Společnost DENSO MANUFACTURING CZECH s.r.o. patří mezi nejstabilnější a největší zaměstnavatele v Libereckém kraji. Denně vyrobí 13 000 klimatizačních jednotek, které dodává uznávaným výrobcům světových automobilových značek. Nejvyšší úroveň kvality a bezpečnosti jejich výrobků je tak na prvním místě.  

Tato společnost nás v souvislosti se svým speciálním projektem oslovila v červnu roku 2016. Jednalo se o pořízení zkušebního vibračního systému, který bude třeba uložit do stávající Walk-in teplotní komory. Ukázalo se, že jsme jako jediní schopni nabídnout řešení, které splní všechny zadané požadavky. Kombinuje v sobě totiž několik zcela odlišných typů zkoušek.  

Zadání

V lednu 2017 tak mohla začít intenzivní příprava veškerých technických a administrativních podkladů.  

Společnost DENSO potřebovala vyřešit požadavek na provádění vibračních zkoušek typu durability (stárnutí materiálu), Squeak Rattle (testování parazitních hluků výrobku) a modální analýzy při regulované teplotě. Základním zadáním tedy byla dodávka vibračního systému pro vertikální a horizontální vibrace, který bude schopen provádět uvedené typy zkoušek, avšak v požadovaném teplotním rozsahu -20 °C až +50 °C. Proto musí být umístěn ve stávající Walk-In teplotní komoře. 

Technologické otázky a výzvy

Vibrační systémy se často kombinují se zkušebními komorami pro dosažení prostředí simulující reálné podmínky. Zkušební komory standardně bývají uzpůsobeny pro kombinaci s konkrétním vibračním systémem. Obě zařízení pracují v ambientním prostředí laboratoře. 

V našem případě jsme čelili situaci, kdy bylo nutné umístit celý vibrační systém dovnitř stávající Walk-In komory.
 

Mezi hlavní výzvy patřilo:

  • Umožnění vibračnímu systému a kluznému stolu provoz mimo doporučený teplotní rozsah (shaker 0 °C až +40 °C a kluzný stůl +11 °C až +40 °C)
  • Výběr a úprava dostatečně silného vibračního systému, který splní silové požadavky durability zkoušek a zároveň bude dostatečně tichý pro Squeak & Rattle zkoušky
  • Usazení vibračního systému uvnitř komory z důvodu omezení přenosu nežádoucích vibrací do konstrukce komory
  • Zajištění dostatečného přísunu vzduchu pro chlazení vibračního systému uvnitř komory a tlakového vyrovnání
  • Zamezení vzniku kondenzátu na komponentech vibrační soustavy
  • Odhlučnění celého systému tak, aby maximální hodnota hluku generovaná vibračním systémem nepřesáhla 40 dB (A), což je požadavkem pro Squeak & Rattle zkoušky

Technologická řešení

Nejprve bylo potřeba vymyslet, jak ochránit vibrační systém uvnitř teplotní komory a umožnit mu práci v teplotně nežádoucím prostředím. Ve spolupráci se společností WEISS Technik jsme vyvinuli speciálně navržený ochranný box pro vibrační systém, který je schopný udržet doporučené prostředí pro bezpečný provoz vibračního systému. Vibrační systém a kluzný stůl je díky boxu oddělen od nežádoucího prostředí uvnitř komory.

Ochranný box

Stavební příprava

Vhodné umístění vibračního systému uvnitř Walk-In komory bylo rovněž výzvou. Podlaha a stěny komory tvořené standardně sandwich panely nejsou pro usazení vibračního systému vhodné z důvodu nedostatečné nosnosti podlahy a možnosti přenosu vibrací do celé konstrukce. Řešením bylo vyříznutí a vyjmutí několika panelů z podlahy komory. Vibrační systém se následně usadil na betonovou podlahu laboratoře.

Takto upravenou komoru můžete vidět na obrázku vlevo. 

Realizace

Jako vhodný typ vibračního systému pro tuto aplikaci byl zvolen shaker i220/SA1M-i20EMpatentovanou technologií ECO a kluzný stůl CentroTecnica VST900 využívající unikátní technologii mazání kluzné desky olejovým filmem a vakua. Díky použitým technologiím je vibrační systém schopen tichého provozu pod úrovní 40 dB (A) až po dobu 30 min (obvyklá doba Squeak & Rattle zkoušek) a to jak ve vertikální, tak v horizontální ose vibrací. Instalace vibračního systému proběhla v listopadu 2017. 

Více informací o použitých technologiích naleznete v odkazech výše. Souhrnný přehled naší nabídky v této oblasti si můžete prohlédnou v sekci Vibrační systémy.    

Další otázkou, které jsme museli čelit, bylo chlazení vibračního systému uvnitř komory, resp. ochranného boxu, udržení homogenity ve zkušebním prostoru komory během teplotní zkoušky a zabránění vzniku kondenzátu na kritických částech sestavy. Na základě těchto požadavků došlo k modifikaci přívodu chladícího vzduchu použitím speciálního vrchního krytu shakeru. Chladící vzduch je přiváděn z vnějšího prostředí laboratoře vzduchovými hadicemi, přes stěnu ochranného boxu, přímo do krytu shakeru. Potřebný tah chladícího vzduchu je zajištěn chladícím ventilátorem vibračního systému umístěného na střeše laboratoře.
Ochrana proti orosení jednotlivých částí vibračního systému se řešila pomocí doplňkové ventilace ochranného boxu tvořené samostatným vzduchovým okruhem, resp. ventilátorem a vzduchovými hadicemi pro přívod / odvod vzduchu. Díky tomuto řešení je uvnitř boxu zajištěno neměnné klima.

vibrační systém zakrytý a odkrytý

 

Aby nedocházelo k teplotnímu přenosu přes exponované části vibračního systému (armatura shakeru a deska kluzného stolu), jsou tyto díly vybaveny speciálními teplotními bariérami. Shaker je vybaven speciálním vrchním krytem disponujícím integrovanou termo-bariérou a hladkým povrchem z nerezové oceli pro jednoduché spojení s ochranným boxem. Kluzná deska je vybavena termo-bariérou ze skelných vláken a kevlarovou membránou umožňující pohyb desky v horizontálním směru.

 

Mezi nejtěžší technologické parametry se řadila otázka, jak celý systém odladit tak, aby dosahoval požadovaného výkonu a minimálního hluku pro splnění norem Squeak & Rattle. Kromě výše uvedených technologií vibračního systému bylo nutné vyjmout hydraulickou jednotku generující nežádoucí hluk z rámu kluzného stolu a umístit ji mimo zkušební prostor Walk-In komory.

Kritický bod této modifikace představovala maximální vzdálenost hydraulických hadic 1,5 m, aby nedocházelo ke ztrátě tlaku. Díky tomuto bodu bylo nutné detailně naplánovat pozici vibračního systému a samotné jednotky stolu. Mezi další zdroje hluku vibračního systému patří jeho chladící ventilátor. Ten se musel umístit na střechu laboratoře. Vzduchová hadice k ventilátoru vedla od samotného shakeru přes ochranný box, zkušební prostor komory a strojovnu až k ventilátoru.

Praxe

Po finalizaci všech řešení a instalaci ochranného boxu došlo v březnu 2018 k předání celého díla. 

S více než ročním odstupem můžeme říci, že se nám společně s našimi dodavateli povedlo úspěšně navrhnout a zrealizovat řešení tohoto komplikovaného projektu a splnit tak všechny požadavky našeho váženého zákazníka. Společnost DENSO nyní využívá unikátní zkušební systém kombinující několik zcela odlišných typů zkoušek, což jen potvrzuje její silnou pozici na trhu automobilového průmyslu. 

Specifikace systému:

  • Vibrační systém IMV i220/SA1M-i20EM, silový vektor 8 kN
  • Vakuový kluzný stůl CentroTecnica VST900, velikost kluzné desky 900x900 mm
  • Head Expander, magnesium, 900x600 mm
  • Regulační systém K2, 8 kanálů, SW SINE, RANDOM, SHOCK