Troubleshooting and root cause analysis

Solução de problemas e análise de causa raiz

Solução de problemas específicos de som e vibração e análise de causa raiz de problemas de som e vibração. Identificação e implementação de contramedidas para mitigar os problemas.

A redução do ruído e da vibração nos produtos ajuda a otimizar a experiência do usuário no produto e a garantir que o produto funcionará conforme a especificação durante o tempo de vida esperado. Esse é o caso no desenvolvimento de novos produtos, na avaliação de alterações de produtos e na investigação de problemas em produtos existentes. As estratégias incluem resolução de problemas específicos de som e vibração e análise de causa raiz de problemas de som e vibração. Uma atividade central nesse processo é identificar e implementar contramedidas para atenuar os problemas.

Temos trabalhado com vários clientes em projetos como redução de ruído em produtos operacionais e identificação de causas de ruído e vibração na alteração do projeto. A durabilidade do produto também pode ser resolvida usando os métodos de análise de problemas e causa raiz.

Veja alguns projetos com os quais trabalhamos para solucionar problemas de som e vibração e recomendar ações corretivas:

Para controlar efetivamente os níveis de ruído na posição do operador em um veículo, é importante ter uma boa compreensão de quais elementos do veículo contribuem para os níveis de posição do operador. Realizamos a análise da contribuição do caminho fonte (SPC) em um carregador skidsteer para ajudar a entender os contribuidores dominantes para os níveis de pressão sonora da posição do operador. A análise SPC requer funções de transferência acústica (P/F) e de vibração (A/F) dos locais de origem para o local do receptor, além de medidas de caracterização de fonte operacional (acústica e vibração irradiadas), para que a contribuição de cada fonte e caminho pode ser calculado. Nós aumentamos essa análise com estudos what-if, nos quais os dados foram analisados para mostrar quais reduções na força da fonte seriam necessárias para reduzir os níveis do operador para um nível alvo desejado. A partir deste teste e análise, o fabricante do veículo foi capaz de compreender melhor a melhor forma de controlar o ruído na posição do operador. Eles também tiveram uma visão e compreensão do processo e das capacidades do SPC.

> BOBCAT reduz vibrações de operação com análise de veículo completo (estudo de caso)

Uma empresa de dispositivos médicos precisou de assistência para avaliar o desempenho de NVH de um dispositivo de terapia de feridas e identificar as melhores diretrizes para reduzir o ruído e a vibração. As medições operacionais de ruído e vibração foram conduzidas dentro de uma câmara anecoica completa. Usamos a abordagem source-path-receiver, concentrando-nos na análise FFT e na ordem para identificar as causas-raiz do ruído e da vibração introduzidas pelo dispositivo.

A partir dos resultados do teste, pudemos sugerir contramedidas efetivas para reduzir o ruído e a vibração na origem e ao longo do caminho até o receptor. No entanto, como o dispositivo já estava em desenvolvimento, o cliente decidiu implementar apenas contramedidas relacionadas ao caminho.

Um fabricante de equipamentos agrícolas, ambientais e de construção optou por terceirizar a medição da potência sonora em seu moinho de tubos. Eles também queriam aprender as técnicas para solucionar problemas de energia sonora sozinhos. Medidas padronizadas de potência sonora foram conduzidas e usadas para quantificar fontes com foco na avaliação de quais bandas contribuíram mais para o nível geral. Uma vez que o foco foi reduzido, ambas as ressonâncias acústicas e estruturais foram calculadas/medidas para determinar se a causa raiz era uma resposta forçada ou frequência natural. Uma causa raiz foi identificada e foram aceitas recomendações que reduziram significativamente os resultados de potência sonora do moinho de tubos. O cliente aprendeu as técnicas utilizadas para este projeto, para que possam resolver problemas semelhantes no futuro.

Um transplante coreano precisava de uma validação do zumbido, chiado e chocalho (BSR) de um facelift de seu veículo de produção para o mercado norte-americano. Áreas de preocupação foram o painel de instrumentos, o console central e o headliner. Para realizar este teste, colocamos o veículo em um agitador de 4 postes, com vários arquivos de drive usados para excitar diferentes eventos BSR.

Buzz, squeak and rattle identification and root cause analysis

Para facilitar a comunicação com a equipe coreana, usamos um sistema de matriz esférica para fazer imagens acústicas de eventos BSR transitórios antes e depois dos ajustes no veículo.

Um OEM automotivo norte-americano nos pediu para investigar os mecanismos que afetam a qualidade do som (SQ) de um evento de fechamento de porta. As medições foram feitas no veículo do cliente e em um veículo alvo com boa fechadura da porta SQ. Os veículos foram instrumentados com sistemas de medição de pressão de vedação, acelerômetros para extrair formas de deflexão operacional e sensores de tensão para estimar forças na posição de trava/percussor durante eventos de fechamento de porta com velocidade controlada. Medições de holografia acústica de campo próximo também foram realizadas para visualizar o ruído irradiado da superfície da porta em função do tempo e da frequência. Os dados coletados foram analisados e comparados aos dos demais veículos para tirar conclusões quanto às diferenças físicas e formular hipóteses de mecanismos dominantes de controle.
Um fornecedor de nível 1 de sistemas de tetos para veículos precisava de suporte de engenharia para: integrar seus sistemas de teste de produção NVUL da PULSE em sua linha de produção; desenvolvimento/definição de metas de aceitação de produtos; e resolução de problemas de ruído e vibração nas amostras rastreadas. As medições operacionais de vibração foram feitas em vários sistemas de fim de linha nos EUA e no exterior. Diferentes técnicas de análise foram aplicadas para cada modo de falha identificado, como espectros de frequência, análise de envelope e estatísticas no domínio do tempo. A abordagem source-path-receiver foi usada para solucionar problemas relacionados a NVH. Posteriormente, os critérios de aceitação do produto se correlacionaram com a preferência subjetiva e foram implementados no sistema de produção de fim de linha.
Um OEM que fabrica trens comerciais de energia para caminhões nos pediu para solucionar um problema de durabilidade relacionado à vibração com suas linhas de combustível. As medições de vibração e deformação foram realizadas em um dinamômetro e em uma instalação externa. Estes foram comparados com os resultados do teste de componente modal estático. A causa raiz da alta vibração foi atribuída ao alinhamento modal dos componentes do sistema de combustível. No projeto, planejamos e testamos várias contramedidas que reduziram significativamente a vibração da linha de combustível e o desgaste de seus componentes de montagem.
Um fornecedor global de serviços e equipamentos de tecnologia da informação solicitou assistência na identificação de fontes de ruído em sua unidade de classificação de cheque e ofereceu propostas de contramedidas para redução geral de ruído. Ambas as medições operacionais e estacionárias foram feitas em uma câmara anecóica. As medições de holografia acústica de campo próximo foram feitas em conjunto com a análise de banda estreita, banda de 1/3 de oitava e função de resposta de frequência (FRF) para solucionar todas as fontes de ruído relevantes. Contramedidas para resolver problemas de ressonância e níveis mais baixos foram aceitos pelo cliente. Além disso, foram feitas recomendações de design com qualidade de som que o cliente decidiu levar em consideração durante os futuros processos de projeto.
Um líder no desenvolvimento, fabricação e distribuição mundial de componentes e sistemas eletrônicos e eletromecânicos solicitou nossa ajuda para entender e identificar a causa raiz de um problema de ruído que atrasou o lançamento de uma de suas linhas de produtos. Acústica e vibração operacionais, teste de FRF estático e medições de qualidade de som foram feitos para determinar parâmetros objetivos para discriminar entre bom e ruim. O modelo source-path-receiver foi aplicado com foco na análise do domínio da frequência para identificar as principais características de ruído do ruído censurável. Isso resultou na implementação de contramedidas para reduzir o problema de ruído específico em pontos localizados na origem e ao longo do caminho até o receptor. As recomendações do projeto ajudaram o cliente a direcionar seus esforços no lançamento desta linha de produtos com um design de motor aprimorado.
Um aspirador de pó e um fabricante de produtos para cuidados com o piso precisavam de ajuda para entender as principais fontes de ruído que mais contribuem significativamente para o nível geral de pressão sonora e aborrecimento do operador de um aspirador industrial. As medições de ruído de operação foram realizadas em uma câmara hemianecóica e em uma sala silenciosa para melhor simular um ambiente operacional típico. Múltiplos microfones, cabeça binaural e mapeamento de intensidade sonora foram analisados em bandas de banda estreita e 1/3 de oitava para determinar as principais fontes de ruído. O resultado foi uma série de recomendações de design que foram incorporadas a esta linha de produtos e usadas como diretrizes de design em todas as futuras plataformas.

As turbinas eólicas são equipadas com alarmes para garantir que quaisquer desequilíbrios no sistema sejam identificados e corrigidos antes que uma turbina desenvolva falhas críticas. Um fabricante de pás de turbinas eólicas personalizadas e equipamento de ventilação nos pediu para investigar um problema de desequilíbrio em uma lâmina em um site do cliente no México, como o alarme de desequilíbrio continuou soando. Para entender o problema, realizamos medições operacionais de vibração no local. Utilizamos técnicas de FFT, análise de pedidos e balanceamento para caracterizar o desequilíbrio associado às pás. As medições mostraram que não houve desequilíbrios nas pás disparando o alarme. Um problema em outras partes da instalação foi a origem dos problemas de vibração experimentados pelo cliente do fabricante da lâmina.

Diagnostics of noise and vibration issues in a large chassis dynamometer installationUm dinamômetro de chassi de veículo grande exibiu ruído de fundo excessivo na faixa de 200 e 250 Hz. Realizamos testes de excitação artificial e operacional e estabelecemos que o ruído era de estrutura e devido a um modo de flexão e torção da massa de reação do motor do dinamômetro, acoplado a um modo de flexão do eixo motor. A animação dos modos nestas duas frequências foi confirmada tanto pelo teste modal quanto pelas formas de deflexão operacional extraídas dos dados operacionais. Os amortecedores de massa ajustados foram projetados e instalados com sucesso para resolver o problema.

Um fabricante de equipamentos de acesso e caminhões especiais para defesa, incêndio e emergência, bem como uso comercial, necessários para identificar as principais fontes e caminhos de ruído e fornecer recomendações de projeto para reduzir os níveis acústicos de um sistema de supressão de incêndio. Medições acústicas e de vibração impulsivas foram conduzidas de acordo com as especificações do cliente nas instalações do cliente. Tanto a análise no domínio do tempo quanto no domínio da frequência foram aplicadas para quantificar a fonte e avaliar se houve oportunidades de redução através do caminho do sistema. Recomendações de projeto para reduzir o ruído impulsivo foram feitas e contramedidas para reduzir ainda mais os níveis de ruído em faixas de freqüências discretas foram introduzidas.

 

Um fabricante de eixos pesados e componentes de eixo para veículos militares e máquinas fora de estrada precisava de ajuda para identificar a fonte de um chocalho questionável em um conjunto de engrenagens e solicitou contramedidas e recomendações para ajudar a reduzir ou eliminar o ruído. As medições operacionais de ruído e vibração foram feitas em uma instalação independente de testes em veículos fora-de-estrada. Usamos análise de domínio de tempo e frequência, análise de pedidos, análise de envelope e medições modais de FRF para identificar a fonte do ruído. Recomendações de design foram feitas com foco na redução das funções de forçamento e compreensão / movimentação de ressonâncias. Também foi recomendado aumentar o isolamento para ajudar a reduzir ainda mais o ruído do chocalho.

Trabalhamos com um fabricante de cortadores de grama para ajudá-los a entender o desempenho de vibração de um de seus produtos. Para identificar as faixas de frequência de interesse, adquirimos dados de excitação artificial. Em seguida, medimos durante a operação para entender os níveis de vibração do cortador sob uso normal. A análise modal foi usada para entender a melhor forma de melhorar a vibração no local do operador (receptor). Os resultados foram entregues ao cliente para integração no desenvolvimento futuro da qualidade de vibração em seus produtos.

Um fabricante de equipamentos agrícolas se aproximou de nós para solucionar problemas de uma lança acústica em um trator e identificar possíveis contramedidas. Medimos o ruído e a vibração estática e operacional nas instalações do cliente, aplicando o modelo de origem-caminho-receptor. Análise espectral, ordem e modal foram utilizados para compreender os principais componentes da lança acústica.

Tractor Acoustic Boom Troubleshooting

A explosão consistiu em altos níveis de fonte, juntamente com um problema de alinhamento modal que apareceu após uma mudança de projeto. Recomendamos reduzir o nível da fonte e mudar as ressonâncias acopladas. Além das mudanças recomendadas, também ajudamos o cliente a desenvolver um gráfico de alinhamento de modo para usar como referência durante os futuros processos de desenvolvimento do trator.

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