NVH 해결을 위해 고객과 협력

NVH 수석 엔지니어링 전문가 Victor Li

누구나 알고 있습니다 : 조용한 베어링은 양질의 베어링입니다. 베어링이 하우징에 더 잘 맞을수록 더 균형 잡히고 움직임이 감지되지 않을수록 몇 년 동안 지속될 가능성이 높아집니다.

지난 10 년 동안 OEM (Original Equipment Manufacturer)은 일반 산업 응용 분야를위한 베어링 사양에 사운드 요구 사항을 점점 더 추가했습니다.

팀켄의 수석 NVH 엔지니어링 전문가 인 Victor Li는“대부분의 경우 고객은 더 큰 시스템에서 성능 문제로 이어질 수있는 소음 유발 진동에 대해 우려하고 있습니다. 다른 경우에는 새로운 정부 규정이 중장비 주변에서 작업하는 작업자의 청력을 보호하거나 주거 지역의 소음 공해를 줄이는 역할을한다고 그는 말합니다.

엄격한 소음, 진동 및 거칠기 (NVH) 요구 사항을 해결하는 동시에 베어링 수명 동안 비용을 절감하기 위해 팀켄 연구 개발 (R & D)은 현장에 지속적으로 상당한 투자를하고 있습니다. Li가 2012 년에 팀켄에 합류했을 때 그는 팀켄 엔지니어가 설계 프로세스 초기에 소음 및 진동을 시뮬레이션하는 데 사용할 수있는 소프트웨어 도구 작업을 시작하여 낮은 NVH 베어링을보다 효율적이고 정밀하게 설계하는 데 도움이되었습니다.

NVH 시뮬레이션 소프트웨어 개발

조용한 베어링은 양질의 베어링입니다.하지만 진동하고 소음을내는 베어링과 그렇지 않은 베어링의 차이점은 무엇입니까? 팀켄의 그룹 리더이자 기술자 인 Praveen Pauskar는 육안으로 볼 수있는 것 너머를 보면 완벽하게 평평하거나 매끄러운 표면이 없다는 것을 깨닫게된다고 설명합니다. 모든 것은 제조 과정에서 일정량의 변동이있을 수 있습니다.

“표면에 약간의 거칠기와 함께 기복, 구부러짐이 있습니다.”라고 그는 말합니다. “Timken 엔지니어는 기복이나 거칠기의 양을 제어 할 수 있지만 일반적으로 정밀도가 높을수록 제조 공정 비용이 더 많이 듭니다.”

따라서 문제는 합리적인 제조 매개 변수를 유지하면서 성능 요구 사항을 충족하는 베어링을 설계하는 것입니다. 시뮬레이션 소프트웨어가 없으면 엔지니어는 베어링 설계, 물리적 부품 제작, 테스트 장비에 배치, NVH 측정의 반복적 인 프로세스를 거쳐야합니다.

고객 조사를 수행 한 후 Li는 설계자가 NVH 성능 “스위트 스팟”을보다 빠르고 정확하게 찾는 데 사용할 수있는 컴퓨터 모델링 소프트웨어를 설계하기위한 입력으로 데이터를 사용하여 사운드 테스트 실험실에서 베어링 소음 및 진동을 측정하기 시작했습니다. 그는 잘 작동했지만 때로는 단일 시뮬레이션에 이틀이 걸렸던 동적 시간 도메인 기반 모델링 도구로 시작했습니다.

분석 속도를 높이기 위해 Li는 계속해서 주파수 도메인 기반 모델을 개발했습니다. 현재 팀켄의 가상 사운드 테스트 시스템 (VSTS)입니다.

더 짧은 리드 타임. 더 정확한.

1 년 간의 성공적인 테스트 끝에 팀은 고객에게 VSTS를 사용하기 시작했습니다. 그들은 설계 팀이 내부 및 외부 링에서 개별 롤러에 이르기까지 모든 베어링 구성 요소에 대해 엄격한 사양을 요청한 제조업체에서 시작했습니다.

팀켄 영업 및 맞춤형 엔지니어링 팀은 함께 R & D와 협력하여 고객이 설계 한 시나리오에 대해 VSTS 시뮬레이션을 실행했습니다. 그들은 팀켄이 제안한 대체 베어링이 고객이 요청한 것과 동일하거나 더 나은 성능을 가질 것이라는 증거로 결과 데이터를 제시했습니다.

시스템 수준 예측

동시 엔지니어링 도구 인 VSTS를 사용하면 팀켄 엔지니어가 제품 개발의 초기 단계에서 OEM 설계자와 함께 작업 할 수 있습니다. Li는“베어링의 모든 설계 기능을 시뮬레이션 할 수 있습니다. 다른 속도로 또는 다른 하중 조건에서 회전합니다. 외부 링과 내부 링이 어떻게 회전하는지, 사용 사례의 일반적인 작업 조건을 시뮬레이션 할 수 있습니다. ”

모든 VSTS 입력 데이터를 결합하면 하나의 베어링이 아닌 전체 시스템의 소음과 진동을 시뮬레이션 할 수 있습니다. 시스템 수준에서 NVH를 예측하면 일반적으로 베어링을 요청할 때 사용 사례의 모든 설계 세부 정보를 제공하지 않는 OEM 설계자와 쉽게 작업 할 수 있습니다.

“첫 번째 단계는 항상 고객을 위해 VSTS 모델을 검증하는 것입니다.”라고 Li는 말합니다. “시뮬레이션이 현실과 얼마나 잘 일치하는지 보여주기 위해”라고 Li는 말합니다. 이를 위해 그는 링 표면이나 롤러 몸체에 작은 움푹 들어간 곳을 만듭니다. 그런 다음 그는 계측 실험실에서 움푹 들어간 부분을 측정하고 진동을 예측하는 모델의 입력으로 사용합니다. 마지막으로 그는 R & D 실험실에서 정교한 사운드 테스트 장비를 사용하여 VSTS 결과를 검증합니다.

고급 NVH 기능

팀켄의 최신 사운드 테스트 장비 추가는 테이퍼, 원통형, 구형 또는 볼 베어링에서 외경 24 인치 (60.96cm)까지 더 큰 베어링을 테스트하는 회사의 기능을 확장합니다. 팀켄의 R & D 이사 인 Ryan Evans는“우리는 고급 NVH 기능 제품군을 개발하고 있습니다.

“NVH 진단 장비는 기계 용 EKG와 같습니다.”라고 그는 말합니다. 이를 통해 Li는 현장 또는 오디오 녹음을 통해 사운드를 분석하여 NVH 성능을 측정하고 사운드의 출처를 식별 할 수 있습니다. Evans는 “Victor의 전문 지식과 이러한 도구를 통해 팀켄은 특별히 베어링 관련 문제인지 여부에 관계없이 NVH 문제를 해결할 수있는 고유 한 방법을 고객에게 제공합니다.”라고 말합니다.

“팀켄에서는 현장의 고객에게 사운드 분석을, 사무실에서 VSTS 시뮬레이션을 사용하는 데 관심이 있습니다.”라고 그는 말합니다. “우리는 전체 범위를 다룹니다. NVH가 고객에게 중요 해짐에 따라 팀켄은 우리가 서비스를 제공하는 각 산업에 대해 제기하는 과제를 해결하기 위해 그들과 협력하기를 기대합니다.”

Published: 2021/03/11