совместимости, но я рад что у вас всё получилось. Очень круто!
На сколько я помню под виндами данные с Ардуины через сериал(в данном случае через сериал овер IP) можно лить сразу в Эксель с помощью plx-daq, обратно отправлять управление, изучается и настраивается это за день и не валится это как минимум сутками.
Я сторонник консоли, csv и gnuplot. Но допускаю, что и этот вариант имеет право на жизнь.
Посмотрел, что это за зверь. Есть интуитивные сомнения, что это может принимать данные с частотой 1 КГц. Проверять лень уже, но зарубку в памяти оставлю.
изучается и настраивается это за день
Целый день тратить на запись из uart в файл? О_о
А Линух тут каким боком?
Первые эксперименты с записью потока проводились с использованием программы PUTTY. Результаты оказались неприемлемыми – часть данных при записи в файл терялась. Я предположил, что львиная доля времени тратится PUTTY на отображение принимаемого потока данных. Поэтому была написана программа на Python для приема потока данных и записи его на диск в файл. Для запуска записи потока данных в файл на диске надо запустить программу с ключом –p[com port name] [b baudrate]. В моем случае порт COM3 и скорость 230400 установлены по умолчанию и потому мне достаточно ключа –p. При запуске без параметров программа выведет подсказку по использованию. Поток данных записывается as is, состоит из групп по 14 байт плюс байты 0D0A. На диске ноутбука появляются файлы с уникальными именами типа 2023_05_21_12_27_52_945876.txt, сгенерированными из времени начала записи. Содержимое файла выглядит, например, так, если открыть его в Блокноте (рисунок 4):
Всё сильно проще было бы в линухе сделать. Там можно было вообще на баше сделать:
cat /dev/ttyUSB0 > log.txt
Чтобы что-то сделать в линуксе - надо иметь машину с ним :) а у меня все ноуты, которые я могу взять в авто и мне их не жалко - с виндой. Сын попробовал принимать поток на мощном Андроид смартфоне через OTG - в принципе работает, но что-то идет не так. Я не помню уже деталей, но таки оказалось быстрее и проще написать маленькую прогу на питоне под виндой.
Там можно было вообще на баше сделать: cat /dev/ttyUSB0 > log.txt
Как будто под Windows так сделать было нельзя:
Запись в файл а не в консоль:
type com4: > log.txt
Крайне своеобразная неисправность, и мне чёт кажется она сама по себе очень редкая.
но способ диагностики прям супер! очень этого не хватает в авто как штатного способа диагностики… если это еще подружить с ИИ...
p.s. помню в начале нулевых когда я в РЖД работал, к нам приезжали ребята которые пытались продать девайс по диагностике подшипников и ременных приводов, охренительная была штука, два акустических датчика, один акселерометр, и эта штука показывала какой подшипник неисправен, насколько, степень натяжки ремня, необходимость установки успокоительных роликов...
Соглашусь с Вами. Это единственный мой авто с такой болячкой. Остальные никогда таких проблем не имели. Я не имею профильного образования в сфере механики, так что только осторожно предположу, что в данной модификации размерность ШРУСов маловата. В конце концов есть масса авто с существенно большей мощностью мотора, большим моментом и тяжелее. И что-то в инете нету массовых проблем.
Вибрация от ШРУСов имеет втрое большую частоту от частоты вращения колес. В ШРУСе 3 ролика и 3 беговых дорожки, за один оборот привода ролики трижды ездят туда-сюда.
Мне кажется, это ошибочное утверждение. Или же вы неверно выразились. За один оборот каждый ролик совершает ОДНО полное колебание. Но ролики смещены друг от друга на треть оборота или 120 градусов, соответственно, их колебания смещены по фазе на 120 градусов. Допустим, вибрацию создает выработка в середине пути. Так происходит чаще всего, если шрус в нормальном положении почти прямой. В этом случае ролики почти не двигаются и все время давят в одно и то же место. Совершая ОДНО колебание ролик проходит выработку ДВА раза - по пути "туда" и "обратно". Соответственно, частота вибрации будет в 2 раза выше, чем частота вращения. Это если выработка только в одной дорожке. Если в трех - частота будет в 6 раз выше. Если в двух, то будет дробный шум. Вместо выработки может быть раковина либо трещина, не суть.
Вам кажется :) рассмотрите графики например синусоидального колебания. Туда и обратно - 1 герц. 2 раза туда и обратно - 2 герца. 3 раза - 3 герца :)
У вас выбоина на дорожке синусоидальная? Еще раз:
Совершая ОДНО колебание ролик проходит выработку ДВА раза - по пути "туда" и "обратно".
Форма колебания не имеет значения. Важно только одно - сколько полных циклов проходит за единицу времени.
Как это не имеет, вы что такое говорите!? Синусоида дает один спектр, прямоугольник - совершенно другой! Если я правильно понял посыл вашей статьи, то вы предлагаете диагностировать именно по спектру. И заявляете при этом, что форма значения не имеет. Это взаимоисключающие утверждения.
Синус некоторой частоты даст после FFT палку на частоте этого синуса. Прямоугольный сигнал той же частоты даст основную палку на той же частоте плюс палки на частотах гармоник. Меня интересует частота основной гармоники и поэтому форма сигнала мне не важна.
Ну так и какая будет частота основной гармоники, если ролик проходит выбоину 2 раза за оборот?
Для одного ролика будет соответствовать частоте вращения привода. Для трех роликов - утроенной частоте вращения привода.
Еще раз: посмотрите на график синуса. СИгнал дважды проходит нуль за период (Вы это называете "оборот"). При этом частота сигнала определяется не по пересечениям нулевой оси, а по полному периоду.
Вы упорно не хотите понять очевидного. Вот и пользователь @SuperTEHb вам то же самое говорит:
А теперь представьте, что в окрестности нуля выбоина. Синус пересекает ось вниз (тук), а потом ось вверх (тук). Всё равно дважды за период выходит.
И еще интересный вопрос: а что за палка стоит на частоте 14 Гц, на частоте (вот совпадение!) ровно в 2 раза меньше той, которую вы называете первой гармоникой? Может, это и есть первая гармоника, а про скорость вы несколько слукавили?
И именно поэтому будет ОДИН период. Ускорение же векторное, "Туда" будет положительное, "обратно" отрицательное и Вы увидите как раз период.
А теперь представьте, что в окрестности нуля выбоина. Синус пересекает ось вниз (тук), а потом ось вверх (тук). Всё равно дважды за период выходит.
del
Диаметр связан с длинной окружности через Пи. То есть длинна окружности колеса 0,635 * Пи получается почти два метра. Таким образом выходит уже около 9 об/сек.
для колес диаметром D=0,635 м длина окружности есть pi*D=1.995 м
скорость 60 км\ч
за час пройденный путь 60000 метров
Колесо сделает 60000 / 1,995 = 30075 оборотов
делим число оборотов на время 30075/60 минут/60секунд = 8.35 Гц
Вы среднюю школу окончили?
На моей ниве была похожая ситуация. Образовались раковины на беговой дорожке двухрядного подшипника. Сначала гудело еле заметно, я обнаружил это только выехав на трассу и основательно разогнавшись, в конце же стало гудеть так, что в салоне аж уши закладывало. Но при этом даже еле заметного люфта не появилось. Для диагностики не пришлось ничего паять, я просто поддомкратил по очереди все колеса и слушал звук. Полноприводная трансмиссия нивы позволяет крутить по очереди все 4 колеса благодаря межколесным и межосевому дифференциалам. Так был обнаружен шум в левом переднем колесе. Поворот колеса на шум никак не влиял, отчего был сделан вывод, что это не шрус, а именно подшипник.
О! Вибродиагностика! По хорошему в техцентрах должнв быть такие системы. Народ даже нейросети на эту тему запиливал, как вибрирует какой-нибудь вал курильщика и как вибрирует вал здорового человека.
Странный выбор для точки измерения вибрация. Двигатель на подушках, подвеска на подрамнике. и панель немного с гашением шумов и вибраций. Тут на основании выбора из трех разных точек замеров диссертацию можно защитить, ну да ладно, и про ресурс у ШРУСа тоже. А ведь можно оптический тахометр с акселерометром, и спидометром совокупить и комплексную картину смотреть.
Основным критерием выбора точки был легкий доступ. Плюс я глазками видел как вибрирует панель в определенных условиях, т.е. интересующие меня колебания туда попадают.
Мне как-то коллеги рассказывали, что в 90-х делали работу для одного из крупных автопроизводителей по виброизмерениям салона. Как раз использовали оптические методы.
Основным критерием выбора точки был легкий доступ
При решении инженерной задачи критерием не должно быть "И так сойдёт". На вашем абстрактном автомобиле ДВС и КПП установлены через подушки на подрамнике и связаны ШРУСами с колёсами. Подрамник в свою очередь связан с кузовом через сайлентблоки. И, в третью очередь на кузове установлен салон и панель приборов с всевозможным применением виброизоляции и шумогашения. Вот вы температуру своего тела измеряете в строго определенных местах, а не в кармане или портфеле. Разве очень сложно открыть капот и прикрепить датчик в подкапотном пространстве ?
Вот эта смазка пополам с ржавчиной - уже нормальный такой симптом.
Вы определили неисправность, но не поняли причину быстрой поломки детали, а это некачественные прошлые ремонты. По фотографиям можно сделать вывод, что вам попала вода в ШРУС из-за неплотной обжимки хомута. На это указывает рыжий цвет, а также неправильно подобранная смазка для типа трипоид. Могли применить смазку для наружного ШРУС с дисульфидом молибдена, который в соприкосновении с водой превращается в абразив, ускоряя разрушение механизма. Правильная смазка должна выглядеть как на изображении.
�
Вибродиагностика давно обсуждается в автодиагностике, и по частотам, и вейвлет разложение я применял, что гораздо лучше, и круговые диаграммы привязанные к углу поворота наблюдаемой детали.
Это уже есть в готовых мотортестерах. Например мт-про4
вы вообщемто просто заново сделали велосипед. и использовали акселерометр вместо обычно используемого пьезодатчика.
правда частота выборки у вас маловата, но это ерунда.
Основная нерешенная проблема, в том, что на другом авто картина будет другой. и нужно заново все определять для автомобиля другой конструкции.
Я решал очень ограниченную задачу: наблюдаемые вибрации от ШРУСа или нет? Создавать систему вибродиагностики я не пытался :)))
Частота выборки максимальна для использованного датчика. У меня есть более совершенный датчик с частотой выборки 8 КГц (или 4? надо спеки глянуть), но с ним произошла мистическая история: я его положил на стол с целью припаять, на что-то отвлекся - и датчик исчез. Обыскал все, перебирая по бумажке и болтику - нету. Пришлось другой попроще взять. А недавно прибирал на столе мусор - вот он, посередине стола лежит :))) Либо барабашка-домовой, либо с головой проблема уже :)))
Вы упомянули угол поворота детали - датчик угла поворота имеется в таких системах?
да, оптический датчик. наносите белей краской метку и вперед.
вот тут и оборудование и обсуждение http://mlab.org.ua/forum/viewtopic.php?f=33&t=2983
В 70-х годах в ВУЗе изучали науку кибернетику. "Теоретические основы кибернетики" - так назывался предмет. А в 90-х годах автоматизировал котельную в соседнем небольшом городке, который только что газифицировали. Автоматика на основе PLC с компьютером, на котором пишутся тренды режимов котлов. В процессе наладки выяснилось, что давление в газовой магистрали колеблется с частотой около 2 герц. Перегнали тренды в экселевский формат. А тренды снимались с фиксированной частотой около 1 раз в секунду. И по частоте колебаний выяснили при помощи кибернетических методов, что происходит резонанс в трубе на входе в город. Перед этой трубой стоит регулятор давления, который тоже в системе с трубой вошел в резонанс. И вуаля - нашли выход вварив компенсатор в середину трубы. Это такая П-образная вставка в трубу.
Дифференциальная диагностика неисправных шарниров равных угловых скоростей по спектру вибраций