Результаты экспериментального исследования. Результаты экспериментов, обработанные с помощью программного обеспечения LabVIEW SignalExpress представлены на рисунках 4.17 - 4.22

Результаты экспериментов, обработанные с помощью программного обеспечения LabVIEW SignalExpress представлены на рисунках 4.17 - 4.22.

Рассмотрены шесть шарниров с различной степенью износа и величинами осевого зазора 0,01; 0,28; 0,46; 0,59; 0,74 и 0,84 мм.

На рисунке 4.17 представлены графики зависимости виброускорения от времени проведения эксперимента для шарнира №1 с осевым зазором 0,01 мм. Шарнир без эксплуатации на автомобиле, принят за эталон.

Анализ графиков зависимости виброускорения от времени проведения эксперимента показывает минимальные значения виброускорения характерные для белого, импульсного и других случайных шумов возникающих в вибродатчиках, соединительных кабелях и аналого-цифровом преобразователе. Величина напряжения получемого от вибродатчика при этом составляет в вехнем диапазоне 10 - 12 mV, в нижнем диапазоне от -10 до -12 mV. Отсутствие виброусокения в шарнире объясняется отсутсвием перемещения корпуса шарнира относительно шарового пальца и минимальным зазором установленным конструктивно для возможности вращения пальца отоносительно корпуса шарнира.

Рисунок 4.17 - Общий вид совместного графика зависимости виброускорения от времени проведения эксперимента для шарнира №1 с величиной осевого зазора 0,01мм

На рисунке 4.18 представлены графики зависимости виброускорения от времени проведения эксперимента для шарнира №2 с осевым зазором 0,28 мм. Шарнир был изъят из эксплуатации, при наработке около 14000 км.

Анализ графиков зависимости виброускорения от времени проведения эксперимента показывает возрастание значений виброускорения по-сравнению с эталонным шарниром. Величина напряжения получемого от вибродатчика при этом составляет в вехнем диапазоне 20-30 mV, в нижнем диапазоне от -20 до -30 mV. Появление виброусокения в шарнире №2 объясняется перемещения корпуса шарнира относительно шарового пальца на величину осевого зазора (0,28 мм). Виброускорение появляется в сопряжении «головка шарового пальца-полимерный вкладыш» при прохождении шарниром области рабочих верхней и нижней мертвых точек (рисунок 3.19).

Рисунок 4.18 - Общий вид совместного графика зависимости виброускорения от времени проведения эксперимента для шарнира №2 с величиной осевого зазора 0,28 мм

На рисунке 4.19 представлены графики зависимости зависимости виброускорения от времени проведения эксперимента для шарнира №3 с осевым зазором 0,46 мм. Шарнир был изъят из эксплуатации при наработке примерно 25000 км.

Анализ графиков зависимости зависимости виброускорения от времени проведения эксперимента показывает дальнейшее возрастание значений виброускорения. Величина напряжения получемого от вибродатчика составляет в вехнем диапазоне от 30 до 40 mV, в нижнем диапазоне от -30 до -40 mV. Возрастание виброусокения обусловлено увеличением зазора в исследуемом сопряжении до величины 0,46 мм.

На рисунке 4.20 представлены графики зависимости виброускорения от времени проведения эксперимента для шарнира №4 с осевым зазором 0,59 мм. Шарнир был изъят из эксплуатации при наработке примерно 35000 км.

Анализ графиков зависимости виброускорения от времени проведения эксперимента показывает дальнейшее пропорциональное возрастание значений виброускорения. Величина напряжения получемого от вибродатчика составляет в вехнем диапазоне от 40 до 50 mV, в нижнем диапазоне от -30 до -50 mV. Возрастание виброусокения обусловлено увеличением зазора в исследуемом сопряжении до величины 0,59 мм.

Рисунок 4.19 - Общий вид совместного графика зависимости виброускорения от времени проведения эксперимента для шарнира №3 с величиной осевого зазора 0,46 мм

Рисунок 4.20 - Общий вид совместного графика зависимости виброускорения от времени проведения эксперимента для шарнира №4 с величиной осевого зазора 0,59 мм

На рисунке 4.21 представлены графики зависимости виброускорения от времени проведения эксперимента для шарнира №5 с осевым зазором 0,74 мм. Шарнир был изъят из эксплуатации при наработке примерно 55000 км.

Анализ графиков зависимости виброускорения от времени проведения эксперимента показывает дальнейшее пропорциональное возрастание значений виброускорения. Величина напряжения получемого от вибродатчика составляет в вехнем диапазоне 120 - 140 mV, в нижнем диапазоне от -120 до -160 mV. Возрастание виброусокения обусловлено увеличением зазора в исследуемом сопряжении до величины 0,74 мм.

На рисунке 4.22 представлены графики зависимости виброускорения от времени проведения эксперимента для шарнира №6 с осевым зазором 0,84 мм. Шарнир был изъят из эксплуатации при наработке примерно 70000 км.

Анализ графиков зависимости виброускорения от времени проведения эксперимента показывает дальнейшее пропорциональное возрастание значений виброускорения. Величина напряжения получемого от вибродатчика составляет в вехнем диапазоне 200 - 250 mV, в нижнем диапазоне от -200 до -240 mV. Возрастание виброусокения обусловлено увеличением зазора в исследуемом сопряжении до величины 0,84 мм.

Рисунок 4.21 - Общий вид совместного графика зависимости виброускорения от времени проведения эксперимента для шарнира №5 с величиной осевого зазора 0,74 мм

Рисунок 4.22 - Общий вид совместного графика зависимости виброускорения от времени проведения эксперимента для шарнира №6 с величиной осевого зазора 0,84 мм

Проведенный анализ полученных зависимостей максимальной и средней амплитуд виброускорения от величины осевого зазора (приложения Г, рисунки 4.23 - 4.24) в шарнирах показал, что полученные данные могут служить основой для разработанного способа определения величины осевого зазора в шаровых шарнирах. Определены зависимости между величинами амплитуд виброускорения и величиной осевого зазора в шарнирах для фаз 1 и 2.

Рисунок 4.23 - Графики зависимости максимальной и средней амплитуд виброускорения от величины осевого зазора, фазы 1,2

Рисунок 4.24 - Графики зависимости максимальной и средней амплитуд виброускорения от величины осевого зазора, при прохождении точки экватора (между фазой 1 и 2)

Виброускорение, вызванное наличием зазора в шарнире, при проведении исследований фиксируется первым датчиком, установленным непосредственно в контакте с шарниром во время первой и второй фазы движения, когда шарнир проходит верхнюю мертвую точку и начинает двигаться вниз (фаза 1) и когда проходит нижнюю мертвую точку и начинает двигаться вверх (фаза 2).

Так же фиксируется виброускорение в точке экватора (точка расположенная посередине между верхней и нижней мертвыми точками). При работе стенда опорные платформы для колес двигаются как в продольном так и в поперечном направлениях. Это создает помимо основных вертикальных нагрузок, продольные и поперечные нагрузки, которые оказывают влияние на виброускорение в фазах 1 и 2 и создают виброускорение в сопряжении шарнира в точке экватора как при движении вверх, так и при движении вниз.

Полученные экспериментальные данные могут служить основой для создания способа определения величины осевого зазора, поскольку явная зависимость проявляется при величине зазора в диапазоне от 0,01 мм, до 0,9 мм, то есть для всех шарниров, представленных в экспериментальном исследовании.

Вибродатчик №2, установленный на рычаге подвески (рисунок 3.18) не фиксирует виброускорение вызванное наличием зазора в шарнире, при проведении исследований, для обеих фаз. Это связано с тем, что виброускорение, возникающее в шарнире, имеет небольшие значения, т. к. частично гасится полимерным вкладышем и, распространяясь далее от корпуса шарнира быстро затухает.

Анализ графиков показал, что наиболее явную зависимость величины виброускорения от величины осевого зазора в шарнирах имеют графики максимального и среднего верхних значений амплитуды для фазы 1 и 2 (рисунки 4.23 - 4.24). Для дальнейших исследований используем график максимального значения амплитуды, как более близкого к квадратичной зависимости и соответственно имеющего меньшую погрешность измерения (рисунок 4.25 а).

Для получения уравнения зависимости величины виброускорения от величины зазора, необходимо привести полученный график (рисунок 4.25 а) для датчика №1 к виду, который можно описать квадратичным уравнением (рисунок 4.25 б).

Полученное уравнение имеет вид:

a=20 +1,1, (4.7)

. (4.8)

а)

б)

Рисунок 4.25 - График зависимости величины виброускорения от величины осевого зазора испытательных образцов:

а) график, полученный экспериментальным путем; б) приведение графика к стандартному виду: 1 - график, полученный экспериментальным путем, 2 - приведенный график

Исполняющий работник, в ходе диагностирования подставляет полученные значения виброускорения в уравнение (4.8) и вычисляет фактическое значение величины осевого зазора в шаровых шарнирах с погрешностью не превышающей 10%.

Анализ полученных результатов показал, что величины максимальной и средней амплитуд виброускорения (рисунки 4.23 - 4.24), а также величина напряжения на графиках зависимости величины виброускорения от величины осевого зазора в шарнирах для обоих вибродатчиков на порядок ниже, чем те же характеристики, полученные при проведении стендового лабораторного исследования. Это связано с тем, что вибрации, возникающие в подвеске автомобиля и его шаровых шарнирах, при исследованиях в условиях автосервисного предприятия в значительной степени поглощаются шинами автомобиля, наполненными воздухом и специально для этого предназначенными. Полученные данные может служить основой для разработки способа диагностирования величины осевого зазора в шаровых шарнирах.